어떻게 프룩토오스는 지방덩어리가 될까?

▶ 비밀스러운 비만메이커
문광주 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2018-01-12 14:34:20
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섭취하는 설탕의 양과 종류는 에너지 균형과 신체에 무엇인가 역할을 한다.
뇌는 여러 가지로 그 효과를 느낀다. 과당과 과당 함유 감미료가 우리의 식욕, 뇌의 결 및 기억에 영향을 미치기 때문이다. “1970년대 이후 옥수수시럽이 사용된 미국과 멕시코 국민의 비만비율이 눈에 띄게 높아진 이유 중의 일부는 과당섭취다”라는 연구보고가 있다.
“엄마가 임신 중에 과당을 많이 먹으면, 자식은 과체중, 고혈압, 성인기에 신진대사 장애를 앓을 위험이 높다”는 연구결과도 있다.
최근 편의점에서 판매되는 도시락과 포장된 완제품 식품매출이 급성장하고 있다.
2016년 국정감사에서는 “액상과당 및 첨가물이 버젓이 들어가 있는 제품임에도 불구하고 ‘100% 과즙 및 천연원료’로 표기되고 있어 소비자들에게 잘못된 정보의 제품들이 유통되고 있었다”고 김순례 의원이 지적한 바 있다.
저렴하고 간단하다는 이유로 남용되는 과당의 인체실험결과, 태아에 미치는 영향, 그리고 설탕을 피하는 방법을 소개한다.

 

△ 프룩토오스-글루코오스 시럽과 다른 당류 소비(미국)

 

“천연 과일 단맛”, “설탕을 첨가하지 않은 것”, “식물성 시럽으로 단맛을 만들었음” 이러한 선전구호는 슈퍼마켓에 있는 시리얼, 요구르트, 웰빙 음료 또는 기타 많은 제품포장에서 찾아 볼 수 있다.
이런 식품들에 단맛을 적게 내는 감미료는 사용되지 않는다.

 

포장지에 쓰인 선전문구들은 언뜻 보기에 긍정적인 것처럼 보인다. 이런 과당은 가정용 설탕을 대신하는 건강한 대체품으로 간주되기 때문이다.
사실, 몇 가지 장점은 있다. 과당은 일반설탕보다 거의 20% 더 높은 당도를 갖고 있기 때문에, 단맛을 낼 때 적은 양이 필요하다. 결과적으로 동일한 단맛을 적은 칼로리로 섭취하게 된다. 혈당과 인슐린은 과당 섭취 시 강하지 않고 빠르게 증가하기 때문에 신진 대사와 췌장을 보호한다. 이것은 오랜 시간을 고려할 때 당뇨병의 위험을 줄여준다.

  

과당, 동등한 칼로리에도 불구하고 더 비만 초래
몇 년 전 과학자들은 들쥐와 생쥐 실험에서 놀랄 만한 것을 관찰했다. 과당이나 과당이 함유된 옥수수 시럽으로
동물의 먹이나 물을 풍부하게 하면, 시간이 지남에 따라 체중이 크게 증가했으며 과체중이거나 때로는 부분적으로 비만이 됐다.


놀라운 사실은, 설치류가 더 이상 먹지 않거나 칼로리를 흡수하지 않아도 체중이 증가했다. 실험대상 동물들이 과당 대신에 자당이나 포도당을 많이 섭취한다면, 그렇게 뚱뚱해지지 않았다. 그 이후로 많은 다른 검사들이 비슷한 결과를 보였다. 과당은 다른 설탕종류 보다 비만을 촉진시키는 것으로 보인다.

  

과당으로 간과 혈액 지방화 돼
“어떤 사람들은 과당이 포함된 옥수수 시럽은 다른 감미료와 다르지 않다고 말한다. 그러나 우리의 결과는 분명 그건 사실이 아니었다” 프린스턴 대학의 바트 회벨(Bart Hoebel)이 말했다. 이 연구는 또한 많은 과당 섭취로 인해 동물이 단순히 작고 뚱뚱해졌다는 사실도 밝혀냈다. 그들의 간은 더 지방화 되어 손상을 입었고 혈중 지방질이 악화됐으며 혈관 질환의 징후가 증가했다.


