목차
8. 생명공학의 이해
9. 생명복제
10. 유전체 연구와 인류의 미래
11. 암 생물학
12. 노화와 100세 청춘시대
9. 생명복제
10. 유전체 연구와 인류의 미래
11. 암 생물학
12. 노화와 100세 청춘시대
본문내용
구토, 신경통, 탈모 등의 부작용 발생
(4) 유전자치료
- 결핍된 유전자나 새로운 기능의 유전자를 인체세포에 도입
- 직접적 공격방법(종양억제 유전자 이용)과 간접적 공격방법(면역강화)
(5) 암에 대한 백신연구
- 변형된 세포와 바이러스들을 감지, 파괴시킴으로 건강을 유지키는 자체 면역기능 암퇴치에 응용
(6) 암의 예방
- 금연, 금주, 식생활 개선, 적당한 운동실행
. 노화와 100세 청춘시대
1. 노화(aging)
- 생명체가 젊은 상태를 그대로 유지하지 못하고 시간의 경과에 따라 생체기능이 감소
- 환경적 요인 : 자연환경, 생물환경, 생활습관 등 생명체가 존재하는 환경에 의해 주어지는 요인
- 유전적 요인 : 생명체가 소유하고 있는 유전정보에 기록되어 있는 노화의 요인
2. 인체의 노화과정
- 각 기관별로 노화에 따른 기능감소 속도가 다름
· 신경 전도 속도는 90세에서도 30세에 비해 10%밖에 감소되지 않는다
· 그러나 심계수, 사구체 여과율, 폐활량은 각각 30%, 40%, 50%의 감소를 나타낸다
- 이러한 여러 기능의 불균형적 저하에도 불구, 생체향상성에 의해 생존에 필요한 모든 기능은 고령에 이르기까지 잘 유지
- 각종 효과기와 수용기의 기능이 저하함에 따라 구심성 신경, 신경계, 내분비계의 기능도 저하된다
- 인체는 노화가 진행됨에 따라 각 기관 및 조직, 세포 생체기능이 점진적으로 저하되고 심한 경우 가장 나빠진 기관조직 에 질병이 발생하고 치명적인 경우 회복할 수 없는 상태가 되어 죽음에 이르게 된다
3. 노화와 수명
- 수명은 개체에 주어진 환경과 개체가 가지고 있는 유전적 특성으로 결정된다
- 최장수 식물 : 미국 캘리포니아의 이터널 갓(eternal god) 트리 → 현재 나이 약 12000년 추정
- 최장수 동물 : 바다거북(약 200년)
(1) 인간의 수명
- 메치니코프 : 인간의 수명을 100~150세로 추정
- 1950년대 까지 약 50세, 이후 항생제의 등장과 신약개발, 의술의 발전으로 인해 1960년 말 이후 유럽, 일본 등의 평균 수명이 70세를 넘어서기 시작함
(2) 인간의 장수기록
- 여러 기록에 의거, 인간의 최대수명을 약 120세 전후로 보고 있음
(3) 인간의 최대수명
- 현재 인간은 120세를 전후하여 질병이 없이도 자연노화로 인해 죽을 것이라는 예측
- 기록에 나와있는 장수자들은 모두 심혈관계 질환과 암 등의 난치병을 앓지 않은 것으로 보고
4. 노화의 기전
(1) 세포수준에서의 노화
- 인간은 20세 이후 대부분의 조직이나 기관에서 세포의 성장이 거의 없거나 제한되어 있다
- 30세 이후부터는 조직과 기관의 생리기능 저하와 더불어 노화과정이 진행
① 노화하는 세포에서의 변화
발현이 감소하는 유전자
CREB, ID I, ID 2, cyclin D1, E, A, CDK, 4.6, CDC2, E2F1, PCNA, c-Myc, c-Jun, c-Fos, Ap 1, Hsp70
발현이 증가하는 유전자
CDK 1: p16, p21, pH6, collagenase, fibronectin, TIMP 1
그 밖의 변화
SRF의 인산화, pRB의 인산화, ceramide의 증가, telomere 길이의 감소
② 세포노화에 대한 이론
- 복제의 노화이론
· 동물개체의 노화 및 수명이 세포의 수명 및 노화로 연결되어 있고 동물개체의 수명 및 노화는 이미 세포단계에서 결정
- 유전자 손상의 축적이론
· 생체는 태어난 후 시간이 지남에 따라 유전정보를 함유하고 있는 유전자에 여러 요인에 의한 손상이 축적되고 이것이 결 국 노화를 촉진시킨다
- 산화적 스트레스 이론
· 산화성 자유라디칼이 세포 및 고분자 물질을 손상시키는데, 세포가 시간이 지남에 따라 손상이 증가하고 자유라디칼을 제 거하는 항산화효소 등의 항산화기능이 떨어지면서 세포가 노화한다는 이론
- 텔로미어 소멸이론
· 세포가 분열을 반복함에 따라 염색체 말단인 텔로미어가 점점 짧아져서 결국 텔로미어가 다 소실되어 버리면 염색 체가 부서져서 노화
