열량 과다면 왜 당뇨병이 유발하는지 관련 메커니즘이 처음으로 규명됐다.

서울대병원 순환기내과 김효수 교수팀은(양한모 교수, 김준오 연구교수)이 인슐린 저항성과 관련된 아디포카인인 '리지스틴'이 미토콘드리아 항상성을 손상시켜 대사장애를 유발한다고 '신진대사'(METABOLISM: Clinical and Experimental)에 발표했다.

[연구결과 모식도] 고열량 섭취 → 리지스틴량 증가 → 미토콘드리아 분열 증가→ ATP 생산 감소→ 미토콘드리아 기능저하 → 인슐린 저항성 증가 → 당뇨병 발생
[연구결과 모식도] 고열량 섭취 → 리지스틴량 증가 → 미토콘드리아 분열 증가→ ATP 생산 감소→ 미토콘드리아 기능저하 → 인슐린 저항성 증가 → 당뇨병 발생

즉 고열량을 섭취하면 리지스틴 양이 늘어나 미토콘드리아 분열이 증가해 ATP 생산량이 줄고  미토콘드리아 기능이 저하돼 인슐린 저항성이 상승해  당뇨병이 발생한다는 것이다.

미토콘드리아는 세포 활동에 필요한 에너지를 만든다. 문제가 발생하면 당뇨병, 대사증후군, 퇴행성뇌질환, 염증성질환 발생에 기여한다고 추정된다. 

연구팀은 아디포카인의 하나인 리지스틴에 주목했다. 생쥐에서는 지방세포에서 분비되며 인슐린저항성을 유발한다고 알려져 있다. 리지스틴 과분비 생쥐(비교군)와 리지스틴을 제거한 생쥐(대조군)으로 나누어 리지스틴의 역할을 규명했다.

3개월간 고열량식을 먹인 후 근육내 미토콘드리아 구조를 관찰한 결과, 비교군에서는 과도 분열되고 비정상적으로 파괴된 미토콘드리가 늘어난 반면 대조군에서는 정상 미토콘드리아를 갖고 있었다.

이러한 결과는 인간 근육세포에서도 입증했다. 인간의 리지스틴은 미토콘드리아 분열을 유도해 미토콘드리아 항상성을 손상시켜 ATP 생성 감소와 미토콘드리아 기능 장애를 초래한다는 것이다.

반면 리지스틴이 없으면 미토콘드리아 기능저하를 예방할 수 있다는 사실도 밝혀졌다. 연구팀은 리지스틴과 캡1의 결합을 억제하는 펩타이드를 개발해 치료제 개발 가능성도 확인했다.

김 교수는 "이번 결과는 리지스틴-캡1 결합체가 당뇨병 등 비만 관련 대사 질환의 치료에서 잠재적인 표적임을 시사한다"고 연구의의를 밝혔다.
 

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