인공감미료가 비만ㆍ당뇨 진화? 외려 불사르리오

腸內 세균총 변화 유도해 당 불내성ㆍ대사계 이상 촉발

불사르리오?

야구에서 뜨겁게 달아오른 상대팀 방망이를 진화하기 위해 등판한 구원투수가 오히려 더욱 뜨겁게 불을 지른 후 강판당하는 경우가 드물지 않다. 미국 메이저리그 LA 다저스에서 활약하는 류현진 선수와 지난해 동료로 뛰었던 한 투수가 특히 그랬다.

설탕의 대체재인 인공감미료가 장내(腸內) 세균총의 구성과 기능에 변화를 유도해 오히려 비만과 당뇨병 발생을 재촉할 수 있는 것으로 보인다는 연구결과가 나왔다기에 하는 말이다. 즉, 인공감미료를 섭취하면 당 불내성과 대사계 질환의 발생이 촉발될 수 있다는 것.

그렇다면 인공감미료가 비만과 당뇨병을 억제하는 소방수가 아니라 실제로는 오히려 방화범일 수 있음을 시사하는 내용인 셈이다.

이스라엘 와이즈먼 연구소의 에란 엘리나브 박사(면역학 연구실)와 에란 시걸 교수(컴퓨터과학‧응용수학 연구실)이 총괄한 연구팀은 실험용 쥐와 소수의 피험자들을 대상으로 연구를 진행한 끝에 과학저널 ‘네이처’誌 온라인版에 17일 게재한 보고서를 통해 그 같은 가능성을 제기했다.

이 보고서의 제목은 ‘인공감미료가 장내 세균총에 변화를 유도해 당 불내성 발생에 미친 영향’이다.

이와 관련, 학계에서는 칼로리가 없는 인공감미료가 체중을 감소시키는 데 별다른 도움을 주지 못할 뿐 아니라 일부 연구사례들의 경우 오히려 정반대의 결과가 도출되면서 논란이 일고 당혹감이 따랐던 것이 현실이다.

엘리나브 박사와 시걸 교수는 이번 연구를 통해 인공감미료가 체내의 당 활용기능에 직접적인 영향을 미쳐 외려 당 불내성이 유발될 수 있다는 가설을 제기함으로써 의문이 해소될 수 있으리라는 가능성에 무게를 싣게 했다.

연구팀은 우선 실험용 쥐들에게 현재 빈도높게 섭취되고 있는 3종의 인공감미료들이 첨가된 물을 공급하는 방식의 동물실험을 진행했다.

그 결과 FDA가 허용한 범위 이내에 상응하는 용량이 공급되었음에도 불구, 실험용 쥐들에게서 당 불내성이 나타난 반면 물만 공급했거나, 설탕물을 공급한 대조그룹에서는 같은 결론이 도출되지 않았다.

이에 연구팀은 종(種)이 다른 실험용 쥐들을 대상으로 다양한 용량의 인공감미료를 첨가한 물을 공급하는 방식의 후속실험을 진행했는데, 결과는 마찬가지였다.

연구팀은 의외의 결과가 나타난 사유와 관련, 장내 세균총의 변화와 관련이 있을 수 있다는 가설을 정립했다. 다시 말해 장내 세균들이 ‘인공감미료’라는 새로운 물질에 접했을 때 어떻게 반응해야 할 것인지 갈피를 잡지 못했고, 이로 인해 체내에서 인공감미료가 음식물로 인식되지 못했을 수 있다는 것이다.

실제로 인공감미료는 위장관 내에서 흡수되지 못한 것으로 나타나 가설에 설득력이 실리게 했다.

상황이 여기에 이르자 연구팀은 장내 세균들을 상당부분 제거하기 위해 실험용 쥐들에게 항생제를 투여했다. 결과는 인공감미료가 당 대사에 미친 영향이 완전히 역전되었음이 눈에 띄었다는 것이었다.

그 뒤 연구팀은 인공감미료를 공급했던 실험용 쥐들로부터 채취한 장내 세균총을 멸균한 실험용 쥐들에게 이식해 봤다. 그러자 당 불내성이 장내 세균총을 이식한 멸균 실험용 쥐들에게 오롯이 전달된 것으로 나타났다.

마찬가지로 인공감미료를 채취한 세균총과 함께 체외배양한 후 멸균 실험용 쥐들에게 이식했을 때도 결과는 동일했다.

그렇다면 인공감미료 섭취에 따른 장내 세균총의 변화가 숙주의 대사계에 직접적으로 유해한 영향을 미쳤을 것이라는 가정이 실제상황일 개연성을 높여주는 결과들이 관찰된 셈이다.

이에 따라 연구팀은 영양섭취와 세균총의 상관관계를 관찰하기 위해 사싱 최대 규모로 진행되었던 임상시험 사례인 ‘맞춤 영양 프로젝트’(Personalized Nutrition Project)로부터 도출된 자료를 면밀히 분석했다.

그 결과 인공감미료를 섭취했다고 보고한 피험자들에게서 장내 세균총의 변화(personal configurations)와 당 불내성 발생의 상관관계가 확연히 눈에 띄었다.

끝으로 연구팀은 지금까지 인공감미료를 입에도 대지 않았던 소수의 피험자들을 충원해 일주일 동안 인공감미료를 섭취토록 한 후 혈당 수치와 장내 세균총의 구성실태를 파악하는 연구를 진행했다.

이를 통해 100%는 아니었지만 다수의 피험자들에게서 당 불내성이 나타나기 시작했음을 확인할 수 있었다.

엘리나브 박사는 “장내 세균 가운데 일부가 인공감미료에 반응해 마치 설탕을 과다섭취했을 때 체내에서 일어나는 변화와 유사한 면역계 반응이 유도되는 것으로 보인다”고 결론지었다.