- 유전자 복구능력의 이론
· 동물의 세포에 자외선을 쬐어 유전자의 손상을 유도한 후 복구하여 유전자 합성속도를 비교한 결과 수명이 긴 포유동물의 세포 가 수명이 짧은 포유동물의 세포보다 더 빠르게 복구된다는 결과가 나왔다 → 유력한 노화이론으로 대두
- 당화가설(glycation hypothesis)
· 혈당이 신체세포에서 만들어진 단백질과 서로 결합하여 신체의 조절작용 및 유전적 정보를 왜곡시킨다고 주장하는 이론
(2) 개체수준에서의 노화
- 생명체의 단위로 노화를 보는 관점
① 면역설
- 감염에 대한 방어능력과 면역감시 기구로서의 기능이 노화로 인해 현저하게 저하된다
- 노화함에 따라 자가면역 질환이 증가
② 온도
- 온도가 높을수록 화학반응 속도를 증가시켜 대사반응을 촉진시킨다
- 산소소비가 더 많아지면 해로운 자유라디칼이 더 많이 생성되고 산화성 스트레스를 더 많이 받아 더 빨리 노화가 진행
③ 소식이론
- 활동 및 생리현상을 위해 필요한 영양분에 가깝게 섭취할 때 인간을 포함한 동물들의 수명이 연장된다
④ 스트레스설
- 여러 가지 환경요인들에 의해 생체내의 항상성이 깨져 노화나 질병으로 진행된다
⑤ 뇌의 노화설
- 개체의 노화에 가장 중요한 역할을 하는 것은 뇌이다
- 뇌는 시간의 경과에 따라 점차 세포가 줄어들고 그 기능도 감소
5. 장수의 비결
(1) 세계의 장수촌
- 그루지야 공화국, 캐라코럼 산맥 서부의 훈자, 일본 오키나와, 안데스 산맥의 빌카반바, 중국 광저우, 신장 위구르 자치구
- 저염식, 지방과 육류 섭취 적음, 야채 및 과일, 곡류의 섭취가 많음
- 100세 이상 노인의 비율이 10만 명당 20명 이상
(2) 우리나라 장수촌
- 지리산에서 소백산맥을 따라 올라가는 지역
- 전북 순창, 전남 보성, 영광, 곡성, 구례, 담양, 경남 거창, 산청, 경북 예천, 상주 등
- 규칙적인 식사, 청정지역 거주, 심신상태 편안, 충분한 수면
(3) 장수의 비결
- 지방, 육류, 염분의 과다섭취를 피하고 생선, 야채 및 과일의 섭취를 늘린다
- 소식을 유지하고 깨끗한 물과 공기를 취하며 운동을 하고 충분한 수면을 취한다
(4) 유전자치료
- 결핍된 유전자나 새로운 기능의 유전자를 인체세포에 도입
- 직접적 공격방법(종양억제 유전자 이용)과 간접적 공격방법(면역강화)
(5) 암에 대한 백신연구
- 변형된 세포와 바이러스들을 감지, 파괴시킴으로 건강을 유지키는 자체 면역기능 암퇴치에 응용
(6) 암의 예방
- 금연, 금주, 식생활 개선, 적당한 운동실행
. 노화와 100세 청춘시대
1. 노화(aging)
- 생명체가 젊은 상태를 그대로 유지하지 못하고 시간의 경과에 따라 생체기능이 감소
- 환경적 요인 : 자연환경, 생물환경, 생활습관 등 생명체가 존재하는 환경에 의해 주어지는 요인
- 유전적 요인 : 생명체가 소유하고 있는 유전정보에 기록되어 있는 노화의 요인
2. 인체의 노화과정
- 각 기관별로 노화에 따른 기능감소 속도가 다름
· 신경 전도 속도는 90세에서도 30세에 비해 10%밖에 감소되지 않는다
· 그러나 심계수, 사구체 여과율, 폐활량은 각각 30%, 40%, 50%의 감소를 나타낸다
- 이러한 여러 기능의 불균형적 저하에도 불구, 생체향상성에 의해 생존에 필요한 모든 기능은 고령에 이르기까지 잘 유지
- 각종 효과기와 수용기의 기능이 저하함에 따라 구심성 신경, 신경계, 내분비계의 기능도 저하된다
- 인체는 노화가 진행됨에 따라 각 기관 및 조직, 세포 생체기능이 점진적으로 저하되고 심한 경우 가장 나빠진 기관조직 에 질병이 발생하고 치명적인 경우 회복할 수 없는 상태가 되어 죽음에 이르게 된다
3. 노화와 수명
- 수명은 개체에 주어진 환경과 개체가 가지고 있는 유전적 특성으로 결정된다
- 최장수 식물 : 미국 캘리포니아의 이터널 갓(eternal god) 트리 → 현재 나이 약 12000년 추정
- 최장수 동물 : 바다거북(약 200년)
(1) 인간의 수명
- 메치니코프 : 인간의 수명을 100~150세로 추정
- 1950년대 까지 약 50세, 이후 항생제의 등장과 신약개발, 의술의 발전으로 인해 1960년 말 이후 유럽, 일본 등의 평균 수명이 70세를 넘어서기 시작함
