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착한 염증 나쁜 염증 - 면역 , 질병 , 노화를 좌우하는 우리 몸의 조용한 지배자
이승훈 지음 / 웅진지식하우스 / 2026년 4월
평점 :
염증은 영어로 inflammation이다. 내부에 불이란 뜻이다. 염증은 요즘 노화와 각종 질병의 원인으로 지목되고 있으나 사실 신체의 방어작용이다. 인간의 방어체계는 다층적이다. 1차 방어막은 피부와 점막의 외부 방어선과 눈깜빡임, 재채기, 기침 같은 반사작용이다. 2차 방어막은 1차 방어막이 뚫릴때 대응하는 내부의 면역 시스템이다.
면역의 목적은 외부물질이나 위협의 제거, 그리고 손상조직의 보호, 손상 부분의 복구다. 면역은 두 종류로 선천 면역과 후천 면역이 있다. 선천 면역은 태생적 방어막으로 세균이나 바이러스 침투 시 즉각 방어를 한다. 장점은 속도지만 피아식별과 정확도가 떨어져 자기몸도 공격하는 경우가 있다. 후천 면역은 이전에 침입한 병원체의 정보를 기억했다 동일, 유사 위험시 반응하는 것이다. 항체를 생성하고 감염세포를 선택적으로 파괴한다. 수지상세포가 병원체의 특징을 파악하여 정보를 수집하고 이를 B세포와 T세포에 정보전달을 한다. T세포는 전체작전을 조율하고, 직접 감염세포를 타격한다. B세포는 항체라는 스나이퍼를 생성해 정밀 타격한다.
1. 선천성 면역
선천 면역은 외부물질은 병원성 세균과 바이러스, 내부 물질은 혈액 유출, 손상세포에 대해 면역세포가 대응하는 것이다. 혈관 밖 장기조직에서는 대식세포, 결합조직에서는 비만 세포, 혈액 내에서는 백혈구인 호중구와 단핵구, 림프구, 호산구, 호염구가 있고 이중 호중구와 단핵구가 선천 면역의 핵심세포다.
대식세포는 혈액 내의 단핵구가 조직내로 이동한 뒤 분화한 것이다. 모두 같지만 기관에 따라 이름이 다른데 간에서는 쿠퍼세포, 뇌에서는 미세아교세포, 폐에서는 폐포대식세포라 칭한다. 대식세포는 외부 침입자나 손상세포 발생 시 즉각 활성화한다. 원인 물질 자체를 잡아먹고, 주변에 신호 분자인 사이토카인을 방출해 면역 반응을 증폭한다. 이들은 스스로를 활성화하고 주변 대식 세포도 화성화하며 혈액 내 호중구를 호출한다.
비만 세포는 피부, 호흡기, 점막, 소화기 저막 등 외부와 접촉하는 곳에 밀집한다. 이들은 본래 기생충 방어에 특화했다. 이들은 혈중에서 미성숙한 전구세포가 이동한 뒤 조직에서 성숙한다. 면역 글로불린-E항체와 결합한 상태에서 외부 항원이 이 항체와 교차 결합하거나 보체 단백질이나 손상 관련 신호가 감지시 급격히 활성화하여 염증 유발 물질을 방출한다. 이를 통해 피부와 점막의 혈관이 확장하여 투과성이 높아지고 혈액 속 호중구가 염증 부위로 신속히 이동한다.
혈액 내 호중구는 대식, 비만 세포가 분비한 사이토카인 신호를 받고 출동한다. 평소 혈관 벽은 단단히 밀폐되어 있어 크기가 커다란 호중구는 혈관에서 나오지 못한다. 하지만 신호를 받으면 혈관 내피세포가 틈을 만들어서 호중구와 혈장만 선별 통과한다. 적혈구는 나오지 못한다.
사이토 카인은 면역 세포간의 서로를 호출하는 화학적 메신저다. 활성산소도 중요한데 면역 세포가 이 화학적 무기를 활용해 병원체를 공격하고, 면역 세포 자체를 활성화하는 도구이기 때문이다.
