[KISTI 과학향기]소식이 장수의 비결?

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장수의 비결에는 항상 식습관이 거론되곤 한다. 소식과 채식 위주의 식단 등이 장수마을 공통점이라는 기사를 흔하게 봤을 것이다. 당연한 말인 것 같지만 정말일까. 민간요법처럼 그냥 전해 내려오는 말 아닐까. 하지만 최근 이런 식습관이 수명과 연관이 있다는 것을 뒷받침하는 연구가 속속 발표되고 있다.

[KISTI 과학향기]소식이 장수의 비결?

◇영장류도 소식하면 오래 산다?

그동안 선충이나 곤충, 쥐 등 다양한 동물 모델에서 음식을 적게 먹거나 칼로리를 제한하면 수명을 연장시키는 효과가 있다는 것이 확인됐다. 하지만 사람과 비슷한 영장류에서도 같은 효과가 나타나는지에 대해서는 논란이 있었다.

2009년 미국 위스콘신대 매디슨 국립영장류연구소 연구팀은 붉은털원숭이 76마리를 20년간 연구한 결과 칼로리 섭취를 30% 줄인 원숭이가 그렇지 않은 원숭이보다 노화로 사망할 확률이 약 36%에 불과했다고 발표했다. 단순히 수명이 길었던 것뿐만이 아니라 암, 심장질환, 당뇨병 등에 걸릴 위험도도 낮았다. 반면에 미국 국립노화연구소는 2012년 붉은털원숭이 85마리에게 칼로리 섭취 제한 실험을 실시했지만 수명에는 큰 영향이 없었다는 반대 결과를 냈다.

2009년 미국 위스콘신대학교 매디슨 국립영장류연구소 연구팀의 붉은털원숭이 실험. 왼쪽은 칼로리 섭취를 30% 줄인 원숭이, 오른쪽은 원하는 만큼 먹이를 먹은 원숭이다. 칼로리 섭취를 줄인 원숭이가 더 건강하게 오래 사는 것으로 나타났다. (출처 : JEFF MILLER)
<2009년 미국 위스콘신대학교 매디슨 국립영장류연구소 연구팀의 붉은털원숭이 실험. 왼쪽은 칼로리 섭취를 30% 줄인 원숭이, 오른쪽은 원하는 만큼 먹이를 먹은 원숭이다. 칼로리 섭취를 줄인 원숭이가 더 건강하게 오래 사는 것으로 나타났다. (출처 : JEFF MILLER)>

이들 논쟁은 지난해 두 팀 공동 연구로 합의점을 찾았다. 결론은 '칼로리를 제한하면 붉은털원숭이가 더 오래, 더 건강하게 산다'는 사실이다. 연구팀은 각자의 연구에 활용했던 원숭이 200마리에 대한 자료를 분석해 두 연구가 다른 결과를 가져온 이유를 알아내고, 이 같은 결과를 얻었다. 서로 연령대, 식단, 성별 등이 달랐기 때문이었다. 연구팀은 나이 든 원숭이일수록, 아주 조금이라도 음식물을 덜 섭취할수록, 암컷일수록 칼로리 제한이 수명 연장에 더 큰 효과가 있다는 것을 알아냈다.

올해 4월에도 비슷한 연구 결과가 나왔다. 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)가 주도한 프랑스 공동 연구팀은 다 자란 수컷 회색쥐여우원숭이 15마리를 대상으로 실험한 결과 칼로리를 줄이는 것이 영장류에게 노화 과정을 늦추고 수명을 늘린다는 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 15마리 여우원숭이에는 보통 먹이를, 나머지 19마리에는 같은 먹이를 30% 적은 칼로리로 주며 2006년부터 10년간 키웠다.

이후 정상적으로 먹이를 먹은 15마리 여우원숭이는 모두 죽었지만(15마리 여우원숭이의 평균 수명 6.4년), 칼로리를 적게 섭취한 여우원숭이 중 7마리는 아직도 살아있다. 일반적으로 여우원숭이는 평균 수명이 5.7년이고, 최대 12년까지 사는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 “칼로리 섭취에 제한을 받은 여우원숭이는 암이나 당뇨병 같은 질병 발생률도 낮았고, 백내장이나 털 색깔 변화도 적게 나타나는 등 젊은 동물 모습을 나타냈다”고 말했다.

