인공감미료, 후대에 영향…장내 미생물 바꿔 대사질환 위험 이끌 수도

최근 0칼로리 음료 등에 첨가하는 인공감미료의 과다 섭취를 주의해야 한다는 동물실험 결과가 나왔다. 게티이미지뱅크 제공.

'제로 음료' 등에 쓰이는 인공감미료가 장내 미생물과 유전자 작동 방식을 바꾸고 이 변화가 직접 인공 감미료를 먹지 않은 자손에게까지 이어질 수 있다는 동물실험 결과가 나왔다.

 

프란치스카 콘차 첼루메 칠레대 부교수팀은 인공감미료 수크랄로스·스테비아를 섭취한 쥐와 자손에서 나타나는 장내 미생물·유전자 변화를 분석해 10일(현지시간) 국제학술지 '프론티어스 인 뉴트리션'에 발표했다. 수크랄로스는 합성 감미료의 일종으로 국내에서는 지난 2000년 당시 식약청이 식품첨가물로 지정했다.

 

연구팀은 암수 생쥐 47마리를 세 그룹으로 나눠 맹물·수크랄로스·스테비아를 각각 먹였다. 섭취량은 인간의 평균 섭취 수준에 맞춰 계산했다. 각 그룹의 쥐를 교배해 2세대까지 관찰했다. 자손 세대 모두에게는 인공감미료를 먹이지 않았다. 

 

연구팀은 포도당 내성 검사를 실시하고 대변 샘플을 분석했다. 포도당 내성이 낮을수록 인슐린 반응이 떨어져 당뇨 발병 가능성이 높아진다. 대변 분석으로는 장내 미생물 구성과 짧은사슬 지방산 농도를 확인했다. 짧은사슬 지방산은 장내 미생물이 만드는 유익한 물질로 농도가 낮으면 장내 미생물이 제 기능을 못한다는 신호로 볼 수 있다.

 

그 결과 인공감미료 종류에 따라 혈당 조절 능력이 다르게 변했다. 인공감미료를 직접 먹은 어미 세대에서는 세 그룹 모두 혈당 변화에 큰 차이가 없었다. 그러나 수크랄로스를 먹인 쥐의 수컷 새끼(1세대)는 포도당을 투여한 뒤 혈당이 올라간 뒤 잘 떨어지지 않았다. 손자 세대(2세대)에서는 수크랄로스 그룹 수컷과 스테비아 그룹 암컷 모두 공복 혈당이 올랐다.

 

장내 미생물에도 변화가 나타났다. 인공감미료를 섭취한 두 그룹은 맹물 그룹보다 장내 미생물 다양성은 높았지만 짧은사슬 지방산 농도는 낮았다. 수크랄로스를 먹인 쥐에서는 장내 미생물 변화가 특히 두드러졌다. 유해균이 늘고 유익균이 줄었으며 수크랄로스 섭취를 멈춘 뒤에도 장내 미생물이 쉽게 회복되지 않았다. 장내 미생물 변화는 다음 세대에서도 이어졌다.

 

연구팀은 이같은 결과를 놓고 유익한 대사산물을 만드는 능력이 떨어졌을 가능성을 제기했다.

 

연구팀은 유전자 작동 방식에도 변화가 생겼음을 확인했다. 수크랄로스를 먹인 쥐는 염증을 일으키는 유전자 발현이 증가하고 에너지를 처리하는 유전자 발현은 감소했다. 이 변화는 손자 세대(2세대)까지 이어졌다. 스테비아는 변화 폭이 적었고 자손에게 전달되지도 않았다. 인공감미료로 인한 변화는 세대를 거칠수록 점점 약해지는 흐름을 보였다.

 

연구팀은 당뇨가 발병하지 않더라도 포도당 조절 방식과 염증 관련 유전자 활동에 미세한 변화가 생기면 고지방 식이 등 특정 조건에서 대사 질환 위험이 높아질 수 있다고 설명했다.

 

다만 이번 연구는 인과관계가 아닌 연관성을 보여준 결과라고 강조했다. 동물실험인 만큼 인간에게 동일하게 적용될지는 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다.

콘차 부교수는 "인공감미료 섭취의 장기적인 생물학적 영향을 연구해야한다"며 "섭취를 완전 제한하기보다 적당량 섭취를 지향하는 것이 바람직하다"고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.3389/fnut.2026.1694149

[조가현 기자,문혜원 인턴기자 gahyun@donga.com,moony@donga.com]