선천 면역은 공격 정확도가 떨어지기에 주변의 정상조직도 손상시킨다. 그래서 염증 반응이 과도하거나 오래 이어지면 조직 손상과 기능저하가 발생한다. 다음은 염증의 부작용이다.
우선 발적이다. 혈관이 확장하여 그 부위로 더 많은 혈액이 몰려 생긴다. 종창과 부종은 언급한 것처럼 혈액 내에서 혈장도 같이 나오게 되며 수분이 모여 부어오르는 것이다. 부어 오른 조직은 외부 충격에서 상처를 보호한다. 열감과 발열은 면역세포가 발열 물질을 분비해 생긴다. 면역 세포는 평소 체온보다 38.5도에서 더 활성화한다. 반면 바이러스, 세균은 이 기온에서 기능이 저하된다. 발열시 체온 균형이 깨진다. 시상하부가 목표 체온을 더 높였기에 몸은 체온이 올라갔음에도 춥다고 느껴 오한을 느낀다. 반면 발한은 염증이 억제되어 발열 물질이 억제되면 목표 체온이 내려가 덥게 느껴져 땀이 비오듯 쏟아지는 것이다. 통증은 염증 매개 물질이 신경 말달을 자극해 생긴다. 즉, 염중의 부작용은 모두 염증 반응의 신속한 제거를 위한 것이다.
2. 후천성 면역
림프절에서 수지상세포는 병원체의 정보를 파악해 림프구로 전달한다. 림프구에서는 세포독성T세포가 감염되거나 비정상적 세포를 직접 공격한다. 감염세포에 독소를 주입하거나 세포를 자살로 유도한다. B세포는 병원체 맞춤형 설계 항체를 생산한다. 항체가 병원체에 달라 붙어 무력화하거나 다른 대식세포가 이들을 쉽게 인식하도록 한다. 플라스마 세포는 B세포가 활성화된 상태로 항체생산공장이다. 기억세포는 감염 이후에도 오랜 기간 체내에 남아 경계태세를 유지한다.
3. 감염성 급성 염증
우선 급성 호흡기 질환이 있다. 감기는 코와 인후 등 호흡기 상층부인 상기도 호흡기 감염이다. 독감은 부위와 상관없이 인플루엔자 바이러스에 의한 호흡기 질환이다. 콧물과 가래는 염증반응으로 혈장이 스며든 것이다. 콧물은 바이러스와 세균을 씻어내고 항균단백질이 있다. 가래는 기관지 정막 조직에 부종이 생긴 것이다. 비슷한 작용을 한다. 둘 다 맑으면 염증반응이 낮은 것이고 누렇고 찐득하면 면역세포와 병원균 사체가 많은 것으로 염증반응이 강한 것이다. 기관지가 가래로 자극을 받으면 기침, 콧속 점막이 콧물의 자극을 받으면 재채기가 일어난다. 콧물과 가래는 둘다 병원체와 죽은 호중구로 가득차서 제거하기 위해 이런 반응이 생긴다. 발열은 면역세포는 활성화하고 병원균은 활동을 억제하려고 생겨난다. 감기의 대명사 리노바이러스는 33도에서 가장 활성화한다. 그래서 몸이 오슬오슬하면 감기를 걸리는 것이다. 발열하면 몸이 피로해서 사람은 쉬게된다. 그래서 몸의 에너지를 면역에 집중할 수 있다.
급성 감염으로 외상에 의한 피부상처가 있다. 피부상처는 대개 혈관 출혈로 이어진다. 지혈을 위해 혈소판이 터지고, 혈소판은 사이토카인을 분비해 면역세포를 호출한다. 이들이 병원균을 제거한다. 그러면 몸은 결계를 쳐서 정상 부위와 손상부위를 분리한다. 이것이 고름주머니다. 고름은 호중구와 병원균의 시체다.
3. 비감염성 염증
우선 외상이다. 운동 중 근육 손상이나 타박상이다. 모두 외부 침입은 없다. 하지만 정상세포의 파괴에 면역 세포가 대응한다. 세포안의 물질이 유출되는데 이를 댐프라 한다. 면역계는 이 댐프에 반응한다. 댐프를 낸 세포를 면역세포가 포식하고 사이토카인도 분비한다. 병원균 침투가 없어 호중구는 작동하지 않는다. 따라서 부종이나 농양도 없다.