“인간에게 있어서 이러한 기능은 동맥경화, 당뇨병, 고혈압 및 암에 대한 고전적인 위험인자이다” 회벨의 동료 미리암 바슬리(Miriam Barcsly)는 말한다. 간의 지방화는 간경화의 전구체로 간주되며 극단적인 경우 장기의 돌이킬 수 없는 파괴로 연결된다.

  

분해 경로에 책임이 있다.
무엇이 숨어 있을까? 연구원에 따르면, 이유는 프룩토오스(fructose)의 특별한 분해경로에 있다. 간에서 처리 될 때 많은 분해 물질이 지방으로 변환된다. 이것은 바로 다시 태워지지 않고 몸에 저장되며 다른 지방은 신체에 축적된다. 동시에, 이 과정이 조직에서 새로운 지방 세포의 생산을 자극한다. 결과적으로 지방 패드가 커진다.


“체지방을 생산하는 효과가 정상보다 2배나 높다” 조지아 대학의 크르지스토프 크자야(Krzysztof Czaja)의 설명이다.

△ 천연과일에는 과당이 함유돼 있지만 레모네이드에 들어 있는 것 만큼 많이 섭취하지 않기 때문에 건강하다.

 

과당이 우리 뇌를 어떻게 조작하는가?
우리가 섭취하는 설탕의 양과 종류는 에너지 균형과 신체에 무엇인가 역할을 한다. 뇌는 여러 면에서 그 효과를 느낀다. 과당과 과당 함유 감미료가 우리의 식욕, 뇌의 연결 및 기억에 영향을 미치기 때문이다.

  

예일 대학교(Yale University)의 연구원은 20명의 건강한 젊은 자원 봉사자들을 대상으로 설탕을 섭취할 때 뇌에서 어떤 반응이 있는지를 연구했다.
이들은 포도당이나 과당 음료를 마시고 기능성 자기공명 단층촬영기에서 뇌 스캔을 받는다. 덧붙여, 연구진은 음료 섭취 후 혈중에서 얼마나 많은 포만감 호르몬-인슐린 포함-이 순환하고, 참가자들이 어떻게 배부름을 느껴졌는지를 조사했다.


글루코오스는 뇌에서 전형적인 포화 반응을 일으켰다. 일반적으로 식욕을 유발하는 시상하부, 섬세포(췌장에서 인슐린 생산) 및 선조체(사람의 동기부여와 만족을 관장) 부위는 포도당에 의해 하향 조절됐다. 동시에, 포만감 신호를 뇌 영역에 보내는 기능적 연결이 강해졌다. 이는 연구팀이 보고 한 바와 같이 혈액으로 흐르는 포만감호르몬으로 지원된다.


반면에 과당과는 달리, 식욕 회로는 설탕 섭취 후에도 여전히 활동적이었다. 참여자의 혈액에서 훨씬 적은 포화 호르몬이 순환했다. 결과적으로, 그들은 포만감을 작게 느꼈다. “이것은 과당이 음식에 대한 식욕을 향상시켜 음식섭취를 증가 시킨다는 것을 의미한다.” 예일 대학의 캐서린 페이지(Kathlen Page)는 말한다. 사실, 쥐가 프룩토오스(fructose)를 먹는 것은 배가 오랫동안 불러도 체크하지 않은 채로 계속 먹게 만든다.


그러나 그것이 전부는 아니다. 그동안 발표된 여러 연구결과에 따르면 장기간 과당첨가물을 섭취할 경우에 기억이 약화되는 것으로 나타났다. 예를 들어, 미국에서 4000명이 참가한 장기간 연구는 연중 매일 두 개 이상의 가당 음료(레모네이드, 아이스티 혹은 다른 청량 음료)를 소비한다면, 과학자는 매우 나쁜 에피소드적인 기억력만을 갖게 된다는 것을 명확하게 발견했다. 기억에 중요한 해마의 양은 이들 피실험자에게서 현저하게 감소됐다.


이러한 데이터는 쥐의 관찰에 의해서도 입증된다. 실험에서 그들은 처음에 미로를 통과하는 법을 배웠다. 그런 다음 정상적인 식수 대신에 일부 동물은 약한 과당 용액을 6주 동안 받았다. 연구원들은 쥐가 여전히 미궁에서 올바른 경로를 기억하고 있는지 테스트했다.
“과당 사료를 섭취 한 쥐는 느려졌으며 뇌는 시냅스 활동이 감소한 것으로 나타났다”라고 University of California의 Fernando Gomez-Pinilla 연구원이 보고했다.
“그것은 6주 전에 배운 경로를 분명히 생각하고 기억하는 동물들의 능력을 괴롭혔다.”
과당 섭취는 또한 뇌 세포 DNA에 대한 부착을 변화시켜 특정 유전자의 독서에 영향을 미쳤다.

