간은 왜 유난히 잘 재생될까요?

AI 요약

간은 손상돼도 흉터를 거의 남기지 않고 회복하며, 절반을 기증해도 몇 달 안에 크기와 기능을 되찾습니다. 글쓴이는 이를 인체의 다른 부위와 대비하며 질문을 던집니다. 신장은 나이가 들며 기능이 떨어지고, 사라진 팔다리는 다시 자라지 않으며, 뉴런은 대부분 죽으면 대체되지 않습니다. 간은 왜 이렇게 예외적으로 잘 재생될까요?

글쓴이가 제안하는 큰 틀은 재생과 암 사이의 절충입니다. 세포가 활발히 분열하고 조직이 손상을 복구하면 기능 회복에는 유리하지만, 돌연변이를 얻은 세포가 계속 증식해 암으로 발전할 가능성도 커집니다. 이를 막는 방어책 가운데 하나로 텔로미어 단축을 듭니다. 세포가 분열할수록 텔로미어가 짧아지고, 일정 수준에 이르면 더는 분열하지 못합니다. 텔로머레이스(telomerase)는 텔로미어를 늘리는 효소지만, 몸은 줄기세포와 생식세포 등 일부를 제외하면 대체로 이를 활성화하지 않습니다. 글쓴이는 이 제한이 노화와 조직 기능 저하를 부르지만 암세포의 무한 증식을 늦추는 역할도 한다고 설명합니다. 암세포 일부는 텔로머레이스를 다시 켜 이 장벽을 넘습니다.

재생 능력과 암 위험의 절충

글쓴이는 재생을 쉽게 하려면 세포에 빠른 증식을 시작하는 능력을 남겨 둬야 하며, 그 능력이 암 위험을 높일 수 있다고 봅니다. 따라서 환경과 직접 맞닿는 피부나 장처럼 손상을 자주 입는 기관은 재생을 강화하는 대신 암 위험을 감수할 수 있고, 재생이 덜 필요한 기관은 반대쪽에 놓일 수 있다는 가설입니다. 간은 장에서 흡수한 독소와 병원체를 먼저 처리하고, 해독 과정 자체가 간세포를 손상시키므로 높은 재생 능력이 필요하다는 설명이 하나입니다. 피부와 장도 표면 세포를 계속 교체하며 피부암과 대장암이 흔하다는 점을 함께 듭니다.

다만 모든 기관이 같은 선택지를 가진 것은 아닙니다. 뉴런은 기억과 학습을 담은 정교한 회로를 이루므로 세포를 쉽게 교체하면 구조를 유지하기 어렵습니다. 심장도 복잡한 조직이며, 크게 손상되면 재생이 끝날 때까지 생존하기 어렵습니다. 폐는 넓은 표면적을 작은 부피에 담는 섬세한 구조 때문에 재생이 쉽지 않은 한편, 공기 속 독소와 병원체에 노출됩니다. 췌장은 외부 환경과 직접 닿지 않는데도 암 위험이 있어, 글쓴이도 제시한 설명만으로는 췌장을 충분히 설명하기 어렵다고 인정합니다.

소장은 예외가 됩니다

소장은 표면 세포를 며칠마다 교체하면서도 대장보다 암이 드뭅니다. 글쓴이는 소장의 방어 구조를 이유로 듭니다. 융모 사이의 깊숙한 곳에 보호된 줄기세포가 있고, 이 세포가 증폭 세포를 만들어 냅니다. 증폭 세포는 이동하는 동안 4~6회 분열한 뒤 성숙한 상피세포를 만듭니다. 표면 세포는 며칠 동안 기능을 수행하다가 융모 끝에서 떨어져 소화관으로 배출됩니다. 변이가 생겨도 해당 세포가 증식해 오래 남기 어려운 구조입니다. 손상된 표면 세포의 자살, 면역계의 감시, 해독 효소도 방어에 보탬이 됩니다.

이 방식에는 비용이 듭니다. 장은 하루 약 400억 개의 상피세포를 버리며, 일주일에 약 3분의 1kg에 이르는 조직을 새로 만듭니다. 글쓴이는 재생과 암뿐 아니라 에너지 소비도 절충의 축으로 추가합니다. 대장은 물을 흡수해야 하므로 소장처럼 융모를 늘어뜨리기 어렵고, 장내 세균의 독성 부산물에 맞서 손상된 세포를 쉽게 제거하는 전략도 쓰기 어렵다고 설명합니다.

현대 환경에서의 절충

글의 마지막은 이런 절충이 오늘날에도 적절한지 살핍니다. 과거보다 상처를 덜 입는 현대 환경에서는 피부와 골수가 손상 복구에 쓰는 능력이 오히려 암세포에 이용될 수 있다고 추측합니다. 반대로 뇌 손상은 여전히 흔하므로 뇌가 지금보다 더 취약해지는 선택이 나은지는 불분명합니다. 텔로미어, 간, 폐경에 대해서도 수명이 길어지고 생활 환경이 달라진 점을 고려하지만, 어느 쪽이 더 나은지 확답하지 않습니다. 글쓴이는 이 설명이 모든 장기를 포괄하는 이론은 아니며, 생물학적 추측에 여러 예외와 단서가 붙는다고 강조합니다.