다음은 뇌졸중이다. 혈관 파열로 혈액이 뇌조직에 유출된다. 뇌출혈시 사람은 혈액 종괴가 뇌에 압력을 주어 뇌압 상승으로 사망한다. 혈액 내 헤모글로빈이 누출하면 산화하여 변성된다. 그러면 이를 댐프로 인식한 대식세포가 이를 제거하기 위해 광범위한 염증반응을 일으킨다. 혈액 안의 응고 입자인 트롬빈은 혈관 밖에서는 염증을 유발한다. 그리고 활성산소도 대량생성한다. 이로 인해 뇌는 광범위하게 조직이 손상된다.
심근경색도 있다. 심장 근육 세포가 괴사하면 죽은 세포에서 다량의 댐프가 누출된다. 면역계는 염증 반응을 일으키고 괴사 부위 확장 시 심근 기능에 악영향을 미친다.
4. 염증 후 회복 매커니즘
T세포는 대식세포에 명령을 내린다. 대식세포는 염증이 마무리 단계에 접어들면 손상 세포 전체와 죽은 면역세포를 처리하고 염증 유발 물질의 농도를 크게 내린다. 섬유아세포는 손상 부위로 이동하여 콜라겐과 세포주위물질을 생성한다. 그래서 새로운 세포가 자리잡을 토대를 마련한다. 콜라겐은 손상 부위를 메우고 조직구조를 안정화하며 생체접착제역할을 한다. 그리고 신생혈관도 생성한다. 섬유아세포와 내피세포가 새 혈관을 생성한다. 그래야 손상 부위에 산소와 영양이 공급되어 신속한 조직 복구가 가능해지기 때문이다.
5. 만성염증
급성염증은 강렬하나 금방 사라진다. 그리고 급성 염증은 통증, 열감, 부종, 발적으로 명확한 증상이 있다. 하지만 만성염증은 몸에 작동하는 원리는 염증과 같지만 증상이 명확치 않다. 조용히 오래 진행되며 아침에 일어나도 개운치 않거나 원인 모를 근육통, 두통 등이 만성염증의 증상정도다.
만성염증의 원인으로는 우선 비만이 있다. 지방조직은 지방이 분해되고 지방산을 유리한다. 그것이 염증을 폭증을 시키거나 억제하는 단백질은 아디포카인을 분비한다. 그리고 지방산은 혈액을 돌다 인슐린 수용체에 붙어 인슐린 저항성을 생성한다. 그러면 췌장에서 인슐린을 과다분비하고 기능이 저하한다. 장기적으로 혈당이 높아지고 당화최종산물이 생긴다. 이는 혈관 벽에 축적되어 염증을 일으키고 산화스트레스를 높이며 혈관을 강직화한다. 혈관 내피세포가 손상되어 혈관의 자율조절 능력이 약화하고 고혈압이 심해지고나 기립성 저혈압이 생긴다. 즉, 당뇨는 당화최종산물로 만성염증을 일으킨다.
급성스트레스도 만성 염증의 원인이다. 급성스트레스는 교감신경계와 시상하부-뇌하수체-부신축을 활성화한다. 아드레날린과 노르아드레날린을 분비한다 그러니 각성수준이 올라가고, 심박수와 혈압이 증가한다. 코르티솔도 분비하는데 이는 강력한 항염증호르몬이다. 다만 코르티솔이 장기 분비시 항염작용은 사라지고 오히려 염증 유전자가 발현한다. 결국 스트레스가 반복되면 염증반응이 저강도로 만성화한다.
수면 부족도 만성염증을 일으킨다. 수면 부족 시 뇌의 글림프계가 활성화하지 않아 뇌의 찌꺼기를 충분히 제거하지 못한다. 그럼녀 이를 뇌의 대식세포가 처리하는데 그 과정에서 저강도 염증이 생겨난다.
