Telomere Length and Oxidative Stress and Its Relation with Metabolic Syndrome Components in the Aging (2021)

https://doi.org/10.3390/biology10040253

 

해당 논문은 노화 과정에서 발생하는 산화 스트레스(Oxidative Stress)와 텔로미어 길이(Telomere Length) 간의 관계, 그리고 이들이 대사 증후군(Metabolic Syndrome)의 구성 요소와 어떻게 연관되는지에 대해 다루고 있다. 텔로미어는 염색체 끝에 위치한 DNA-단백질 복합체로, 세포의 수명을 결정하는 생물학적 시계 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 나이가 들면서 텔로미어가 짧아지면 세포는 더 이상 분열할 수 없게 되고, 이는 세포 노화나 프로그램된 세포 사멸로 이어질 수 있다. 이러한 과정은 대사 증후군과 같은 노화 관련 질병의 발생과 깊은 연관이 있다.
 

텔로미어와 대사 증후군
대사 증후군은 비만, 고혈압, 고혈당, 인슐린 저항성, 이상지질혈증과 같은 여러 대사적 이상이 복합적으로 나타나는 증후군으로, 심혈관 질환 및 제2형 당뇨병의 주요 위험 요인이다. 연구에 따르면 대사 증후군의 각 구성 요소는 텔로미어를 단축시키며, 이는 산화 스트레스의 증가와 관련이 있다. 예를 들어, 비만은 체내 산화 스트레스를 증가시키고, 이는 텔로미어의 길이를 줄이며 궁극적으로 세포 노화를 촉진한다. 비슷하게, 고혈압, 고혈당, 그리고 이상지질혈증도 텔로미어 단축에 기여하며, 이는 대사 증후군 환자들에게서 더 뚜렷하게 나타난다.
 

산화 스트레스와 텔로미어 단축
산화 스트레스는 활성산소종(ROS)의 증가로 인해 발생하는데, 이는 DNA, 단백질, 지방 등을 손상시키며, 특히 텔로미어 부위에서 이러한 손상이 많이 발생한다. 손상된 텔로미어는 세포의 복구 메커니즘에 의해 제대로 복구되지 못하고, 결과적으로 텔로미어가 빠르게 단축된다. 이러한 단축은 세포 노화 및 질병 발생을 가속화하는 주요 원인으로 작용한다.
 

리뷰 과정

• 문헌 검토 및 데이터 수집
  • 텔로미어 길이와 산화 스트레스의 연관성에 대한 기존 문헌 검토
  • 대사 증후군과 관련된 연구 분석: 비만, 고혈압, 고혈당, 이상지질혈증 등 대사 증후군 구성 요소가 텔로미어 길이에 미치는 영향을 다룬 연구들을 선별 및 분석
  • 관련 바이오마커 조사: 산화 스트레스와 관련된 바이오마커(TBARS, 8-옥소구아닌 등)를 평가하는 연구 자료를 수집
• 대상자 선정 및 그룹 분류
  • 연령대 및 성별: 다양한 연령대와 성별을 포함한 대사 증후군 환자 그룹과 대조군을 선정
  • 대사 증후군 구성 요소: 대상자들이 가지고 있는 대사 증후군의 구성 요소(예: 비만, 고혈압 등)를 기준으로 세부 그룹으로 분류
  • 산화 스트레스 수준에 따른 그룹화: 대상자들을 산화 스트레스 수준에 따라 추가로 분류하여 비교 분석
• 텔로미어 길이 측정
  • qPCR(정량적 PCR) 사용: 주로 혈액 내 백혈구의 텔로미어 길이를 측정하기 위해 qPCR 기술 사용
  • TRF 분석(텔로미어 제한 단편 분석): 정확한 텔로미어 길이를 측정하기 위해 추가적으로 TRF 분석을 활용
  • 측정 데이터의 통계적 분석: 수집된 데이터를 바탕으로 텔로미어 길이의 평균값 및 표준편차를 계산하고, 대사 증후군 요소별 텔로미어 길이 차이를 분석
• 산화 스트레스 측정
  • TBARS(Thiobarbituric Acid Reactive Substances) 측정: 혈중 산화 스트레스 수준을 평가하기 위해 TBARS 측정을 실시
  • 8-옥소구아닌 분석: DNA 산화 손상의 지표인 8-옥소구아닌 수준을 측정하여 산화 스트레스의 영향을 평가
  • 다양한 산화 스트레스 바이오마커 분석: 다양한 산화 스트레스 관련 바이오마커를 측정하고 이들이 텔로미어 길이에 미치는 영향을 조사
• 상관관계 및 인과 관계 분석
  • 텔로미어 길이와 대사 증후군 구성 요소의 상관관계: 각 대사 증후군 요소(비만, 고혈압 등)와 텔로미어 길이 사이의 상관관계를 통계적으로 분석
  • 산화 스트레스와 텔로미어 단축의 인과 관계 분석: 산화 스트레스가 텔로미어 단축에 미치는 인과 관계를 다중 회귀분석 등을 통해 평가

 