(2) 인간의 장수기록
- 여러 기록에 의거, 인간의 최대수명을 약 120세 전후로 보고 있음
(3) 인간의 최대수명
- 현재 인간은 120세를 전후하여 질병이 없이도 자연노화로 인해 죽을 것이라는 예측
- 기록에 나와있는 장수자들은 모두 심혈관계 질환과 암 등의 난치병을 앓지 않은 것으로 보고
4. 노화의 기전
(1) 세포수준에서의 노화
- 인간은 20세 이후 대부분의 조직이나 기관에서 세포의 성장이 거의 없거나 제한되어 있다
- 30세 이후부터는 조직과 기관의 생리기능 저하와 더불어 노화과정이 진행
① 노화하는 세포에서의 변화
발현이 감소하는 유전자
CREB, ID I, ID 2, cyclin D1, E, A, CDK, 4.6, CDC2, E2F1, PCNA, c-Myc, c-Jun, c-Fos, Ap 1, Hsp70
발현이 증가하는 유전자
CDK 1: p16, p21, pH6, collagenase, fibronectin, TIMP 1
그 밖의 변화
SRF의 인산화, pRB의 인산화, ceramide의 증가, telomere 길이의 감소
② 세포노화에 대한 이론
- 복제의 노화이론
· 동물개체의 노화 및 수명이 세포의 수명 및 노화로 연결되어 있고 동물개체의 수명 및 노화는 이미 세포단계에서 결정
- 유전자 손상의 축적이론
· 생체는 태어난 후 시간이 지남에 따라 유전정보를 함유하고 있는 유전자에 여러 요인에 의한 손상이 축적되고 이것이 결 국 노화를 촉진시킨다
- 산화적 스트레스 이론
· 산화성 자유라디칼이 세포 및 고분자 물질을 손상시키는데, 세포가 시간이 지남에 따라 손상이 증가하고 자유라디칼을 제 거하는 항산화효소 등의 항산화기능이 떨어지면서 세포가 노화한다는 이론
- 텔로미어 소멸이론
· 세포가 분열을 반복함에 따라 염색체 말단인 텔로미어가 점점 짧아져서 결국 텔로미어가 다 소실되어 버리면 염색 체가 부서져서 노화
- 유전자 복구능력의 이론
· 동물의 세포에 자외선을 쬐어 유전자의 손상을 유도한 후 복구하여 유전자 합성속도를 비교한 결과 수명이 긴 포유동물의 세포 가 수명이 짧은 포유동물의 세포보다 더 빠르게 복구된다는 결과가 나왔다 → 유력한 노화이론으로 대두
- 당화가설(glycation hypothesis)
· 혈당이 신체세포에서 만들어진 단백질과 서로 결합하여 신체의 조절작용 및 유전적 정보를 왜곡시킨다고 주장하는 이론
(2) 개체수준에서의 노화
- 생명체의 단위로 노화를 보는 관점
① 면역설
- 감염에 대한 방어능력과 면역감시 기구로서의 기능이 노화로 인해 현저하게 저하된다
- 노화함에 따라 자가면역 질환이 증가
② 온도
- 온도가 높을수록 화학반응 속도를 증가시켜 대사반응을 촉진시킨다
- 산소소비가 더 많아지면 해로운 자유라디칼이 더 많이 생성되고 산화성 스트레스를 더 많이 받아 더 빨리 노화가 진행
③ 소식이론
- 활동 및 생리현상을 위해 필요한 영양분에 가깝게 섭취할 때 인간을 포함한 동물들의 수명이 연장된다
④ 스트레스설
- 여러 가지 환경요인들에 의해 생체내의 항상성이 깨져 노화나 질병으로 진행된다
⑤ 뇌의 노화설
- 개체의 노화에 가장 중요한 역할을 하는 것은 뇌이다
- 뇌는 시간의 경과에 따라 점차 세포가 줄어들고 그 기능도 감소
5. 장수의 비결
(1) 세계의 장수촌
- 그루지야 공화국, 캐라코럼 산맥 서부의 훈자, 일본 오키나와, 안데스 산맥의 빌카반바, 중국 광저우, 신장 위구르 자치구
- 저염식, 지방과 육류 섭취 적음, 야채 및 과일, 곡류의 섭취가 많음
- 100세 이상 노인의 비율이 10만 명당 20명 이상
(2) 우리나라 장수촌
- 지리산에서 소백산맥을 따라 올라가는 지역
- 전북 순창, 전남 보성, 영광, 곡성, 구례, 담양, 경남 거창, 산청, 경북 예천, 상주 등
- 규칙적인 식사, 청정지역 거주, 심신상태 편안, 충분한 수면
(3) 장수의 비결
- 지방, 육류, 염분의 과다섭취를 피하고 생선, 야채 및 과일의 섭취를 늘린다
- 소식을 유지하고 깨끗한 물과 공기를 취하며 운동을 하고 충분한 수면을 취한다
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