6. 만성 염증의 부작용
우선 동맥경화다. 만성 염증으로 혈관 내피 세포가 손상되고 복구를 위해 백혈구와 콜레스트롤이 붙고 이 과정이 반복되며 혈관 벽이 두껍게 되고 경화한다. 면역계도 혼란이 생긴다. 만성 염증시 전신에 면역 반응이 생긴다. 그러면 자가 면역 질환이다. 조절T세포의 약화로 염증이 악화한다. 간도 망가진다. 간은 열량이 과도하게 들어오면 글리코겐을 합성하고, 그것도 넘어서면 중성지방을 합성하여 피하나 장기로 보낸다. 하지만 비만이면 피하나 장기가 중성지방을 받아들이지 못한다. 그러면 중성지방이 간에 쌓이는데 이것이 지방간이다. 지방이 내뿜는 독성으로 간 세포가 파괴되고 댐프가 유출되면 간의 대식세포가 이를 청소하다 조직이 손상된다. 염증을 치료하는 과정에서 간의 손상부위가 딱딱한 흉터 조직으로 대체되는데 이게 간경화다. 간경변은 거의 암으로 진행한다.
장에서는 만성 염증이 부종이 생겨나며 장벽 세포간 연결이 느슨해진다. 그러면 장염 발생시 독소가 혈류로 침투할 수 있으며 이것이 전신 염증이나 패혈증으로 이어진다. 피부는 만성 염증 시 사이토카이 표피재생 각질형성세포와 진피의 섬유아세포를 억제한다. 그래서 콜라겐과 엘라시튼 형성이 저해되고 단백질도 분해되어 피부가 얇아지고 주름이 깊어진다. 표피장벽 유지에 필요한 세라마이드가 감소해 수분도 쉽게 증발한다. 그래서 외부자극과 미생물 침투에 약해진다. 만성 염증은 암도 유발한다. 염증세포가 분비하는 활성산소과 염증물질이 세포 유전자를 파괴하고 손상한다. 그러면 암세포가 생겨날 수 있다. 또한 손상 부위 치유를 위한 혈관 성장 인자는 암세포로 하여금 혈관을 생성시켜 더욱 잘 자라나게 한다.
7. 혈관이 일으키는 질환
혈관은 크게 대혈관과 소혈관으로 구분한다. 대혈관은 심장에서 나와 장기로 가는 큰 혈관이다. 이들은 조직으로 갈수록 점점 가늘어지고 조직으로 돌입하기 전 바깥을 휘돌아 혈압을 내리고 장기로 진입한다. 그리고 소혈관은 장기 내부를 흐르는 혈관이다.
만성염증은 혈관에 죽상경화를 생성한다. 죽상경화는 콜레스트롤 덩어리와 그것을 처리하러 온 대싟포 그리고 이들은 죽어간 잔해가 엉킨 종괴덩어리다. 이 죽상 병변이 파열되거나 깎이거나 석회한한 병변이 미세하게 갈라지면 혈관이 막힌다. 병변 파열이 되면 콜라겐이 노출되고 혈소판이 이를 출혈로 파악하여 피떡을 만들어 혈관을 막아버리기 때문이다.
소혈관이 혈전으로 막히면 소혈관 폐색이다. 소혈관은 대혈관과 달리 우회로가 없어서 막힌 부분이 괴사한다. 그러면 병변이 심같아서 일공성 경색이라 한다.
심인성 색전은 심장에서 생긴 혈전이 심장관상동맥을 막은 것이다. 그리고 심장 자체에도 혈전이 생긴다. 심장의 전기 신호가 흐뜨러져 좌심방이 수축 대신 불규칙하게 떨리는 부정맥이 생기면 좌심방에 와류가 생겨 그안에 혈전이 생성한다. 그리고 심근 경색으로 좌심방이 제기능을 못하면 마찬가지 원리로 혈전이 생긴다. 심장의 혈전은 혈소판 기반이 아니다. 응고인자 기반이라 조직이 치밀하지 않아 잘 녹고 쉽게 부서진다. 그래서 혈전 용해제나 기계적 혈전제거술이 용이하다.
