금식 후 음식을 다시 섭취하면 장의 줄기세포가 활성화되지만, 암의 전 단계인 작은 종양이 생길 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
오메르 일마즈 미국 매사추세츠공과대(MIT) 생물학과 교수 연구진은 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 금식의 장단점을 정리한 연구 결과를 21일 발표했다. 금식은 치료를 목적으로 음식을 섭취하지 않는 행위를 의미한다.
연구진은 앞서 2018년 줄기세포가 금식의 효과를 내는 주요 요소인 것을 발견했다. 금식 중에는 줄기세포들이 에너지원으로 탄수화물 대신 지방을 연소했고, 그 결과 장 손상을 회복하는 능력이 향상됐다.
이번 연구에서는 금식 후 언제 줄기세포 활동이나 수가 급증하는지를 이해하기 위해 세 그룹의 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 한 그룹은 24시간 금식한 쥐, 두 번째 그룹은 금식 후 24시간 동안 식사를 허용한 쥐, 마지막 그룹은 언제든 원하는 대로 먹을 수 있었던 쥐들이었다.
실험 결과, 금식 후 음식을 다시 섭취한 쥐들의 장 줄기세포가 가장 빠르게 증식했다. 이 줄기세포는 장의 손상을 회복하고 장벽을 재생하는 데 중요한 역할을 한다. 특히 세포 성장과 분열에 중요한 분자인 폴리아민(polyamines)을 대량으로 생산한다.
하지만 이러한 줄기세포 활성화에는 대가가 따랐다. 금식 후 재식사 기간 동안 암을 유발할 수 있는 유전적 변화가 발생한 것이다. 금식 후 재식사를 한 쥐에서 금식을 하지 않은 쥐보다 암으로 발전할 가능성이 있는 작은 종양이 더 많이 생겼다.
연구진은 장 줄기세포가 끊임없이 분열하는 특성 때문에 전암성 세포의 근원이 될 수 있다고 설명했다. 재식사 시점에 추가적인 암 발생 요인이 더해지면 암 발병 위험이 높아질 수 있다는 의미다.
금식이 특정 질병을 지연시키고 수명을 연장할 수 있다는 연구 결과는 수십 년 전부터 보고되어 왔다. 하지만 금식의 위험에 대해서는 거의 다뤄지지 않았다. 이 연구에 참여하지 않은 엠마누엘 파세구에 미국 컬럼비아대 어빙 메디컬 센터 교수는 “재생에는 대가가 따른다”며 “금식의 어두운 면도 고려해야 한다”고 설명했다.
연구진은 연구 결과가 인간에게도 동일하게 적용되는지, 어떻게 적용할 수 있을지 확인하기 위해 임상 시험을 계획하고 있다. 만약 인간에게 적용할 수 있다면 염증성 장 질환이나 크론병으로 장기적으로 손상된 조직을 복구할 수 있다. 연구를 이끈 일마즈 교수는 “재식사 기간이 세포 DNA에 손상을 줄 수 있는 위험한 시기라는 것이 중요하다”고 강조했다.
한편 발테르 롱고 미국 서던캘리포니아대 교수는 “연구에 사용된 유전적으로 조작된 쥐들이 암에 걸릴 가능성이 이미 매우 높은 개체들이었다”며 “이번 연구 결과가 모든 상황에 적용되는 것은 아니다”라고 지적했다.
참고 자료
Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-024-02700-2