과당, 혈관에만 나쁜 줄 알았더니… 암세포도 더 빨리 키운다

美 연구팀, 암세포-과당 관계 연구
과당의 간 대사 과정서 생긴 효소
종양세포 키워 암 발병 위험 높여

과일에는 과당이 풍부하게 함유돼 있다. 게티이미지코리아

주로 과일이나 곡물에 함유된 과당이 간에서 대사되는 과정에서 종양세포의 성장을 돕는다는 연구 결과가 나왔다. 과당은 꿀, 꽃, 채소 그리고 특히 과일에 많이 존재하는 천연 단당류 성분이다. 당 중에서도 가장 단맛이 강하다. 과당 첨가제는 식품에서 맛을 내기 위해 흔히 사용되는 만큼 과당 섭취가 건강에 어떤 영향을 미치는지 아는 것은 중요하다. 연구팀은 이번 연구 결과에 대해 “지난 수십 년 동안 과당 소비는 증가했다”며 과도한 과당 섭취 식습관을 경계할 필요성을 제기했다.

개리 패티 미국 워싱턴대 교수 연구팀은 과당 함량이 높은 옥수수 시럽 섭취가 생체 내부에서 종양세포의 성장을 돕는 생체분자의 성장을 촉진하고 배설량은 감소시킨다는 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처’에 5일 발표했다. 세포가 비정상적으로 증식해 덩어리가 진 종양은 주변 조직을 침범하거나 전이할 때 암이 된다.

그간 과당은 다양한 질환의 주범으로 지목됐다. 과량 섭취하면 저밀도콜레스테롤(LDL)이 혈관벽에 쌓이게 되면서 심혈관질환 위험성을 높인다. 가장 밀접한 질환은 당뇨병이다. 과당은 간에서 대사되는 과정에서 지방산의 합성을 촉진한다. 축적된 지방은 세포 수준에서 체내 인슐린 신호를 방해해 신체의 인슐린 저항성을 악화시킨다. 인슐린 저항성이 증가하면 세포에서 인슐린이 제대로 기능하지 않아 혈당 조절이 어려워진다. 이러한 문제가 지속되면 비정상적인 인슐린 작용이 야기하는 대사질환인 당뇨병으로 이어진다.

이번 연구에서는 과당 섭취가 암 발병에 미치는 위험에 주목했다. 과당과 함께 3대 천연 단당류인 포도당이 일반 세포보다 종양세포가 성장하는 과정에서 더 많이 소비된다는 사실은 학계에서 잘 알려졌다.

연구팀은 과당과 포도당의 화학식이 ‘C₆H₁₂O₆’로 같은 만큼 과당도 종양세포 성장에 영향을 미칠 것이란 가설을 세웠다. 과당과 포도당은 화학식은 같지만 배열이 다르다. 포도당은 탄소 여섯 개가 고리를 이룬 육탄당이며 과당은 탄소 다섯 개로 이뤄진 오탄당이란 점에서도 차이가 있다. 과당은 대사되는 과정에서도 포도당 대사를 위한 효소와는 다른 종류의 효소가 필요하다.

이어진 실험에서는 암세포가 성장하는 환경에서 과당이 체내에서 일으키는 변화를 확인했다. 제브라피시와 생쥐, 간 세포에 성장한 인간의 암세포가 활용됐다. 분석 결과 실험 대상체는 과당을 접했을 때 암세포와 종양세포의 성장률이 높아졌다. 흥미롭게도 고과당 식단을 섭취한 쥐는 무설탕 식단을 섭취한 쥐보다 종양세포가 더 빠르게 성장했지만 체중은 증가하지 않았다. 두 쥐는 혈당이나 인슐린 수치에도 차이가 없었다. 과당이 대사 건강에는 영향을 미치지 않았다는 것이다. 암세포를 사용한 실험에선 암세포가 포도당을 쉽게 대사하지만 과당을 쉽사리 대사하지 못하는 것이 확인됐다.

과당은 예상하기 어려운 방식으로 종양세포의 성장을 도왔다. 암세포는 과당 대사에 필요한 효소인 케토헥소키나아제-C를 발현하지 않아 과당을 영양분으로 쉽게 사용할 수 없었다. 하지만 과당이 간에서 대사되는 과정에서 케토헥소키나아제-C 효소가 발현됐다. 이 과정에서 생성된 라이소포스파티딜콜린(LPC)이란 생체분자는 종양세포의 성장을 증가시키는 역할을 했다. 케토헥소키나아제-C가 발현되면서 LPC 생성량은 증가하고 배설량은 감소했다. 이 효소를 억제하자 종양세포 성장을 예방할 수 있음이 확인됐다. 연구팀은 “암세포가 과당의 혜택을 받는 메커니즘을 밝혀냈다”며 이번 연구의 의의를 밝혔다.