심근세포는 에너지를 매우 많이 쓰지만 역설적이게도 에너지 비축 능력이 없다. 그래서 관상동맥을 통하 에너지 공급이 중단되면 거의 바로 죽는다. 그리고 재생성도 거의 하지 못한다. 관상동맥은 심장이 수축하면 압력이 높아 들어가지 못하고 심장이 이완할때 심장이라는 장기로 들어간다.
협심증은 심장근육의 산소요구량이 갑자기 증대할 때 발생한다. 운동이나 신체적, 정서적 스트레스로 일시적으로 혈류가 부족해 발생한다. 대부분 휴식을 취하거나 니트로글리세린 같은 약제 복용시 증상은 사라진다. 이를 안정적 협심증이라 한다. 하지만 증상이 더 강하고 오래가며 휴식중에도 통증이 있고 약도 잘 듣지 않으면 불안정형 협심증이다. 이 단계에서는 관상동맥의 동맥경화반이 터져서 혈관 내벽이 손상되어 혈전이 생긴 상태다.
심근 경색으로 혈관이 막히며 심장 조직이 괴사한다. 괴사조직은 염증을 유발한다. 환자가 기적적으로 위기를 넘겨도 이 조직은 염증의 광범위로 인해 회복되지 않고 섬유성 반흔이라는 흉터조직으로 복구된다 이 부분은 섬유조직이라 수축하지 않고 전기신호도 전달하지 않는다. 그래서 심장능력이 크게 떨어져 회복후에도 환자는 운동기능이 크게 저하된다.
뇌출혈은 뇌실질출혈과 뇌지주막하 출혈로 나뉜다. 뇌는 두개골과 척수액, 3겹의 막으로 보호받는다. 그래서 뇌에서 출혈이 발생하는 뇌실질출혈이 생기면 혈액이 갈 곳이 없다. 그래서 뇌의 압력이 높아지고 뇌 조직이 뼈로 밀려 파괴되면 의식을 잃거나 사망한다.뇌는 조직압이 매우 낮아 출혈은 무방비로 퍼져나가고 대량으로 발생한다. 그래서 더 치명적이다.
지주막하출혈은 뇌를 감싸는 연질막과 지주막 사이의 출혈이다. 동맥류로 출혈이 생긴다. 웬만하면 터지지 않을 혈관이나 풍선처럼 부풀어져 터지면 대량 출혈이 뇌를 덮치다. 출혈로 인해 뇌에 광범위한 염증이 생긴다. 출혈에 대해 면역반응으로 염증이 생기기 때문이다. 뇌경색은 1년내 사망률이 5%미만이나 지주막하 출혈은 2년내 30-50%가 사망한다. 그리고 뇌경색은 주로 70대에 발병하나 지주막하출혈은 40-60대에 주로 발생하여 더 치명적이다.
8. 동맥경화의 발생 원인
우선 고혈압이다. 혈관의 압력이 높다 내피세포가 망가진다. 손상내피세포로 인해 대식세포가 활성화하고 사이토카인이 분비된다. 그러면 호중구가 혈관 벽안으로 스며들어 염증을 일으킨다. 혈관 벽이 그로 인해 두꺼워지고 이를 지탱하려 콜레겐이 분비된다. 그러면 혈관이 딱딱하고 불균형해진다.
고혈압이 혈관 벽을 부순다면 당뇨는 그 내부를 파괴한다. 혈관내피세포는 인슐린 없이 포도당을 직접 수용한다. 고혈당시 내피세포가 과도하게 포도당을 흡수하여 과잉 에너지 대사를 한다. 우회대사가 일어나서 NADPH라는 성분이 고갈된다. 이는 항산화방어체계로 고갈되면 활성산소가 생겨난다. 그리고 당화최종산무이 혈관 벽에 붙어 구조변형과 염증을 유발한다. 그리고 고혈당 환경에서는 LDL이 쉽게 산화한다. 대식세포가 이를 죽여서 생기는게 죽상경화반의 핵심재료다.
고지혈증은 손상 부위를 키우는 연료다. 당뇨에서 LDL이 쉽게 산화하는데 고지혈 환경이 바로 이 LDL을 꾸준히 공급한다.
