지난 100여년간 연구자들은 다양한 실험을 통해 평소보다 10~50% 칼로리 섭취량을 줄이면 효모, 선충, 생쥐, 원숭이 등 다양한 생물에서 수명이 연장된다는 점을 확인했다.
인간을 대상으로 한 연구로는 칼로리 섭취량을 2년간 25% 줄이는 식단을 통해 건강 개선 효과를 확인한 미국 국립보건원(NIH) 후원 연구 ‘CALERIE’가 있다. 이 연구에 따르면 연구참여자들은 2년간의 칼로리 제한으로 체중이 평균 10% 감소했고 ‘나쁜 단백질’로 불리는 LDL 콜레스테롤 수치가 감소했으며 인슐린 민감도가 증가하는 등의 결과를 얻었다.
연구팀은 칼로리를 제한했을 때 장수 효과가 나타나는 이유를 밝히기 위해 관련 분자 찾기에 나섰다. 쥐의 혈액 샘플에서 1200개 이상의 물질대사 분자 수치를 분석해 칼로리 제한 시 수치가 높아지는 약 200개의 분자를 발견했다. 그리고 해당 분자들을 배양 세포에 도입해 어떤 분자가 단백질 ‘AMPK’를 자극하는지 확인했다. AMPK는 칼로리 제한과 같은 에너지 부족 상태에서 다양한 생화학적 경로를 활성화하는 단백질이다. AMPK는 배가 고플 때 활성화돼 혈당을 낮추고 체지방을 개선하는 등의 효과를 일으킨다.
AMPK를 자극하는 분자는 장내 박테리아가 만드는 ‘리토콜산’인 것으로 확인됐다. 쥐에게 리토콜산이 들어있는 식수를 제공하자 신진대사가 개선되고 인슐린 민감도가 높아지며 세포의 에너지 생성 소기관인 미토콘드리아의 수와 성능이 향상되는 결과를 보였다.
리토콜산을 얻은 쥐는 얻지 않은 대조군 쥐보다 멀리 오래 달리는 변화도 보였다. 늙은 쥐가 원기 왕성해지는 변화를 보였고 수명도 약간 증가했다. 다만 통계적으로 유의미한 수준의 수명 증가가 나타나지는 않았다.
초파리와 선충은 통계적으로 의미가 있는 수준의 수명 연장 결과를 보였다. 연구팀이 초파리와 선충 대상으로 리토콜산을 투여한 결과, 초파리는 생존 기간이 7~10% 증가했고 선충은 20% 증가한 결과를 보였다.
이번 연구에 대해 일부 과학자들은 리토콜산이 쥐의 수명을 크게 연장시키지 못한 부분을 치명적인 연구 결과로 평가했다. 쥐와 같은 포유동물에서 수명 연장 효과가 미미하다면 인간에서도 리토콜산이 노화를 지연시키는 효과를 일으키지 못할 것이란 평가다.
이에 대해 연구팀은 ”특정 종의 쥐에게만 리토콜산을 적용한 것이기 때문에 아직 리토콜산의 효과를 단정 짓기엔 이르다“며 ”리토콜산을 적용한 쥐는 근육 구성, 악력 등의 관점에서 젊어졌다는 점을 발견한 것만으로도 연구의 의미가 있으며 보다 넓은 범위의 쥐 대상 연구가 필요하다“고 말했다. 연구팀은 원숭이 대상으로도 리토콜산 효과를 연구하기 시작했으며 아직 최종 결과는 나오지 않았다.
연구팀은 인간에게 리토콜산을 적용하는 연구는 아직 주의가 필요하다고 당부했다. 인간에게 적용하기 위해서는 아직 더 많은 안전성과 효과성을 확인하는 테스트가 필요하다.
동아사이언스 문세영 기자
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김선호네