△ 옥수수시럽 혹은 과당으로 감미된 레모네이드는 비만 뿐 아니라 망각증도 유발한다.

  

구상능력을 방해

또 다른 연구에서, 고메즈-피닐라와 그의 동료들은 너무 많은 과당의 소비도 부상 또는 뇌졸중 후 뇌의 재생을 방해 할 수 있다는 증거를 발견했다. 설탕은 뉴런의 상호통신을 방해하고 파괴하며 연결의 형성을 둔화시킨다. 연구진은 “과당은 뇌의 소생을 방해하는 것으로 보인다”며 “우리가 새로운 것을 배우거나 경험할 때 뇌 세포간의 새로운 신호 전달 경로를 만든다”고 말했다.


Gomez-Pinilla의 메시지를 간단하게 요약하면, 뇌를 보호하려면 음식의 과당을 줄이라는 것이다. 그의 실험에서 유사한 결론을 내린 신경 과학자인 크리지스토프 츠자야(Krzysztof Czaja)의 상황도 비슷하다. 그는 “이러한 균형 잡힌 식단으로 인한 뇌의 변화는 오래 지속되는 것으로 보이며 균형 잡힌 영양 섭취로도 역전 될 수 있는지 여부는 아직 알려지지 않았다”고 경고했다.  

              △ 젖먹이 아이들은 모유를 통해서도 과당을 섭취한다.(왼) 태아는 혈액과 태반으로 과당과 그의 분해산물을 받는다.(오른)

태아는 자궁에서 설탕으로 프로그램화 돼

왜 임신 중에 너무 많은 설탕을 섭취하면 해로운가? 임부가 많은 설탕과 과당으로 단맛을 낸 음료나 식품을 섭취하면 아직 태어나지 않은 아이들에게 흔적을 남긴다. 운이 없으면 이런 것들 때문에 이미 자궁에서 비만, 지방간 그리고 알레르기 경향으로 프로그램이 된다.


태아에 미치는 영향
“엄마가 임신 중에 과당을 많이 먹으면, 자식은 과체중, 고혈압, 성인기에 신진대사 장애를 앓을 위험이 높다”고 안토니오 사드(Antonio Saad, 텍사스대학교)가 말했다. 여기에 대한 증거는 쥐에 대한 무수한 증거들이 보여주지만 인간에 대한 첫 번째 관찰에서도 알 수 있다.
과일설탕은 태아에게 직접적으로 뿐 아니라 간접적으로도 영향을 준다. 임부가 설탕소비를 하면 혈액 내 요산과 트리글리세리드가 증가한다.
사드와 그의 동료가 보고한 바와 같이 임신중독, 임신성 당뇨와 같은 임신 합병증의 위험을 증가시킨다. 동시에 과일설탕의 분해 생성물은 태반을 거쳐 어린이 신진대사에 영향을 끼치고, 그곳에 흔적을 남긴다.


모유수유 경우 적은 양의 설탕으로도 태아에 해 끼쳐

젖먹이 일 때 출생 후 첫 달 동안의 영양도 매우 중요하다. 한 연구는 모유에 섞인 과당의 소량조차도 어린이의 신진대사에 지속적인 영향을 줄 수 있음을 보여준다.
연구자들은 테스트에서 과당 함유량에 대해 반 년 동안 정기적으로 25명의 어머니 모유를 검사했다. 병행해서 젖먹이의 체중, 근육량 및 지방함량을 결정했다.


연구자들은 결과에 놀랐다. 모유 1 밀리리터 당 1마이크로그램(㎍) 과당 비율만으로도 젖먹이는 또래 아이들보다 5-10% 체중이 증가하고 지방이 많았다.
남부 켈리포니아 대학의 마이클 고란(Michael Goran)은“엄마들은 모유수유를 통해 아이들에게 간접적인 설탕을 주지 말아야 한다”고 조언했다. 그는 “임신과 모유 수유 기간에 가능한 적은 설탕음료와 음식을 섭취하는 것이 좋다”고 말했다.


