갈색 지방은 왜 건강에 좋은가?

과학기술

갈색 지방은 왜 건강에 좋은가?
비만과 당뇨 예방…치료약 개발 발판

2019.08.22 11:43 김병희 객원기자

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우리 몸에 있는 지방은 크게 사용하고 남은 열량을 중성지방 형태로 저장하는 백색 지방과, 이런 지방들을 소모하는 갈색 지방으로 나눌 수 있다.

피하지방과 내장지방 형태로 존재하는 백색 지방(White adipose tissue; WAT)은 인체에 도움을 주는 역할도 하나 부정적인 면도 없지 않다.

피부 아래에 있는 피하지방의 경우 에너지 저장과 체온 유지 등 필수 보호막 역할을 하지만 인슐린 생산을 조절하는 물질 분비에 관여해 심장 질환과 당뇨병 위험을 증가시키는 것으로 알려져 있다.

또 내장기관 주변에 존재하는 내장지방은 건강에 더 해롭다. 염증 유발 물질을 분비해 인슐린 효율을 감소시킴으로써 역시 심장질환과 당뇨병 위험을 증가시킨다는 것이다. 이른바 대사증후군을 일으키는 주요인의 하나다.

이에 비해 소량으로 존재하는 갈색 지방(Brown adipose tissue; BAT)은 주위 환경이 추워지면 몸에 있는 지방을 태워 체온을 조절하는 역할을 한다.

최근 미국 럿거스대를 비롯한 협동연구팀은 이 갈색 지방이 비만과 당뇨병을 어떻게 예방할 수 있는지를 밝혀내 과학저널 ‘네이처’(Nature) 21일 자에 발표했다.

이 연구는 비만과 제2형 당뇨병을 치료할 수 있는 새로운 약물 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다.

우리 몸에는 추위를 느낄 때 활성화되는 소량의 갈색지방이 존재한다. 갈색지방은 핏속의 당분과 지방, 아미노산을 사용해 열을 생성한다. 왼쪽은 갈색지방이 활성화되지 않은 모습. 오른쪽은 추운 조건이 갈색지방을 활성화시켜 양 어깨와 목 부위가 오렌지색으로 나타난 모습. Image: Labros Sidossis/Rutgers University

우리 몸에는 추위를 느낄 때 활성화되는 소량의 갈색 지방이 존재한다. 갈색 지방은 핏속의 당분과 지방, 아미노산을 사용해 열을 생성한다. 왼쪽은 갈색 지방이 활성화되지 않은 모습. 오른쪽은 추운 조건이 갈색 지방을 활성화시켜 양 어깨와 목 부위가 오렌지색으로 나타난 모습. ⓒ Labros Sidossis/Rutgers University

갈색 지방 없거나 적으면 비만과 당뇨 위험

우리 몸에서 열을 만드는 조직으로 여겨지고 있는 갈색 지방은 목과 쇄골, 콩팥과 척수 등에 몇 그램 정도가 존재한다. 차가운 온도에 의해 활성화되면 피에 있는 당분과 지방을 사용해 열을 생성한다. 이 갈색 지방에는 철분을 함유하고 있는 갈색 미토콘드리아가 많아 누런 색깔을 띠고 있다.

이번 연구에서 연구팀은 갈색 지방이 또한 피에서 분지쇄 아미노산(branched-chain amino acids, BCAAs)을 걸러내고 제거하는 데 도움을 준다는 사실을 발견했다.

BCAAs(류신, 이소류신, 발린)는 계란과 고기, 생선, 닭고기와 우유 같은 음식에 많다. 운동선수나 근육량을 늘리려는 사람들이 섭취하는 보충제에도 들어있다.

이런 아미노산들이 혈액에 정상적인 농도로 존재할 때는 건강 유지에 필수적인 역할을 한다. 그러나 양이 지나치게 많아지면 당뇨병과 비만으로 연결될 수 있는 위험이 있다는 것이다.

연구팀은 갈색 지방이 적거나 거의 없는 사람들은 피에서 BCAAs를 제거할 수 있는 능력이 줄어들고, 그에 따라 비만과 당뇨병이 발병할 수 있다는 사실을 확인했다.

피험자를 차가운 온도에 노출시키자 갈색지방이 나타난 모습을 양전자단층촬영(PET/CT)으로 찍었다. Credit: Wikimedia / Hg6996

피험자를 차가운 온도에 노출시키자 갈색 지방이 나타난 모습을 양전자단층촬영(PET/CT)으로 찍었다. ⓒ Wikimedia / Hg6996

“BCAA 단백질 보충제, 노인과 비만 당뇨환자에게 해로워”

이번 연구에서는 또 20년 이상 된 갈색 지방에 대한 미스터리도 풀어냈다. 즉, BCAAs가 어떻게 미토콘드리아로 들어가 세포에서 에너지와 열을 생성하느냐는 의문이었다.

연구팀은 막 수송 단백질의 용질 운반 족에 속하는 SLC25A44라는 새로운 단백질이, 갈색 지방이 피에서 아미노산을 제거하는 속도를 조절하고 이 단백질들을 사용해 에너지와 열을 생산한다는 사실을 밝혀냈다.

논문 공저자인 라브로스 시도시스(Labros S. Sidossis) 럿거스대 운동요법 및 건강 학과 주임교수는 “이번 연구는 BCAA 보충제가 활성 갈색 지방을 가진 건강한 사람들에게는 잠재적으로 도움이 될 수 있으나, 노인이나 비만, 당뇨병 환자들에게는 해로울 수 있다는 역설을 설명해 준다”고 말했다.

연구팀은 다음으로 갈색 지방의 BCAA 활용이 서늘한 온도(섭씨 18도 정도)에 노출되거나 고추 같은 매운 음식을 먹는 등의 외부 환경이나 약에 의해 조절될 수 있는지를 확인해 볼 계획이다.

시도시스 교수는 갈색 지방이 BCAA를 잘 활용하도록 하면 당뇨병이나 비만과 관련이 있는 혈당치를 개선할 수 있을 것이라고 말했다.

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