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▲ 김일훈 박사 - 在美 내과 전문의 - 의사평론가

■ 수명연장과 노화방지

최근 네이처지(2006. 11. 16)에 발표된 하버드대학 Sinclair교수 연구팀의 논문 ‘Resveratrol improves health and survival of mice on high-calorie diet’은 비록 생쥐(mice)실험이기는 하나 Resveratrol(‘Resv’라 약칭)이 포유동물의 수명을 연장시킨다는 연구로서, 2006년도 과학계의 최고논문(*주: 2006. 12. 21. Nature지 논설인용/ 가장 창피한 논문은 황우석교수의 사기논문이라 했다.)으로 인정 받고 있다.

포유류의 수명연장에 관한한 이번연구는 70년전 쥐 실험에서 소식(小食. Calorie Restriction)이 수명을 50%까지 연장시킨다는 발견이래, 최초업적이라 하겠다.

1930년대 코넬대학의 M교수팀은 동물(쥐)실험에서 30~40% 적게 소식(小食)시켜도 생존에 변화가 없을뿐더러, 오히려 노화를 지연시켜 수명이 30~50%나 길어진다는 사실을 밝혔다(의학신문 2004년 3월 22일자 필자 글 ‘소식과 장수’ 참조).

15년전 MIT의 L교수와 하버드의 Sinclair교수는 공동연구에서, 효모(yeast)에 ‘Sir-2’라는 유전인자를 가했더니 수명이 30% 이상 연장됐음을 발견했으며, 이것이 투여물질에 의해서 생명체의 수명을 연장시킨 최초연구다.

오늘날 연구가들은 칼로리 제한에 의한 건강혜택(장수)은 사람과 모든 동물내에 있는 Sir-2와 sirtuin gene이 손상된 DNA을 회복시키기 때문일 것이라 추정하고 있다.

식도락이 인생의 낙이기도 한지라 장수하려고 소식을 사람에게 강요할 수 없으며, 사실이지 사람들이 매일섭취 칼로리의 30~40% 줄이기란 거의 불가능한 일이다.

그래서 연구가들은 칼로리 제한 없이 sirtuin 시스템을 활성화시키는 방도를 찾고 있던 중, 2003년에 STACs (sirtuin-activating compounds. sirtuin 활성물질)를 발견하기에 이르렀고, STACs 중에서도 붉은 포도주에 있는 Resveratrol이 가장 강력한 물질로 알려졌다.

Resv의 수명연장기전이 소식의 것과 유사하다는 학설이 현재 유력함을 참고로 알린다.
Resv나 다른 STACs를 단순생물인 효모(yeast)등에 투여했더니 수명이 최고 59%까지 연장한 사실을 앞장에서 언급했다.

그런데 ‘과연 Resv가 사람을 포함한 포유류에도 동일한 영향을 줄 것인가’는 미지수였으나, 이번 Nature지에 발표된 생쥐(포유동물)실험은 퍽 고무적이라 하겠으니, 장차 우리는 Resv영양소의 간단한 경구투여로 고칼로리로 인한 건강장애를 물리치고 건강한 장수(수명연장)를 누릴 수 있는 가능성을 시사해주기 때문이다.

Resv과 수명연장에 관련된 유전학적 해설은 비전문인에겐 이해가 힘들겠지만, 주간지 Newsweek(2006. 12. 11. Can we slow aging)에 쉽게 설명돼 있으니, 관심있는 분에게 일독을 권한다.

■ 도표 설명

생쥐에 투여한 먹이종류에 따라 앞장의 그림처럼 다음 3그룹(△SD (Standard diet): 정상적인 보통 먹이투여 그룹 △HC(High calorie): 지방함유량이 60%되는 고칼로리-고지방 먹이투여 그룹 △HCR(High calorie+ Resveratrol): HC 그룹과 동일한 고칼로리 먹이와 함께 Resveratrol투여 그룹)으로 나누어 관찰했다.

▲체중변화(도표 1의 a)= SD는 체중증가가 전혀 없다. HC는 75주까지 크게 체중 증가한 다음 서서히 줄어들지만, 계속 비만형이다. HCR의 체중은 HC보다 약간 낮은 비만형이고, 실험기간(114주 까지)이후는 미지수다.

HC에서 특이한 발견은 비만과 더불어, 사람에서처럼 비만에 동반하는 고혈당과 인슐린저항 그리고 심장근육염증과 지방간을 나타냈다. 그러나 HCR에선 비록 비만과 체중과다는 막을 수 없지만, 비만에 수반하는 여러 증세는 나타나지 않았다.

▲생존율-수명변화(도표 1의 b)= HC는 HCR 연령 60주부터 생존율이 벌어지기 시작하여 계속 큰 차이를 보인다. 마지막 114주째에 가서 HC의 생존율은 42%(0.42)이나, HCR과 SD는 똑같이 생존율 58%(0.58)이다. 즉 114주째에 HC는 58%(100-42)가 사망하는 반면, SD와 HCR에선 42%만이 사망했다. HCR은 체중과다에도 불구하고 Resv가 수명연장에 크게 기여했음을 알린다. 고칼로리음식을 즐겨도 Resv복용을 함께하면, 정상식사(SD)경우와 다름없이 장수한다는 결과다.

▲QOL 측정(도표 1의 c)= Resv가 수명연장에 관여하지만, QOL(삶의 질)있는 수명을 동반하는지는 의문이다. 그래서 빨리 회전하는 막대기위에서 얼마나 오래 견디는지 활동능력을 알고자, 생쥐 15개월에 시작하여 매 3개월마다 생존해 있는 생쥐에 대해 회전막대기에서 떨어지기까지의 시간(초)을 측정한 것이다.

HC의 견디는 시간은 SD의 약 절반(60~70초)에 불과하다. 그런데 HCR은놀랍게도 시일이 경과할수록(나이 많아짐에 따라) 차츰 능력이 좋아지고 24주째는 SD와 같은 능력에 접근했다. 참고로 SD(정상음식)그룹의 생쥐에 Resv를 투여해도 활동능력이 더욱 향상한다는 다른 연구가 있음을 알린다.

그리고 2006년 11월의 Cell지(과학 전문잡지)에 발표된 또 다른 팀의 생쥐활동능력에 관한 연구에 의하면, Resv을 섭취한 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 근육이 튼튼하고 2배나 더 먼 거리를 달렸다. 그래서 Resv가 생쥐에게 매우 효과적인 운동능력 향상제로 입증되었다.

▲혈당과 인슐린반응= 고칼로리음식은 인간에게 혈당과 인슐린레벨을 높여 당뇨병·심장병·지방간 등을 유발하는데, 이 사실은 이번 생쥐실험에서도 입증되었다.
[도표 2의 a 와 c]는 포도당 2gm을 3그룹에 먹인 후 시간경과(15·30·60분)에 따라 측정한 혈당(a)과 인슐린(c)레벨표시이다. HC에서의 레벨은 월등히 높아, 초기 당뇨병을 시사한다. 그러나 HCR에선 SD와의 차이가 없다.

[도표 2의 b와 d]는 각각 a 와 c의 AUC(area under the curve. 곡선아래 면적)을 나타낸 표며, HCR의 수치가 낮은 것이 특이하다. 다음 연구과제는 "Resv가 과연 사람에게도 당뇨병 등 비만에 동반하는 질병예방치료에 효과적인가"를 입증하는 일일 것이다.