올해 4월 프랑스 연구팀이 9살 된 회색쥐여우원숭이를 대상으로 한 칼로리 제한 실험 결과. 왼쪽은 정상적인 식사를 한 원숭이, 오른쪽은 칼로리 섭취를 30% 줄인 원숭이. 오른쪽 원숭이가 더 어린 외양을 가지고 있다. (출처 : CNRS/MNHN)
<올해 4월 프랑스 연구팀이 9살 된 회색쥐여우원숭이를 대상으로 한 칼로리 제한 실험 결과. 왼쪽은 정상적인 식사를 한 원숭이, 오른쪽은 칼로리 섭취를 30% 줄인 원숭이. 오른쪽 원숭이가 더 어린 외양을 가지고 있다. (출처 : CNRS/MNHN)>

◇소식이 '생체시계' 젊게 유지

비록 사람이 아닌 영장류를 대상으로 한 결과지만 과학자는 '소식을 하면 건강하게 오래 살 수 있다'는 말에는 이의가 없다는 분위기다. 현재는 소식과 칼로리 제한이 어떻게 수명에 관여하는지 그 기제를 밝혀내는 데 집중하고 있다.

지난해 8월, 스페인 바르셀로나의학연구소와 미국 캘리포니아대 어바인 국제 공동 연구팀은 생쥐를 대상으로 저칼로리 식단이 세포 내 생체시계를 젊게 유지시킨다는 것을 발견했다. 먼저 연구팀은 18~22개월 사이 노화된 쥐에서 줄기세포를 채취해 3개월된 어린 쥐와 일주기 리듬(생체시계)을 비교했다. 그 결과 나이가 많은 생쥐에서는 생체 시계가 다른 세포 과정에도 영향을 미치고 있었다.

젊은 생쥐에서는 생체 시계가 DNA 복제, 상처 치유, 에너지 낭비 제거 등 정상 세포 과정을 조절하며 24시간 주기를 유지했다. 반면에 나이 든 생쥐에서는 손상된 DNA를 치료하고 염증에 반응하는 등 노화와 관련된 문제를 해결하는 메커니즘에 생체시계 유전자가 관여했다.

그런데 이 과정에는 저칼로리 식단이 중요한 영향을 미쳤다. 저칼로리 다이어트(30% 칼로리 제한)를 한 생쥐는 그렇지 않은 쥐에 비해 나이 어린 쥐 생체시계와 비슷했다. 연구에 참여한 스페인 바르셀로나의학연구소 살바도르 아즈나르 베니타 연구원은 “이 연구 결과는 칼로리를 제한한 식습관이 어떻게 노화를 늦추지를 설명해준다”고 말했다. 그는 “인간이 이렇게 적은 칼로리를 장기간 섭취한다면 끊임없는 굶주림에 시달려야 하고, 많은 의지가 필요한 일”이라면서 “일상에 부정적 영향을 줄 수도 있기 때문에 실제 인간에게도 분명한 효과를 보일지는 확실하지 않다”고 말했다.

◇소식 때 만들어지는 물질이 혈관 노화 막아

최근에는 단식이나 저칼로리 식이 때 생성되는 물질이 혈관 노화를 막는다는 연구 결과도 발표됐다. 올해 9월 미국 조지아주립대 연구팀은 적게 먹거나 굶을 때, 혹은 탄수화물 섭취를 줄이는 다이어트를 할 때 '베타-하이드록시뷰티레이트(β-Hydroxybutyrate)'라는 물질이 생성된다는 것을 발견했다. 이 물질은 혈관 상피세포에서 노화를 막는 단백질과 결합해 세포 분열을 촉진하고 혈관을 젊게 유지시켰다. 연구팀은 나이 든 생쥐에게 베타-하이드록시뷰티레이트를 주입한 결과, 쥐의 대동맥의 노화가 천천히 진행되는 것을 확인했다.

소식은 혈관을 젊게 유지시켜 노화를 늦추는 효과가 있다. (출처: shutterstock)
<소식은 혈관을 젊게 유지시켜 노화를 늦추는 효과가 있다. (출처: shutterstock)>

연구를 이끈 밍희주 조지아주립대 분자및중개의학센터 교수는 “혈관이 젊어지면 노화와 관련 있는 심혈관계 질환, 알츠하이머과 암에 걸릴 확률이 줄어든다”면서 “모든 사람이 베타-하이드록시뷰티레이트 농도를 높이기 위해 24시간 단식을 하거나 무턱대고 칼로리를 적게 섭취할 수는 없기 때문에 이 물질과 비슷한 효과를 내는 새로운 화학 물질을 찾는 중”이라고 말했다.

글:정시영 과학칼럼니스트