흡연은 산화스트레스유도, 면역계 과도 자극, LDL 산화, 혈소판 활성화와 혈액 응고 경향 증가, 혈관 수축을 지속적으로 유도해 동맥경화를 일으킨다. 음주는 협악과 심박수, 자율신경계를 동시에 자극하고 알코올 자체가 염증유발 물질이다. 지질대사와 당대사를 교란하고, 혈소판을 자극해 응고위험을 높이고, 자율신경 불안과 수면장애를 유발한다.
동맹경화는 결국 위의 원인으로 혈관 내피가 손상되고, LDL이 내막이 침전되고, 이들이 산화하며, 이를 대식세포가 공격하고 그 결과 대식세포가 포말세포로 변화하며 , 이들과 혈관 내막에 콜레스트롤 찌꺼기와 죽은 세포가 섞인 지질막을 형성해서 생긴다. 그리고 이 구조 자체가 염증유발물질이기에 몸은 또 반응을 한다. 몸은 혈관벽 중간층의 평활근 세포를 위로 이동시킨다. 평활근 세포는 단순한 세포가 아니다. 단백질로 막을 구성해 죽상을 덮어서 외부와 차단한다. 이 섬유성 막은 처음엔 두꺼워지지만 막 안쪽에 포말 세포가 축적되고 핵심부 괴사가 진행되어 막이 점차 얇아져서 결국 균열이 생긴다. 파열되면 그 안의 지질핵과 조직인자, 콜라겐이 혈류로 유출된다. 몸은 이를 출혈로 인식하여 혈소판이 노출 콜라겐에 부착하여 트롬빈을 생성한다. 트롬빈은 피브리노겐은 피브린으로 바꿔 혈전을 형성한다.
9. 염증과 암
DNA는 하루에도 수백만번을 복제한다. 수십종의 효소가 협력해 오차율은 무려 10위 구승분의 1로 낮춘다. 그리고 어쩌다 손상이 생기면 여러 효소로 빠르게 복구한다. 세포는 회복 불가능 손상을 감지하면 스스로 자살한다. 하지만 지속적 스트레스를 받는다면 이 모든 체계가 붕괴한다.
스트레스는 염증을 일으키고 면역세포는 활성산소와 질소화합물을 대량 분비한다. 이는 세균과 바이러스의 세포벽을 파괴하고 단백질을 변성시켜 죽인다. 하지만 이는 일반 세포에게도 치명적이다. 정상세포의 유전자와 단백질, 지질도 공격 받는다. 그 결과 이 공격이 지속되면 세포의 분열을 억제하는 종양억제 유전자와 세포자멸유도경로, 유전자 복구 유전자가 고장난다. 그러면 세포는 고장난체 증식하는데 이것이 암이다.
염증은 세포의 기질을 재구성한다. 그래서 조직의 경로와 구조적 지형이 바뀌는데 암세포는 여기에 쉽게 침투한다. 그리고 염증은 조직 복구를 위해 신생혈관 생성을 촉진하는데 이것이 암에 산소와 영양을 공급한다. 그리고 염증은 면역체계를 교란하는데 그래서 면역세포가 암세포를 잘 제거하지 못하게 된다. 또한 염증상태에서는 T세포가 면역세포의 암공격을 오히려 억제한다. 즉 염증은 암에 좋은 종양미세환경을 형성한다.
정상적 환경에서는 자연살해세포와 세포독성T세포가 암세포를 제거한다. 자연살해세포는 세포 표면에 달린 신분증 분자를 확인한다. 바이러스에 감염되거나 손상된 세포는 이 표지가 줄거나 변형된다. 그러면 자연살해세포가 이를 탐지해 세포사멸 단백질을 분해하여 그 세포를 신속히 제거한다. 세포독성T세포는 세포 내부의 단백질 조각을 검사해서 더 정밀하게 탐지한다. 여기에 이상 발견시 세포사멸 단백질을 방출하거나 특수사멸신호로 세포를 제거한다.
암세포는 고도의 은폐전략을 구사한다. 우선 항원표현을 감소한다. 언급한 신분증 분자를 아예 없애거나 거의 줄여 스텔스모드로 변한다. 그리고 암세포는 면역 억제성 사이토카인을 방출하며 인간 면역을 억제하는 경로도 작동시킨다. 또한 암세포는 조절T 세포를 자신의 주변으로 끌어들인다. 자살행위 같지만 조절T세포는 자가면역을 억제하고 면역의 균형을 유지한다. 그래서 조절T세포가 모이면 주변의 면역 반응도 억제된다.
