나이가 든다는 것, 그것은 대부분의 살아있는 생명체가 피해갈 수 없는 숙명적인 현상입니다. 노화는 단순히 체력 저하나 주름, 피부 탄력 감소 같이 겉으로 드러나는 변화만을 의미하지 않습니다. 과학적으로 노화는 ‘생리학적으로 온전했던 상태가 점차 손상되어 문제가 발생하고, 죽을 가능성을 높이는 것’ 으로 정의됩니다. 수많은 과학자들은 노화의 생리적·생물학적 변화의 원인을 찾기 위해, 노화의 공통적인 특징들을 정리하고 있으며, 이를 통해 노화 자체를 늦추거나 막기 위해 활발히 연구하고 있습니다.

생물학 분야 최고 권위의 국제학술지 Cell에 게재된 생물학적 노화의 특징 12가지가 담긴 논문에서 12가지의 노화 원인 중 미토콘드리아 기능 저하를 언급했습니다.

세포 내 미토콘드리아의 기능 저하는 노화, 영양 불균형, 유전 등의 요소로 나타나는데요. 미토콘드리아의 기능 저하로 처리되지 못한 활성산소가 세포 내에 쌓여 염증과 단백질 손상 등의 산화적 스트레스를 유도합니다. 또한, 미토콘드리아의 기능 장애는 세포에게 필요한 에너지를 생산할 수 없게 되며 다양한 체내 장기에 질병을 유발합니다.

그런데 미토콘드리아가 정확히 무엇이길래 노화와 이렇게 깊은 연관이 있는 것일까요?

미토콘드리아와 활성산소

미토콘드리아는 세포 호흡 과정에서 에너지를 생성하는 동시에, 활성산소라는 부산물을 배출합니다. 산소가 전자를 받아 물로 환원되는 과정에서 일부가 불완전하게 환원되면, 반응성이 높은 활성산소가 생성됩니다. 활성산소는 불안정한 산소 분자의 총칭으로, 세포와 DNA를 손상시켜 세포 기능을 저하의 원인이 됩니다. 이로 인해 세포가 제 역할을 하지 못하거나 사멸하게 되고, 이러한 손상이 축적되면서 노화로 이어집니다.

미토콘드리아의 품질 관리

이렇듯 미토콘드리아의 품질을 관리하는 것은 세포에 에너지를 공급하고, 더 나아가 노화 방지에 굉장히 중요합니다. 품질 관리는 미토콘드리아 동역학, 생합성, 미토파지에 의해 조절됩니다.

✔ 미토콘드리아 생합성: 세포 내 미토콘드리아의 양을 결정할 수 있으며, 이는 세포 생장과 분열 그리고 노화와 밀접한 연관이 있다.

✔ 미토콘드리아의 동역학: 미토콘드리아는 융합(fusion) 및 분열(fission)이 역동적으로 일어나며, 이들의 불균형은 미토콘드리아 기능 장애와 노화의 중요한 표지가 된다.

✔ 미토파지: 손상되었거나 수명이 다한 미토콘드리아를 선택적으로 제거하고, 새로운 미토콘드리아 생합성을 촉진하는 일련의 세포 작용이다.

피부에서의 미토콘드리아

미토콘드리아는 피부 세포에도 역시 존재하여 다양한 영향을 끼치며, 그중 피부 항상성 유지에 중요한 역할을 하고 있습니다. 

• 장수와 스트레스 저항 메커니즘에 중요한 역할을 하는 sirtuines 발현 ↑
• 미토콘드리아의 DNA 보호
• 미토콘드리아에서 Cytochrome C 누출 38%↓
• 미토콘드리아의 형태 보호

• 미토콘드리아 기능 재강화(기능적 손상 감소, 호흡량/에너지 생성 증가)