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단 것에 대한 욕구를 조절하는 것은

장내 박테리아는 우리의 설탕 욕구를 자극한다.

장과 간의 호르몬이 우리의 단 음식에 대한 식욕을 조절하는 방식


단 것에 대한 우리의 식욕은 장내 세균총에 의한 것이다. 미생물학자들은 당뇨병을 앓고 있는 쥐와 인간의 장내 박테리아가 우리의 식욕과 설탕 욕구를 자극한다는 사실을 발견했다. 이는 미생물의 메신저 물질을 통해 일어나는데, 이 물질은 우리의 호르몬 체계에 개입하여 간접적으로 우리의 뇌로 신호를 보낸다. 이 연구 결과는 앞으로 비만과 2형 당뇨병과 같은 대사 질환을 치료하는 데 도움이 될 수 있다.


▲ 우리가 단 것을 먹고 싶어하는 감정의 배경에는 장내 박테리아에 의해 조절되는 호르몬적 메커니즘이 있다. pixabay


동물과 인간은 생물학적, 진화적으로 설탕을 갈구하고 설탕이 풍부한 음식을 선호하도록 프로그램되어 있다. 이는 특히 영양가가 높고 생존에 필요한 충분한 에너지를 제공하기 때문이다. 하지만 끊임없이 음식을 구할 수 있는 시대에는 이러한 갈망이 과도한 설탕 섭취로 이어지는 경우가 많다. 그 결과 혈당 수치가 높아지고, 비만이 되며, 당뇨병과 같은 대사 질환의 위험이 증가한다.


우리의 설탕 욕구를 조절하는 것은 무엇일까?


우리의 설탕 욕구는 뇌의 보상 시스템에 의해 발생하지만, 이전 연구에 따르면 우리의 장에서 신경과 호르몬을 통해 뇌로 해당 신호가 전달되어 뇌로 전달되는 것에 의해서도 발생한다. 그러나 이전에는 장이 정확히 어떻게 단 것에 대한 갈망을 조절하는지, 그리고 장내 세균총의 미생물이 이에 어떤 역할을 하는지는 불분명했다.


중국 장난대학의 팅팅 장 박사가 이끄는 팀이 이 미스터리를 조사했다. 이를 위해 연구진은 당뇨가 유발된 쥐 18마리와 건강한 대조군 쥐의 혈액과 대변을 분석했다. 그들은 또한 2형 당뇨병 환자 60명과 건강한 대조군 24명의 혈액과 대변을 검사했다.


장내 호르몬도 단 것에 대한 갈망을 조절한다


분석 결과, 당뇨병을 앓고 있는 쥐와 인간은 혈액과 장에 특정 전달 물질이 부족하다는 사실이 밝혀졌다. FFAR4라 불리는 이 단백질은 소화 내용물에서 유리지방산을 감지한 후 장에서 GLP-1(혈당을 조절하고 식욕을 억제하는 호르몬) 분비를 활성화한다. 이 호르몬은 또한 비만 환자의 체중 감량과 당뇨병 치료를 돕기 위해 "체중 감량 주사"로 알려진 제제에도 사용된다.


최근 연구에 따르면 장에 FFAR4가 적은 사람과 쥐는 특히 단 것에 대한 식욕이 강한 것으로 나타났다. 동시에 이 메신저 물질은 장내 세균총에도 영향을 미친다는 사실이 연구 결과 밝혀졌다. 따라서 FFAR4 결핍의 결과로, 영향을 받은 사람의 장에서는 미생물인 Bacteroides vulgatus와 그 대사산물인 판토텐산이 건강한 사람에 비해 적은 양으로 존재한다. FFAR4 방출을 인위적으로 차단한 쥐에서도 유사한 결과가 나타났다.


장내 세균총, 간, 뇌는 함께 일한다


하지만 이것이 우리의 설탕 욕구에 어떤 역할을 할까?

장과 동료 연구진은 유전자 변형 쥐를 이용해 장내 박테리아가 생성하는 판토텐산 분자가 장내에서 식욕 호르몬인 GLP-1의 분비를 자극한다는 것을 발견했다. 또한 판토텐산은 시상하부에 작용하는 간에서 또 다른 호르몬인 FGF21을 방출하는 데 간접적으로 책임이 있다. 뇌의 이 영역은 사람과 동물의 식습관을 제어하고, 이를 통해 에너지 균형을 조절한다.


분석 결과를 종합해 보면 신체 자체의 요인과 장내 세균총이 우리의 설탕 욕구를 부추기는 연쇄 반응을 일으킨다는 사실이 밝혀졌다. 첫 번째 단계는 메신저 물질 FFAR4가 장내 박테리아인 Bacteroides vulgatus와 그 대사산물인 판토텐산에 미치는 영향이다. 두 번째 단계에서는, 이는 장에서 식욕 조절제인 GLP-1과 간에서 FGF21의 방출에 영향을 미친다. 이러한 다단계 과정을 거쳐서 FFAR4가 부족해지면 단 음식에 대한 식욕이 증가한다.


당뇨병, 비만 및 공동에 대한 새로운 치료적 접근 방식 가능성


설탕 욕구를 유발하는 요인에 대한 지식은 이제 효과적인 대책을 개발하는 데 도움이 될 수 있으며, 특히 당뇨병에 특히 영향을 받는 환자의 경우 더욱 그렇다. 장과 그의 팀은 이미 실험에서 가능한 접근 방식을 찾아냈다. 그들이 당뇨 쥐에게 판토텐산을 먹이거나 의도적으로 장에 Bacteroides vulgatus라는 미생물을 주입했을 때, 쥐들은 설탕을 찾는 횟수가 눈에 띄게 줄었다.


이는 판토텐산이 당뇨병 환자와 다른 대사 질환 또는 비만이 있는 사람들의 과도한 설탕 욕구를 억제할 수 있을 것이라는 희망을 불러일으켰다. 그러나 이 장-간-뇌 축을 더 자세히 조사하려면 먼저 임상 연구가 필요하다.

(Nature Microbiology, 2025; doi: 10.1038/s41564-024-01902-8)

출처: Nature Microbiology


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