【뉴욕】 소식이 장수의 비결이라고 알려져 있는 가운데 장기간 열량을 제한하면 인간수명과 관련한 2가지 바이오마커, 즉 공복시 인슐린치와 체온이 떨어진다고 루이지애나주립대 페닝톤 생물의학연구센터 레오니 헤일브로넌(Leonie K. Heilbronn) 박사가 JAMA(2006;295:1539-1548)에 발표했다.

6개월간 검토

현대 의학의 흥미로운 부분의 하나는 열량(칼로리)제한이 수명에 영향을 준다는 사실이다. 장기간 열량을 제한하면 설치동물의 수명이 연장된다는 사실은 이전부터 알려져 있었다. 하지만 이 전임상지견의 임상적 의의는 없는 편이다.

이 문제에 대해 헤일브론 박사는 비만한 남녀가 포함된 피검자에 6개월간 열량을 제한시키고 수명과 대사적응, 산화 스트레스의 바이오마커에 대한 무작위 비교시험을 실시했다. 일부 피검자는 식사와 운동을 병행한 군으로 나누었다.

박사에 따르면 이번 지견의 결론은 인간수명의 2가지 바이오마커(공복시 인슐린과 체온)가 장기 열량 제한으로 낮아진다는 것이다.

설치동물과 원숭이를 이용한 시험에서 수명의 3번째 바이오마커로 보고된 생식호르몬(DHEA)치는 양쪽군이 같았으며 공복시 혈당치에 유의한 변화는 없었다.

또 다른 중요한 지견으로 에너지 부족을 경험한 비(非)비만자에서 3개월과 6개월째에 대사적응이 나타났다.

대사적응을 ‘대사량 저하에 근거한 예방보다 큰 에너지 소비량의 감소’로 정의했을 경우 낮은 혈중 갑상선호르몬 농도와 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.

이러한 대사적응을 통해 체중을 유지하는데 성공하더라도 제지방체중(FEM) 1단위 당 산소소비량(VO2)이 낮아졌다.

또 이 시험에서는 열량 제한이 DNA를 덜 손상시킨다는 과거 지견이 확인됐다. 이는 DNA 단편화가 감소한데 따른 결과다.

박사는 “이 지견은 감소된 대사량을 통해 추적할 수 있는 수치 이상으로 대사율이 낮아진다는 이론을 증명하는 것”이라고 말하고 “그러나 이러한 효과가 유지되는지 또한 열량 제한으로 사람의 노화가 억제되는지 여부는 장기간의 시험이 아니면 밝혀내기 어렵다”고 말했다.

박사는 이번 시험에 대해 시험시작 전에 각 피검자의 에너지 필요량을 세심하게 측정하고 식사에 관한 목표를 각각 결정한 유일한 시험이라고 평가하고 있다.

대사적응에 통계학적 차이

좌식생활이 많은 남녀 48명을 4개군으로 나누고 6개월간 열량을 제한하고 이로 인한 영향을 검토해 보았다.

우선 ①대조군:체중을 유지하는 식사 섭취 ②열량제한군:시험시작 전 피검자의 에너지 필요량의 25% 제한 ③열량제한+운동군:12.5%의 열량제한과 정해진 운동을 통해 12.5%의 에너지를 소비 ④초저열량식사군:하루 890kcal 식사를 섭취하고 체중이 15% 감소한 후 그 체중을 유지하는 식사 섭취-등 4개군으로 나누었다.

6개월 후의 평균 체중은 ①군에서 1.0% ②군에서 10.4% ③군에서 10.0% ④군에서 13.9% 감소했다.

모든 개입군에서 공복시 인슐린치는 시험에 들어가기 전보다 유의하게 낮아졌지만, DHEAS치와 혈당치에는 변화가 없었다.②군과 ③군의 핵심온도는 모두 낮아졌다. 신체조성의 변화를 조정한 후 앉은 자세에서 24시간 에너지 소비량은 ①군에서 변화는 없었지만 ②군에서는 135kcal, ③군에서는 117kcal ④군에서 125kcal가 낮아졌다.

헤일브론 박사는 “(대사량 저하에 근거해 예측한 경우보다 약 6% 높았다)이러한 대사적응은 대조군에 비해 통계학적 차이가 있다”고 말했다.

혈청T3치도 이 개입으로 영향을 받는 것으로 나타났다. ②군에서 10.2ng/dL，④군에서 18.9ng/dL이 낮아졌다. 6개월 후에는 ②군에서 8.9ng/dL，③군에서 4.52ng/dL，④군에서는23.24ng/dL이 낮아진 것으로 나타났다.

박사팀은 산화 스트레스에 의한 노화의 이론을 ‘가장 일반적인 노화이론’으로 보고 있으며 이 이론은 “활성산소종(ROS)에 의해 일어나는 산화 손상이 시간이 가면서 축적되어 암 등의 질환, 노화, 그리고 결국에는 사망을 초래한다고 가정하는 것”이라고 설명했다. ROS는 지질, 단백질, DNA를 공격하고 정상적인 세포기능에 영향을 미치는 인자를 대량으로 생성한다고 알려져 있다.

산화손상 낮춰

워싱턴대학 루이지 폰타나(Luigi Fontana) 박사는 JAMA 관련논평(2006;295:1577-1578)에서 “사람의 최고 수명에 대한 열량 제한 효과에 관한 신뢰성 높은 데이터가 조만간 얻어질 것”이라고 지적했다.

그러나 “그 최고 수명 측정이라는 방법으로 교체할 경우 열량을 제한시킨 하등동물에서 노화 지연에 관련하는 것으로 보이는 대사, 호르몬, 유전자발현 중 어떤 것이 열량 제한을 유발하는지를 밝혀낼 수 있다”고 말했다.

박사는 “노화에 미치는 열량 제한의 영향을 좀더 잘 이해하기 위해 헤일브론 박사가 실시한 이 시험의 최대 공헌은 DNA 단편화의 감소에 반영되도록 열량 제한에 의한 핵심온도, 혈청T3와 DNA에 대한 산화손상의 경감에 관한 것”이라고 덧붙였다.

또 최근 실시된 다수의 시험에서 산화 스트레스에 의한 노화의 가설을 입증하는 증거로서 노화촉진과 세포 고분자의 산화손상의 축적의 밀접한 상관관계를 밝혀내고 열량이 제한되어 장기 생존한 설치동물에서 산화손상이 줄어들었다는 결과가 얻어졌다고 말한다.

특히 설치동물과 원숭이에서의 열량제한에 의한 혈충 T3치의 저하는 핵심온도, 세포대사와 프리래디칼 생성을 억제시키는데 중요한 역할을 담당하는 것으로 보인다. 마우스에서는 열량제한이 복수의 DNA를 손상시키는 전사의 발현을 억제하고 이는 내인성 DNA손상의 저하와 일치한다는 사실도 제시됐다.

폰타나 박사는 사람에서 열량이 제한되면 DNA 손상이 유의하게 낮아진다고 발표한 보고는 헤일브론박사의 이번 지견이 처음이라고 말했다.