- 과당을 간에서 대사해, 암 세포 에너지원 생성
- 암 세포 성장 경로를 차단하는 치료 접근법 제시

마트나 편의점에서 쉽게 살 수 있는 음료수나 과자 등에는 ‘액상과당’이 흔히 사용된다. 옥수수 전분을 원료로 사용해 만든 ‘과당’을 액체화시킨 것이다. 같은 양의 설탕보다 단맛이 강하고, 생산 비용이 상대적으로 저렴하기 때문에 간식류에 주로 사용된다.

과당이 건강에 좋지 않은 영향을 끼친다는 점은 보통 잘 알려진 사실이다. 칼로리가 높고 흡수 속도가 빠르기 때문에 비만을 유발하는 핵심 원인으로 꼽힌다. 비만이 여러 다른 질환으로 연결될 수 있다는 점을 고려하면, 과당이 암 세포의 영양소가 될 수 있다는 연구도 그리 놀라운 일은 아닐 것이다.

과당 섭취, 암 세포 에너지 공급원

미국 세인트루이스 워싱턴 대학에서 최근 「Nature」에 발표한 연구에 따르면, 과당은 흑색종, 유방암, 자궁경부암이 유도된 동물 실험에서 종양 성장에 기여한다.

연구팀은 종양이 유발된 동물에게 과당 함량이 높은 식단을 먹인 다음, 종양의 성장 속도를 측정했다. 그 결과 연구팀은 체중이나 공복 혈당, 인슐린 수치 등에 변화가 없음에도 종양 성장이 빨라진다는 것을 발견했다. 경우에 따라서는 두 배 이상 빠르게 나타나기도 했다.

단, 과당이 직접적으로 종양의 에너지원으로 사용되는 것은 아니다. 암 세포를 별도로 채취한 다음, 과당을 직접적으로 공급했을 때는 아무런 반응이 나타나지 않았다.

이에 연구팀은 과당 섭취로 인해 종양이 성장하는 과정을 분석했다. 과당 함량이 높은 식단을 섭취한 동물을 대상으로 혈액의 분자 단위 변화를 관찰했다. 그 결과, 간 세포에서 과당을 대사하며 LPC(리소포스파티딜콜린)와 같은 인지질이 방출되고, 이것이 암 세포가 사용할 수 있는 영양소가 된다는 사실을 발견했다.

워싱턴 의과대학의 유전학 및 의학 담당 교수인 게리 패티는 “우리는 무언가 음식을 먹었을 때 종양이 그것이 직접 흡수한다고 상상하는 경향이 있지만, 인체의 대사는 생각 이상으로 복잡하다”라고 이야기했다. 그의 설명에 따르면 섭취한 음식물이 자연스러운 대사 과정을 거치게 되고, 그 과정에서 만들어진 산물 중 일부가 종양의 성장을 촉진하는 에너지원이 된다.

과당 섭취 조절의 필요성

이번 연구의 1저자인 박사 후 연구원 로널드 파울 그라이더는  “연구를 시작하기 전 예상하기로는, 종양 세포가 과당을 대사하여 그 산물을 직접 활용할 거라고 생각했다”라며 “하지만 테스트한 종양 유형에서 암 세포가 과당을 직접 대사하지 않는다는 것은 의외의 사실이었다”라고 이야기했다.

암 세포의 결정적인 특징은 자연스러운 사멸 없이 계속 증식한다는 점이다. 세포가 증식을 위해 분열할 때는 세포막을 포함한 전체 구조를 복제해야 하는데, 이때 상당한 양의 지질이 필요하다. 이때 암 세포는 주변 환경으로부터 지질을 흡수하는 경향이 있다. 과당을 직접 대사해서 지질을 만드는 것이 아니라, 간에서 과당을 대사하며 생성되는 지질을 흡수하는 것이다.

이는 암 세포가 증식하기 위해 필요한 에너지를 어떤 식으로 얻는지, 그 경로를 이해하는 데 중요한 단서가 된다. 또한, 향후 암을 예방하거나 치료하는 데 있어 과당 섭취를 조절해야 할 필요성을 강조하는 근거가 된다.

패티 교수는 “암이 의심되는 상황이거나 이미 발병한 경우라면 과당을 피하는 것이 좋다”라며 “다만 쉽게 말하는 것만큼 실천하기는 어려운 것이 현실이다”라고 이야기했다.

‘과당 대사’를 표적으로 하는 치료법

과당 섭취는 과거에 비해 크게 늘었다. 간식으로 소비하는 음료수와 과자 뿐만 아니라, 완제품으로 판매되는 각종 드레싱이나 소스류에도 과당이 흔히 사용된다. 꼼꼼하게 성분표를 따져가며 피하려고 해도 어떤 부분에서는 어쩔 수 없이 섭취할 수밖에 없을 정도다.

연구팀이 확인한 통계에 따르면 1960년대를 기점으로 인류의 과당 소비량이 점점 증가했다. 약 50여 년이 지난 지금, 과당 소비량은 10배 이상 늘어났다. 연구팀은 이 기간 동안 50세 미만의 인구에서 암 발생률이 대폭 증가했다는 점에 주목했다. 과당과 암 발병 사이에 관계가 있다는 근거로 보는 것이다.

연구팀은 이번 연구가 ‘식단에서 과당을 피하는 것이 중요하다’라는 것 외에 또 다른 의의를 갖는다고 보고 있다. 과당이 종양의 성장을 촉진하는 과정을 확인했으니, 약물을 사용해 이를 예방하거나 치료하는 방법을 개발할 수 있다는 것이다. 바꿔 말하면, 암의 증식을 위한 에너지 공급을 차단하는 방법이다.

패티 교수는 “이번 연구는 우리가 질병 세포를 표적으로 하는 치료법에만 초점을 맞출 필요가 없다는 것을 보여준다”라며 “건강한 장기의 세포 대사를 표적으로 삼아 암을 치료하는 방법을 연구해볼 수 있을 것이다”라고 이야기했다.