만성염증의 복구를 위해 섬유아세포가 활성화한다. 이들은 콜라겐과 파이브로넥틴 같은 단백질을 과도하게 분비한다. 그래서 조직구조를 단단히 짜맞춘다. 이러면 조직이 단단해져 정상 면역세포가 침투하기 어렵다. 내부에 있는 암세포가 보호받는 것이다.
10. 노화와 염증
염증은 세포 하나하나의 기능을 무너뜨리며 노화의 속도를 결정한다. 만성염증은 특정 유전자의 발현을 촉진하고, 에너지 생산체계를 변화하며 세포간 신호를 왜곡한다. 수면부족, 과식, 비만, 과도한 운동, 만성간염, 환경독소, 대기오염 같은 생리적 자극과 사회적 불안과 정서외상, 만성적 긴장 등은 몸에 위협을 주어 만성염증을 일으킨다.
만성염증 시 면역세포는 사이토카인을 분비하고, 활성산소를 대량 생성한다. 이는 세포를 손상시키고 그러면 손상부위가 면역반응을 촉진시켜 또 조직을 손상시키는 악순환이 발생한다.
세포손상이 감지되면 미토콘드리아는 면역 반응을 유도하는 신호분자를 분비한다 활성산소도 생성한다. 높은 수준의 활성산소가 지속되면 미토콘드리아는 내막구조와 전자전단계, 유전자가 손상된다. 그러면 미토콘드리아의 ATP생성이 저해된다. 에너지 고갈이 되면 세포는 생존과 복구중 당연히 생존을 택하게 된다. 그래서 간은 해독기능이 저하되고, 근육은 쉽게 피로해지며, 피부는 재생이 줄고, 뇌는 인지기능이 떨어지게 된다.
활성산소는 염기쌍을 산화하고 이중가닥을 절단하며 심한 경우 염색체 전체를 불안정하게 한다. 이런 손상이 지속되면 세포는 기능을 멈춘다. 그리고 죽거나 분열을 멈추고 단지 살아있기만 하게 되는데 이게 노화다. 노화세포는 더이상 분열하지 않고 기능하지 않고 회복도 안한다. 그러면서 염증성 사이토카인과 단백질 분해효소, 성장억제인자를 지속방출하여 주변의 정상세포도 자극한다. 즉, 주변을 노화시키는 것이다.
염증반응은 단백질 합성 속도를 바꾸고 그 환경도 불안정하게 한다. 단백질이 제기능을 하려면 정확하게 접혀야 하는데 염증상태에서는 접힘에 오류가 생긴다. 잘못접힌 단백질은 더 이상 기능하지 않거나 다른 단백질과 영켜 독성응집체가 된다. 정상세포는 이런 비정상 단백질을 잘 제거하지만 만성 염증시 이 긴응을 하지 못한다. 세포내의 독성 단백질은 세포 소기관의 물질교환을 방해하고, 신호전달을 왜곡하며, 세포의 구조가 붕괴한다.
정리하면 염증은 산화스트레스를 유발하고, 미토콘드리아를 손상시켜 ATP생성이 저해되고 복구능력을 상실한 세포에서 유전자와 단백질이 손상되어 다시 염증이 발생하는 악순환의 고리가 생긴다. 이게 염증매개 노화다.
만성염증과 산화스트레스가 지속되면 혈관벽을 구성하는 탄성섬유인 엘라스틴이 끊어지고 콜라겐이 비정상 축적된다. 그러면 경직구조화가 시작된다. 내피세포와 평활근세포가 노화하면 칼슘이온을 수용하지 못하고 세포의 기질에 칼슘이 축적된다. 평활근 세포는 골 유전자를 발현하여 혈관벽이 뼈처럼 되는 석회화가 일어난다.
