자가포식(Autophagy)

세포 청소부로 불리는 자가 포식은 세포가 영양소부족, 산소부족, DNA손상, 미토콘드리아 등 세포소기관의 손상, 세 포 내병원균 침입 등의 스트레스 조건하에서 생합성과정에 사용할 대사산물, 에너지 생산등을 위해 유도될 수 있는데 손상되거나 불필요한 세포소기관과 세포질단백질을 분해함으로써 우리 몸의 노폐물을 청소하고 건강한 새로운 세포의 재생을 도울 뿐만 아니라 비상시 에너지로 재활용하여 기능장애와 질병을 피하는 인체의 자연적인 과정입니다.

 

우리 몸은 약 60조 개의 세포로 이루어져 있으며 세포는 주로 단백질로 만들어집니다. 일상생활 속에서 낡거나 부서진 단백질은 대부분 몸 밖으로 배출되는데 배출되지 못하고 남은 것은 세포 내에 그대로 쌓여 세포를 약화시키고 다양한 신체 이상과 질병의 원인이 됩니다.

한편 우리는 평소 음식에서 영양을 섭취하고 필요한 단백질을 만듭니다. 하지만 어떠한 원인으로 영양분이 들어오지 않으면 몸은 스스로 생존을 위해 어떻게든 몸 안에 있는 것으로 단백질을 만들려고 합니다. 그래서 오래되거나 파괴된 세포 속 단백질을 모아 분해하고 그것을 바탕으로 새로운 단백질을 만드는 것입니다.

또한 각 세포 안에는 미토콘드리아라는 소기관(1개의 세포에 수백 개에서 수천 개)이 존재하는데 음식에서 흡수한 영양과 호흡에서 얻은 산소를 이용해 세포의 활동에 필요한 아데노신삼인산(Adenosine Tri-Phosphate, ATP)이라는 에너지를 만들어냅니다. 세포 내에 젊고 건강한  미토콘드리아가 많을수록 에너지를 많이 얻어 건강을 유지할 수 있는데 자가포식에 의해 미토콘드리아도 새롭게 다시 태어납니다. 

 

자가포식은 우리 몸에서 세포의 건강을 유지하여 노화를 늦추고 질병을 예방하는 역할을 합니다. 자가 포식 조절장애는 세포 노폐물이나 불필요한 단백질이 제거되지 않아 단백질 찌꺼기가 넘쳐 세포 밖으로 나오면 유전자 변이가 일어나 암을 유발할 수 있고, 뇌에 쌓이면 알츠하이머 치매나 파킨슨병을 일으킬 수 있습니다. 자가포식은 세포 내에 쌓인 불필요한 물질을 지속적으로 제거하므로 이런 질병들을 예방합니다. 또한 자가포식은 우리 몸의 면역 반응을 조절하는데도 중요한 역할을 합니다. 우리 몸 세포 속에 침입한 바이러스나 세균을 자가포식을 통해 효과적으로 분해하고 정화하여 건강을 지킬 수 있게 해 줍니다.  

 

단식, 운동과  같은 스트레스 환경은 자가포식을 활성화합니다. 마지막으로 음식을 먹고나서 10시간 정도가 지나면 우리 몸속 당이 거의 모두 소진되고 간에 저장된 글리코겐도 바닥이 나므로 몸은 체지방을 분해하여 에너지로 쓰게 됩니다. 그리고 16시간이 지나면 자가포식(autophagy)이 작동하기 시작합니다. 다시 말해 우리는 마지막으로 음식을 먹고 나서16시간 정도 공복상태를 유지하면 내장을 쉬게하고 지방을 감소시키고 자가포식에 의한 건강효과를 누릴 수 있습니다. 16시간 이상의 간헐적 단식과 함께 격렬한 운동도 자가포식을  활성화하는 방법입니다. 운동은 세포가 에너지를 사용하게 하고 이로 인해 세포 내의 에너지 저장량이 바닥나 자가포식이 활성화되게 합니다.

자가포식의 메커니즘을 밝힌 일본의 과학자 오스미 요시노리는 2016년에 노벨생리학·의학상을 수상하였으며, 2017년 실리콘밸리 노벨상이라 불리는 Breakthrough Prize도 수상하였습니다. 그의 발견으로 파킨슨병이나 치매와 같은 질환에 대해 더 이해할 수 있게 되었습니다. 자가 포식 기능을 특정 질병이나 부위에 활성화시켜 퇴행성 신경질환이나 암, 감염병 치료, 노화 방지 등에 활용하는 연구들이 현재 활발히 진행되고 있습니다.