태아, 설탕과다로 인한 알레르기 증가
알레르기는 너무 많은 설탕으로 촉진될 수 있다. 영국 연구자들은 엄마-아이 9000쌍을 오랜기간 추적해 증거를 발견했다. 임신 중에 빈번하게 단 음료를 섭취했을 때, 자녀들의 알레르기 위험이 38% 증가했다. 연구팀은 알레르기성 천식을 앓을 위험이 심지어 100% 높아졌다. “이 연구만으로 인과관계를 증명할 수는 없지만, 이러한 결과로 비추어 볼 때, 임산부가 과도한 설탕 섭취를 피하는 것이 좋다”라고 런던 퀸 메리 대학교 연구 책임자인 세이프 샤힌(Sief Shaheen)이 확인했다.


어떻게 설탕의 함정을 피할까?

이러한 우리들의 설탕소비에 대한 인식이 의미하는 것은 무엇일까? 분명한 것은, 너무 많은 설탕은 어떤 경우에도 건강에 좋지 않다는 것이다. 감미료는 많은 열량을 포함하고 있기 때문에 신진대사의 균형을 잃게 한다.


과일은 건강하지만 첨가된 과당은 그렇지 않다. 무엇보다도 과당이 건강하다고 선전하는 것은 일종의 범행이다.
최소한 천연과일은 과당 함량에도 불구하고 해로운 영향을 미치지 않는 것으로 보인다. “과일에는 과당 외에도 많은 중요한 미량원소, 비타민, 섬유소가 함유돼 있다. 먹는 즐거움은 건강과 안전에 있다.” ETH 취리히 대학의 페터 미르트슁크(Peter Mirtschink)가 말했다.


이와 달리 시장에서 판매되는 음식과 음료의 경우는 다르다. 과당 혹은 과당 함유 옥수수시럽이 첨가됐기 때문이다. “넘치는 과당은 유해 메카니즘을 진행시키게 한다” 라고 미르트슁크가 말한다. 따라서 그와 많은 과학자들은 미국과 다른 선진국에서 볼 수 있는 비만과 신진대사 질환의 증가는 첨가된 감미료가 일부 원인이라고 추측하고 있다.


과당 시럽으로 인한 비만유행?
미국과 멕시코에서는 이미 1970년대부터 옥수수시럽이 식품과 음료시장에 첨가됐다.
“과당함유 옥수수시럽의 과다한 소비가 비만 유행의 핵심요소가 될 수 있다”라고 플로리다 대학의 니콜 아베나(Nicole Avena)가 말했다.
그 사이 과당함유 식품의 소비를 제한하고 세금을 부과하는 첫 번째 노력이 있었다. 멕시코 정부는 2014년부터 설탕 함유 음료에 10% 세금을 부과하고 있다. 일부 다른 국가들도 그런 접근법을 논의하고 있다.


유럽의 설탕소비는 오래전부터 계속된 문제였다. 과당의 비율은 지금까지 미국보다 낮았다. 사탕수수에서 나오는 유럽의 설탕생산을 보호하기 위해 EU에서 지금까지 과당함유 옥수수 시럽 시용비율이 5%로 제한됐다.


그러나 2017년 10월 1일부터 제한이 해제 됐다. 지금은 유럽에서 옥수수시럽을 제한 없이 사용할 수 있다. 사탕수수 설탕보다 더 간단하고 저렴하기 때문에 앞으로 유럽에서 훨씬 더 자주 사용될 것 같다. 전문가들은 유럽에서 이소글루코오스의 비율이 40%까지 증가할 수 있다고 우려하고 있다.
미국과 다른 나라에서 반대운동을 하고 있는 반면 유럽에서는 큰 결실을 맺고 있다는 의미다. 까다로운 점은, 이소글루코오스가 포장에 표기되지 않아도 된다는 것이다. 이것 때문에 프룩토오스함유 시럽이 어디에 숨어 있는지 사람들이 얼마만큼 섭취하는지 알기 어렵다.


전문가들은 가능한 단맛이 첨가된 레모네이드 혹은 아이스티를 금하라고 조언한다. 조리된 음식에는 다량의 설탕과 너무 많은 소금 그리고 지방이 숨어 있다. 그래서 매일 먹는 식단에 이런 것들이 포함되지 않아야 한다.

 

[환경미디어 문광주 기자]

 

 

 

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