리뷰 결과

1. 텔로미어 길이와 대사 증후군 간의 관계
   • 비만과 텔로미어 길이
     • 비만 환자에서 텔로미어 길이가 유의하게 짧게 나타남
     • 비만도가 높을수록 텔로미어 길이가 더 짧아지는 경향을 보임
   • 고혈압과 텔로미어 길이
     • 고혈압 환자의 경우 텔로미어가 더 짧아지는 경향이 뚜렷하게 나타남
     • 특히 고령의 고혈압 환자에서 텔로미어 길이 단축이 두드러짐
   • 고혈당 및 인슐린 저항성과 텔로미어 길이
     • 고혈당 및 인슐린 저항성이 있는 환자에서 텔로미어 길이가 짧아지는 경향 관찰
     • 인슐린 저항성이 높을수록 텔로미어 단축 속도가 빨라짐
   • 이상지질혈증과 텔로미어 길이
     • 혈중 트리글리세라이드(TG)와 콜레스테롤 수치가 높을수록 텔로미어 길이가 짧아지는 것으로 나타남
     • HDL-C(고밀도 지단백 콜레스테롤) 수치가 낮을수록 텔로미어 단축이 두드러짐
2. 산화 스트레스와 텔로미어 단축 간의 연관성
   • 산화 스트레스 증가와 텔로미어 단축
     • 산화 스트레스 수준이 높은 대상자에서 텔로미어 단축이 더 빠르게 진행됨
     • 산화 스트레스 바이오마커(TBARS, 8-옥소구아닌 등)와 텔로미어 길이 사이의 강한 음의 상관관계 확인
   • 대사 증후군 환자에서의 산화 스트레스
     • 대사 증후군 환자에서 산화 스트레스가 크게 증가함
     • 산화 스트레스가 높은 대사 증후군 환자들은 텔로미어가 더 짧아지는 경향을 보임
3. 노화 및 질병 발생과 텔로미어 단축
   • 텔로미어 단축과 노화 관련 질병
     • 짧아진 텔로미어는 심혈관 질환, 제2형 당뇨병, 그리고 특정 유형의 암 발생과 밀접한 관련이 있음
     • 노화와 함께 텔로미어 단축이 진행되며, 이는 질병 발생 위험을 증가시킴
   • 산화 스트레스가 노화 및 질병에 미치는 영향
     • 산화 스트레스는 텔로미어 단축을 가속화하여 노화 과정과 관련된 질병의 발병을 촉진함
     • 산화 스트레스 감소가 텔로미어 보호 및 노화 관련 질병 예방에 중요한 역할을 할 수 있음
4. 대사 증후군 관리의 중요성
   • 대사 증후군 예방 및 관리
     • 대사 증후군을 효과적으로 관리하면 텔로미어 단축을 늦추고, 산화 스트레스 수준을 낮출 수 있음
     • 이를 통해 노화 관련 질병의 발생을 예방하고 건강 수명을 연장할 수 있음
   • 건강한 생활 습관의 영향
     • 건강한 식습관, 규칙적인 운동, 스트레스 관리 등은 산화 스트레스를 줄이고 텔로미어 길이를 보호하는 데 기여할 수 있음

 

위 그래프는 연령대별 텔로미어 길이와 산화 스트레스 수준을 보여준다. (이하 모두 동일 형식) 나이가 들수록 텔로미어가 단축되고 산화 스트레스가 증가하는 것을 확인할 수 있다.

 

텔로미어와 산화 스트레스의 관점으로 볼 때 (이하 동일) 살은 최대한 빼는 것이 좋다.

 

혈당 관리와 당뇨병 예방도 중요하다.

 

고혈압 경계선 수준도 방심해서는 곤란하다.

 

(주 - 개인적인 생각으로는 의외의 결과인데) HDL-C는 LDL-C와의 비율 뿐만 아니라 절대값으로도 높은 것이 텔로미어와 산화 스트레스에는 좋다는 분석 결과가 나왔다.

 

중성 지방은 낮추는 것이 좋다.

 

담배는 피지 말자. 기화 흡입기에 대한 데이터가 없는 것이 아쉽다.

 

​​​​​​술도 최대한 안 마시는 것이 좋다.

 

운동을 열심히 하는 것이 좋다.

 

잠은 충분히 자는 것이 좋다.

 

영양은 골고루 섭취하는 것이 좋다.

 

스트레스 관리도 중요하다.

 

노력으로 바꿀 수 있는 부분은 아니지만 사회경제학적 계층이 높을 수록 텔로미어 길이는 길고 산화 스트레스는 적게 받는다.

 

남자들이 여자들에 비해 텔로미어 길이가 더 짧고 산화 스트레스를 더 많이 받는다. 이는 남성의 기대 수명이 더 짧은 데서 들어맞는 부분.

 

결론
대사 증후군의 예방과 관리가 노화 관련 질병을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 특히 산화 스트레스의 관리는 텔로미어 단축을 늦추고, 이를 통해 세포 노화를 방지하며, 결과적으로 건강 수명을 연장할 수 있는 가능성을 제시한다. 건강한 생활 습관, 항산화제 섭취, 스트레스 관리 등은 산화 스트레스를 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 텔로미어 보호와 대사 증후군 예방에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.