중년이라 부르는 나이대가 되면서부터 몸 곳곳에서 ‘삐걱거린다’라는 느낌을 받기 시작한다. 단순히 기분 탓이 아니라, 실제로 그렇게 되고 있을 가능성이 높다. 특히 뼈 세포(골세포)의 노화가 그렇다. 노화와 스트레스로 인해 뼈 세포가 손상되면 기계적 신호를 감지하는 능력이 손상돼 궁극적으로 뼈가 약해진다는 것이다.
노화된 뼈 세포의 증가
뼈 세포는 흔히 골형성 또는 뼈 리모델링 등으로 불리는 과정을 조절한다. 뼈 조직에 가해지는 물리적인 힘을 감지하고, 이에 따라 낡은 뼈 조직을 분해하고 새로운 뼈 조직을 만들 시점을 조절하는 방식이다.
이때 흔히 ‘노화 세포’라 불리는 것들이 문제가 된다. 노화된 뼈 세포는 더 이상 복제와 분열을 하지 않지만, 그렇다고 죽지는 않은 채 남아있는 세포를 말한다. 신체 다른 조직의 노화 세포와 마찬가지로, 세포의 정상적인 기능을 수행하지 않으면서 염증성 물질을 분비하는 손상된 세포다.
노화된 뼈 세포가 많아지면 리모델링이 둔해지면서 뼈 밀도가 감소한다. 이는 골다공증과 같은 뼈 질환 위험을 높인다. 해당 부위의 뼈 조직은 점점 탄성을 잃어 경직된 구조를 갖게 되며 점차 취약해진다.
‘물리적 힘’에 의한 뼈 노화
미국 텍사스 대학 오스틴 캠퍼스 연구팀에 따르면, 노화된 뼈 세포는 ‘노화 관련 분비 표현형(Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP)’이라 불리는 분비 패턴을 보인다. 이는 염증성 물질과 단백질 분해 효소 등이 포함돼 주변 세포와 조직에 염증과 손상을 유발하는 독성 혼합물이다.
연구팀은 기계적 신호를 활용해 노화된 뼈 세포를 회복시키거나 선택적으로 제거하는 방법을 탐구하고 있다. 기존에는 세포의 유전 정보와 관련된 변화를 측정하는 방식이 주를 이뤘지만, 연구팀은 물리적 힘(압력이나 장력 등)을 통해 세포가 제대로 반응하는지를 측정하는 이른바 ‘생체역학적 마커’에 초점을 맞추고 있다.
뼈 노화에 관한 지식 확장
연구팀은 뼈의 노화에 관련된 지식이 향상됨으로써 골밀도 감소 및 골다공증에 더 잘 대응할 수 있을 거라고 기대하고 있다. 세계적으로 인구 고령화가 이루어지는 국가가 많고, 앞으로도 더 심화될 가능성이 높다. 그만큼 뼈 약화의 정확한 메커니즘을 이해하는 것이 점점 더 중요해진다는 것이 연구팀의 입장이다.
연구팀은 이번 연구 결과를 「작고 노화된 세포(Small and Aging Cell)」에 게재했다. 한편, 물리적인 힘 외에도 다양한 스트레스 요인이 뼈 세포에 어떤 영향을 미치는지, 어떻게 노화된 뼈 세포를 만드는지를 지속적으로 살필 계획이다. 한편, 각각의 스트레스 요인에 대한 잠재적 치료법은 무엇이 있는지를 조사하는 방향으로 연구를 확대해가려 하고 있다.
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