일본 이화학연구소(RIKEN) 통합의학센터 연구팀이 비만을 줄일 수 있는 새로운 방법을 찾아냈다. 장에 유익한 대사산물을 직접 공급하는 방법을 통해 테스트한 것으로, 특정 미생물군의 조합이 체지방량은 물론 간에 저장되는 글리코겐의 양을 줄일 수 있다는 것을 확인한 것이다. 이는 근육 손실 없는 체중 감소 가능성을 제시한 것은 물론, 비만 예방 기능성 식품의 가능성도 보여준 사례다.
비만의 본질과 장내 미생물 활용
일반적으로, 비만의 가장 본질적인 원인이라 하면 당분과 지방을 과도하게 섭취하는 것이다. 비만을 유발하는 원인이 다양하고, 유전적인 원인도 영향이 있는 것으로 알려져 있기에, 모든 종류의 비만을 단순하게 볼 수는 없다. 하지만 대다수의 비만은 위의 기본 원인에서 벗어나지 않는다.
이들 영양분의 섭취에 지대한 영향을 미치는 것은 ‘장’이다. 결국 대부분의 음식과 그 안에 포함된 영양소는 장을 거치며 흡수되고 남은 것들은 배출되기 때문이다. 비만과 장의 밀접한 연관성을 고려할 때, 충분한 섬유질 섭취를 강조하는 이유도 납득할 수 있게 된다.
다양한 종류의 섬유질이 소화 과정을 거쳐 대장에 도달하면, 장내 미생물들에 의해 발효된다. 그 과정에서 만들어지는 대사산물들 중 유익한 기능을 하는 것들이 혈류로 방출된다. 이때 가장 흔한 것 중 하나는 ‘아세트산’으로, 몸의 신진대사 전반에 걸쳐 유익한 효과를 미치는 것으로 알려져 있다.
다만, 아세트산을 비롯한 유익한 대사산물의 생성에는 개인차가 적용된다. 모두가 같은 종류의 섬유질 식품을 같은 양으로 섭취한다고 해도, 그 효능이 똑같이 나타나지는 않는다는 뜻이다. RIKEN 통합의학센터 히로시 오노 박사 연구팀은 이 문제를 해결하기 위한 연구를 진행했다. 연구팀은 장에 ‘아세트산염’을 추가로 공급할 수 있는 보충제 ‘AceCel’을 개발했다.
AceCel은 아세트산염을 불용성(비용해성) 섬유질인 ‘셀룰로오스’에 결합한 형태로, 대장까지 아세트산염을 안전한 도달하도록 함으로써 그 효능을 발휘하도록 하는 원리다.
근육 손실 없는 체중 감소
연구팀은 AceCel의 효능을 검증하기 위해 생쥐 모델을 활용한 실험을 진행했다. 정상 체중인 생쥐와 비만인 생쥐에게 각각 AceCel을 투여하고, 그에 따른 체중 변화 여부를 살폈다. 결과는 고무적이었다. 두 그룹의 생쥐 모두 근육 손실 없는 체중 감소 효과를 보인 것이다.
본래 체중 감량에서 중요한 것은 단순히 체중계의 숫자를 줄이는 것이 아니다. 근육 손실을 없애거나 최소화하면서 체지방량만을 효과적으로 줄일 수 있어야 건강하고 성공적인 감량이라 할 수 있다. 그런 점에서 AceCel의 효능은 매우 바람직한 결과를 내놓은 셈이다.
연구팀은 그 다음으로, 같은 조건에서 AceCel의 섭취 여부에 따른 차이를 알아보고자 했다. 일부 쥐에게는 평상시의 일반 식단을 섭취하도록 하고, 또 다른 일부 쥐에게는 AceCel을 함께 섭취하도록 했다.
식사 후 휴식을 취하는 동안, AceCel을 섭취한 쥐는 간에서의 지방 연소가 더 활발하다는 것을 발견했다. 탄수화물 연소로 인한 에너지 생성량은 더 적었다. 연구팀은 이를 “단식 또는 저탄수화물 케토 식단을 유지할 때 나타나는 현상과 유사하다”라고 이야기했다. 근육 손실 없는 체중 감소의 가능성을 다시 한 번 입증한 셈이다.
아세트산과 박테로이데스의 조합
이러한 결과를 토대로 연구팀은 AceCel이 장내 미생물군에 미치는 영향도 예측했다. 실제로 생쥐들의 장내 미생물을 분석한 결과, AceCel을 섭취한 쥐의 장에서는 ‘박테로이데스(Bacteroides)’라 불리는 종류의 미생물이 더 많이 발견됐다.
박테로이데스는 일반적으로 건강한 장내 환경을 유지하는 데 기여하며, 장 점막(장벽) 기능을 강화하고 유해균의 증식을 억제하는 기능을 한다. 또한, 건강에 유익한 ‘단쇄지방산(SCFAs)’을 생성하고, 면역 시스템과 대사 개선에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다.
한편, 인위적으로 박테로이데스를 제거한 다음 AceCel을 섭취하도록 하는 테스트도 진행했다. 그러자 이번에는 앞서 확인한 AceCel의 유익한 효과가 나타나지 않았다. 즉, 건강한 체중 감소 효과를 얻기 위해서는 아세트산과 박테로이데스의 조합이 필요하다는 의미다.
연구팀은 이를 바탕으로 아세트산을 생성하는 미생물과 박테로이데스 계열의 미생물이 공존해야만 건강한 방식의 체중 조절이 가능하다는 결론을 내렸다.
비만 예방 기능성 식품 가능성
보다 심층적인 연구 결과, 이 두 미생물이 조합될 경우, 장에서 탄수화물 발효를 촉진해 몸에서 흡수할 수 있는 당분이 줄어든다는 것을 발견했다. 이는 두 가지 면에서 의미가 있다. 하나는 섭취한 탄수화물의 총량에 비해 에너지로 쓰이는 양이 적어진다는 것이다. 즉, 탄수화물을 조금 더 섭취하더라도 혈당이 높아질 걱정을 조금이나마 덜 수 있다는 뜻이다.
다른 하나는 당분 부족으로 인한 대사 변화다. 흡수하는 포도당의 양이 적어질 경우, 몸은 저장된 지방을 소모해 에너지를 공급하게 된다. 이렇게 되면 간에 글리코겐으로 저장되는 당분의 양이 줄어들기 때문에 비만을 개선하는 데 도움이 된다. 한편, 지방을 소모해 필요한 에너지를 공급하게 되므로 근육 손실 없는 체중 감소가 충분히 가능하다는 근거도 된다.
오노 박사는 “비만 치료 또는 예방법은 매우 시급한 문제”라고 이야기하며 “이번 AceCel 실험을 통해 아세틸화 셀룰로오스가 장내 미생물군 기능을 조절해 비만을 예방할 수 있음을 발견했다”라고 말했다. 그는 이 방법이 인간에게도 적용 가능한지, 충분한 안전성을 갖고 있는지를 확인할 예정이라고 밝혔다. 만약 이상적인 결과가 나온다면, 비만 예방 기능성 식품의 실마리가 될 수 있을 것으로 기대된다.
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