간은 노화하면 세포가 커져 세포사이 간격이 커진다. 그러면 간세포 분열이 일어나지 않고 세포수가 감소해 간의 재생능력이 감소한다. 간의 해독능력과 약물대사능력, 항산화방어능력이 모두 감소하는 간의 노화가 생긴다.
신장의 사구체 여과율은 40대를 지나며 점점 감소한다. 60ml/dl이하면 만성 신손상으로 진단한다. 신장기능이 저하하면 수분 농축능력이 감소하여 야간뇨가 증가하고 탈수시 채내 수분 보존에 실패한다. 전해질 재흡수에 불균형이 생겨 저나트륨, 고칼슘 혈증이 생기고, 신장 조절 단백질이 감소하여 노인성 빈혈이 생기고 비타민D 형성 효소가 저하되어 활성 비타민D가 감소해 골다공증이 생긴다.
면역계도 노화한다. 면역계가 노화하면 선천면역계는 과도하고 예민해진다. 사소한 체내 반응에 민감하게 대응해 염증을 유발한다. 대식세포가 조직손상을 유발하고 자연살해세포도 무차별 공격을 감행한다. 반면 후천면역계는 느리고 무기력해진다. T와 B세포 모두 미토콘드리아가 생성하는 ATP로 활성화한다. 그런데 염증 및 노화로 ATP생성이 줄면 T와 B세포 모두 잘 작동하지 않는다. 반면 면역세포는 포도당에 의존해 문제가 없다. 진화적 관점에서 노화한 개체는 병원체 침투에 적응할 시간과 에너지가 모두 부족하다. 그래서 신체는 선천 면역을 과도하게 활성화해 대응하는 형태로 진화한 듯 하다. 그래서 노년이 되면 인간은 감염엔 취약해지면서도 자가면역질환은 잘 걸리고 면역 감시가 약화한다.
피부는 타 장기에 비해 혈류 공급이 제한적이다. 그래서 회복시스템이 불완전하다. 이는 한 번의 손상보다 작은 자극이 반복되어 회복하지 못한 흔적이 축적되는 구조다. 자외선은 피부 표면 진피 깊숙히 침투한다. 콜라겐과 엘라스틴은 파괴하여 피부가 탄력을 잃고 주름지게 한다.
피부는 표피와 진피에 대식세포 T세포 등 면역세포가 상주한다. 외부 위협에 즉각 반응하기 위해서다. 노화시 사소한 자극에도 면역계가 활성화해 염증이 생긴다. 피부는 노화하면 예전처럼 빠르게 복구를 하지 못하므로 염증성 사이토카인이 혈류를 타고 전신으로 퍼져 전신만성염증을 발생한다.
뇌의 성숙한 신경세포는 재생하지 않는다. 기억과 학습을 담당하는 해마, 판단 조절의 중추인 전두엽이 노화에 가장 취약하다. 해마는 신경세포의 교차점이 많아 산화스트레스와 염증에 약하고 전두엽은 복잡한 신경망 유지를 위해 막대한 에너지가 필요하다. 뇌의 대식세포인 미세아교세포는 이물질을 제거하고 손상세포를 청소하며 불필요한 신경망도 정리한다. 그런데 노화하면 미세아교세포는 만성활성화하여 과도한 만성 염증을 유발하고, 신경세포를 손상시켜 시냅스가 손상된다.
11. 만성염증의 4단계
0단계는 아무런 이상 징후가 없고 수치가 정상이고 조직 소견도 정상이다. 수치는 염증의 대표 표지자인 hs-CRP수치가 0.2mg/dl미만, 당화혈색소 6%미만, 허리둘레가 남90cm 여85cm 미만 혈압 안정화다. 그리고 조직수준에 이상이 없는 상황이다.
1단계는 위의 수치중 하나라도 이상 범위를 넘어선 상황이다. 만성 염증의 증거다.
2단계는 건강검진으로 전암단계다. 위축성위염, 장상피화상, 대장용종, 자궁경부이형등이다. 경동맥초음파에서 두께가 0.9mm이상이거나, 경도 인지장애가 기준이다. 이중 한 개라도 해당이 되면 2단계로 위험하다.
3단계는 이미 암이 발생한 단계다. 만성 염증의 결과물이며 최종단계다.