Hacker News 반응

• @haskellandchill — 동의합니다. 출처가 얕고 의학 주제를 말할 자격도 없습니다. 대중과학이 지식을 전하는 역할은 있지만, 이 글은 순전히 추측입니다.
  • @dang — Hacker News에서 추측하는 일에는 문제가 없습니다. 추측은 호기심과 밀접하며, 이 사이트가 가장 중시하는 것은 정확성보다 호기심입니다. 그렇다고 틀린 말을 높이 평가한다는 뜻은 아닙니다. 정확성도 좋지만 우선순위가 가장 높지는 않습니다. 호기심을 따라 자유롭게 헤매는 일을 중시합니다. 틀린 길로 들어설 때도 있지만, 그렇게 진실을 배우기도 합니다.
• @amluto — 심장암이 드문 이유는 글쓴이가 생각하는 것보다 복잡할 수 있습니다.
  • @jaggederest — 다른 동물은 심장암에 걸립니다. 사람에게는 거의 없는 것처럼 보이지만, 다른 암보다 드물다는 점이 흥미롭습니다.
• @card_zero — 진화가 유전자에 좋은 선택을 한다고 기대할 수는 있습니다. 우리에게 좋은 선택을 하는 것은 아닙니다.
  • @cortesoft — 진화를 이해하기 위한 비유라는 점은 알지만, 진화가 ‘결정한다’고 말하는 표현은 늘 거슬립니다. 진화 과정에서 결정이 내려지는 게 아니라, 여러 결과가 이어지며 특정 방향으로 나아갈 뿐입니다.
• @epcoa — “언젠가 면역계가 췌장을 공격할 수 있습니다”라는 설명은 보통 젊은 나이에 발병하는 자가면역성 당뇨병을 가리킵니다. 노화와 연관된 당뇨병 대부분은 제2형이며 자가면역 질환이 아닙니다.
• @Noe2097 — 면역억제제를 복용해도 10년 안에 신장을 거부할 가능성이 30%라는 대목에서 웃었습니다. 사람 손으로 쓴 글처럼 느껴지는 인터넷 글은 정말 오랜만입니다. 유머와 문장, 과학이 함께 있습니다.
• @cityofdelusion — 상처를 복구하는 능력이 과잉이라고 보는 주장에는 강하게 반대합니다. 상처가 잘 낫지 않으면 심각한 장애와 사망으로 이어질 수 있습니다. 상처 치유 덕분에 수술과 봉합이 가능하고, 많은 상처는 씻기만 해도 혈액이 응고되고 조직이 이어져 기능을 회복합니다. 치유 능력이 떨어지면 괴사와 절단, 감염 같은 합병증이 생깁니다.
• @Rury — 간의 재생 능력은 간이 얼마나 균질하고 단순한 구조인지로 상당 부분 설명됩니다. 기능이 비슷한 세포가 모여 있어 고장 난 세포를 새 세포로 바꾸기 쉽습니다. 반면 신장은 세포 종류가 다양하고 배열이 복잡해, 부품을 다시 만들더라도 알맞은 위치에 놓아야 합니다.
• @randomImmigrant — 글쓴이는 생물학을 설계 문제처럼 설명하는 데 문제가 있다고 인정한 뒤에도 그 관점을 이어갑니다. 현재 보이는 기관의 기능을 출발점으로 삼기보다 세포 수준에서 대사와 DNA 복제, 노폐물 처리, 세포 간 신호가 어떻게 균형을 이루는지 살펴보는 편이 낫습니다. 진화는 맹목적으로 작동하며, 현재의 생활 방식에 맞춰 기관을 설계하지 않았습니다.
• @senfiaj — 글은 대체로 맞지만 일부 설명은 부정확합니다. 성인 심장근육세포도 느린 속도로 교체된다는 추정이 있으며, 성인 뇌의 일부 영역에서는 새 뉴런이 생긴다는 근거도 있습니다. 간 재생도 완벽하지 않습니다.
• @frostysonic — 원발성 경화성 담관염으로 간이 손상돼 이식받았습니다. 기증자의 간 일부를 받았고, 몇 달 안에 새 간이 자랐습니다. 이식된 방향 탓인지 간이 몸의 왼쪽으로 자라기보다 옆구리를 따라 아래로 자랐습니다. 기능은 잘 작동합니다. 간은 놀라운 장기지만, 제대로 작동하지 않으면 정말 힘듭니다.

원문: Dynomight / 번역·요약: Trawling