과당과 비만, 에너지 대사에서 찾은 연결고리

포도당과 과당은 어떻게 다를까

정제 탄수화물과 설탕 섭취를 줄이려는 관심이 높아지면서 저탄수화물 식사와 간헐적 단식도 주목받고 있습니다. 설탕은 포도당과 과당이 결합한 이당류입니다. 같은 단맛을 내는 당이지만, 두 성분이 몸에서 처리되는 방식은 서로 다릅니다.

포도당은 여러 조직에서 에너지원으로 이용되고 간과 근육에 글리코겐으로 저장됩니다. 과당은 장과 간을 중심으로 처리되며, 포도당보다 인슐린 분비를 직접 자극하는 정도가 작습니다. 그렇다고 인슐린이나 에너지 균형과 무관한 물질은 아닙니다.

특히 ‘과당은 간에서 전부 지방으로 바뀐다’는 설명은 정확하지 않습니다. 과당의 탄소는 포도당·젖산 등으로 전환되어 에너지 대사에 쓰이거나 글리코겐 저장에 기여할 수 있고, 일부는 지방 합성 경로로 들어갑니다. 섭취량과 함께 먹은 음식, 에너지 과잉 여부에 따라 결과도 달라집니다.

과당과 포도당이 식욕 관련 신호에 다르게 작용할 가능성도 연구되고 있습니다. 다만 과당을 먹는 순간 누구나 포만감을 잃고 과식하게 된다고 일반화하기는 어렵습니다. 이 차이를 에너지 대사의 관점에서 설명한 것이 2023년 발표된 ‘과당 생존 가설’입니다.

원본 크게 보기

원본 크게 보기

과당 대사는 왜 ATP를 낮출 수 있을까

ATP는 세포가 바로 사용할 수 있는 에너지의 형태입니다. 과당은 음식으로 들어오기도 하고, 몸 안에서 포도당이 소르비톨을 거쳐 과당으로 바뀌는 폴리올 경로를 통해 만들어지기도 합니다.

과당이 대사될 때는 먼저 인산기가 붙으면서 ATP가 소비됩니다. 이 반응을 담당하는 과당인산화효소의 특성 때문에 과당이 빠르게 많이 공급되면 세포 안의 ATP와 인산 농도가 일시적으로 낮아질 수 있습니다. 이어 AMP가 IMP 등을 거쳐 분해되면서 요산 생성이 늘어날 수 있습니다.

가설을 제시한 연구진은 이 과정에서 발생하는 산화 스트레스와 미토콘드리아 기능 변화에 주목했습니다. 실험 연구에서는 요산과 관련된 신호가 ATP 생산과 에너지 대사 조절에 영향을 줄 수 있다고 제안합니다.

여기에 자주 등장하는 AMPK는 세포의 에너지 상태를 감지하고 에너지 생산·소비 경로를 조절하는 효소입니다. AMP에 인산을 직접 붙여 ATP를 만들어 주는 효소로 이해하면 부정확합니다. 과당·요산·AMPK의 관계를 살펴볼 때도 세포의 에너지 조절망 전체를 보는 것이 중요합니다.

원본 크게 보기

원본 크게 보기

에너지가 부족하다는 신호와 식욕

이 가설의 핵심은 저장된 지방이 충분해도 세포가 즉시 쓸 수 있는 에너지가 줄면, 몸이 더 먹고 에너지를 저장하려는 방향으로 반응할 수 있다는 설명입니다. 연구진은 이러한 반응을 식욕, 갈증, 렙틴 저항성, 지방 축적과 연결했습니다.

렙틴은 지방 조직에서 분비되어 에너지 저장 상태를 뇌에 알리는 호르몬입니다. 렙틴에 대한 반응이 떨어지면 포만감과 체중 조절에 영향을 줄 수 있습니다. 동물 연구에서는 과당을 반복적으로 많이 공급했을 때 이러한 변화가 관찰됐습니다.

일반적으로 몸은 섭취한 에너지를 사용하거나 저장하고, 섭취량이 부족하면 저장 에너지를 꺼내 씁니다. 과당 생존 가설은 이 조절 과정의 방향이 특정 조건에서 지방을 더 축적하는 쪽으로 바뀔 수 있다고 봅니다. 에너지 보존 법칙을 벗어난다는 뜻은 아닙니다.

다만 세포·동물실험에서 제안된 경로가 사람의 일상적인 식생활에서 어느 정도 기여하는지는 별도로 확인해야 합니다. 비만에는 총섭취량, 음식의 형태, 활동량, 수면, 유전적 특성 등 다양한 요인이 관여합니다. 과당과 알츠하이머병을 연결한 설명 역시 연구 가설이며, 과당을 먹으면 알츠하이머병에 걸린다는 인과관계가 확립된 것은 아닙니다.

원본 크게 보기

원본 크게 보기

‘생존 가설’이라는 이름이 붙은 이유

자연에서 지방을 저장하는 일은 생존에 도움이 될 수 있습니다. 먹이가 부족한 계절을 앞두거나 겨울잠을 준비하는 동물에게는 에너지를 비축하고 물을 보존하는 능력이 유리하기 때문입니다.

연구진은 과당 대사와 요산·바소프레신 등의 신호가 이러한 생존 반응의 일부일 수 있다고 제안했습니다. 에너지 저장뿐 아니라 수분 유지와 혈압, 산소가 부족할 때의 대사 전환을 하나의 틀로 연결한 것입니다. 과일이 익는 시기와 지방 축적을 연결하는 진화적 설명도 여기에 포함됩니다.

그러나 이 설명은 여러 관찰과 실험을 묶어 제시한 가설입니다. 모든 동물이 같은 방법으로 겨울잠을 준비한다거나, 현대인에게 과당이 전혀 필요 없다는 결론까지 자동으로 따라오는 것은 아닙니다. 생존에 도움이 됐을 수 있는 기전과 현대인의 질병 원인을 구분해서 읽어야 합니다.

원본 크게 보기

원본 크게 보기

실제 식생활에서는 무엇을 줄일까

요산에 주목한 대중서에서는 과당과 퓨린 섭취를 줄이는 식사법도 소개합니다. 다만 요산 수치 하나로 비만과 모든 대사 문제를 설명하거나, 요산을 낮추면 체중이 반드시 줄어든다고 받아들여서는 안 됩니다. 통풍 역시 과당 과잉 하나만으로 생기는 질환은 아닙니다.

실천의 우선순위는 당이 많이 든 음료를 자주 마시는 습관과 과도한 유리당 섭취를 줄이는 것입니다. 유리당에는 첨가한 설탕뿐 아니라 꿀·시럽·과일주스의 당도 포함됩니다. WHO는 유리당을 하루 총에너지의 10% 미만으로 제한하도록 권고합니다.

반면 통과일은 수분과 식이섬유를 함께 제공하고 씹어서 먹기 때문에 주스나 설탕 음료와 같은 조건으로 볼 수 없습니다. 과당이 들어 있다는 이유만으로 과일을 모두 피할 필요는 없습니다. 개인의 혈당과 식사량에 맞춰 양을 조절하며 전체 식사의 질을 살피는 편이 좋습니다.

과당 대사 연구가 전하는 메시지는 특정 당을 공포의 대상으로 삼자는 것이 아닙니다. 빠르게 많이 섭취하기 쉬운 당의 형태와 빈도를 돌아보고, 지속할 수 있는 식사 습관을 만드는 데 참고할 수 있습니다.

원본 크게 보기