The Science Times

일주일에 이틀을 굶는 5:2 다이어트 혹은 하루에 16시간을 굶고 8시간 안에 식사를 하는 16/8 같은 간헐적 단식(intermittent fasting)에 대해, 연예인 등의 일부 유명 인사들은 살을 빼는 훌륭한 방법이라고 주장한다.

지금은 유행이 되다시피 한 이런 단식은 실제 과학적으로도 효과가 있는 것으로 뒷받침되고 있다. 과학자들은 이에 더해 간헐적 단식이 체중과 관계없이 건강상의 이점이 훨씬 많다는 사실을 발견했다. 즉, 생쥐를 비롯한 다른 동물 실험을 통한 연구 결과, 간헐적 단식이 수명도 연장하는 효과가 있다는 것이다.

그러나 노화 과정을 늦추기 위해 간헐적 단식을 채택하는 데는 어려움이 있다. 현대인들은 하루 세끼 식사에 익숙해 이런 단식을 실행하기가 쉽지 않기 때문이다.

인간과 유사한 생체시계를 가지고 있는 초파리를 대상으로 간헐적 시간제한 단식을 실험한 결과, 건강과 수명이 모두 늘어난 것으로 나타났다. 그림은 간헐적 단식의 한 형태인 시간제한 급식과 유사한 식사 일정 그림. © WikiCommons

굶지 않고 단식의 이점 얻으려면?

그러면 이런 간헐적 단식의 이점을 알약으로 만들어 적용할 수 있는 방법은 없을까? 미국 컬럼비아대 연구팀은 최근 초파리를 대상으로 한 단식 실험 연구를 통해 이 방법이 가능할 것이라고 밝혔다.

과학 저널 ‘네이처’(Nature) 9월 29일 자에 발표한 새로운 연구에서 이들은 간헐적 단식이 세포 내부에서 어떻게 노화 과정을 늦추는지를 보여주고, 단식하느라 굶어서 허기가 지지 않고도 단식의 건강상 이점을 얻을 수 있는 잠재적인 방법을 제시했다.

일반적으로 간헐적 단식과 시간제한 식사는 하루 중 특정 시간으로 음식 섭취를 제한하지만, 전체 칼로리 섭취는 제한하지 않는다. 이와 반대로 수명을 증가시키는 것으로 알려진 식이 제한은 칼로리 섭취를 줄인다.

이번 연구를 이끈 컬럼비아대 의대 유전학 및 발달학 조교수이자 생체리듬 전문가인 미니 시라수-히자(Mimi Shirasu-Hiza) 박사는 “간헐적 단식은 끼니 타이밍을 제한하기 때문에 자연 생체시계가 역할을 할 것이라는 가설이 제기됐었다”고 말했다.

시라수-히자 교수와 매트 얼게레이트(Matt Ulgherait) 연구원은 조사를 위해 초파리에 주목했다. 초파리는 인간과 유사한 생물학적 시계를 갖고 있어, 낮에는 활동하고 밤에는 잠을 자며, 또한 인체 질병 관련 유전자의 약 70%를 공유하고 있다.

시라수-히자 박사는 초파리가 인간과 유사한 방식으로 늙어가기 때문에 노화 연구를 위한 탁월한 모델이라고 말했다. 초파리는 또한 수명이 두 달밖에 안 돼 노화 실험에서도 기술적으로 한층 적합하다는 것.

일주일간의 간헐적 단식 스케줄. 정상적인 식사를 하는 날(녹색)과, 간헐적 단식을 하는 날(빨간색)을 번갈아 표시했다. © WikiCommons / Biochemistry&Love

간헐적 시간제한 단식으로 수명 13~18% 늘어

연구팀은 다음과 같은 네 가지 다른 스케줄을 통해 초파리를 실험했다. △24시간 무제한 먹이 섭취 △낮시간 12시간 동안만 먹이 섭취 △24시간 단식 뒤 24시간 동안 무제한 먹이 섭취 △연구팀이 간헐적 시간제한 단식(intermittent time-restricted fasting; iTRF)이라고 이름 붙인, 20시간 단식 뒤 회복일에 무제한 급식.

실험 결과, 위 네 가지 급식 일정 가운데 간헐적 시간제한 단식(iTRF)만이 암컷 18%, 수컷 13%의 수명을 연장한 것으로 나타났다.

20시간 금식에서는 타이밍이 중요했다. 수명은 밤에 금식하고 점심시간 때 단식을 깬 초파리들에게서만 증가한 반면, 온종일 금식하고 밤에만 먹이를 먹은 초파리들은 수명에 변화가 없었다.

연구팀은 시간의 역할에서 단식이 어떻게 수명과 연결되는지에 대한 중요한 단서를 찾았다. 이들은 세포 청소(cell-cleaning) 과정이 단식 후에 시작되지만, 밤 동안 단식을 할 때만 그 과정이 일어난다는 사실을 발견했다.

과학자들은 세포 청소 과정을 자가 포식(autophagy)이라고 부른다. 이 과정은 손상된 세포 구성요소들을 청소하고 재활용함으로써 노화를 늦추는 것으로 알려진다.

시라수-히자 교수는 “간헐적 시간제한 단식의 수명 연장 효과는 기능적인 생체 일주기 리듬과 자가 포식 요소가 필요하다는 사실을 발견했다”고 말하고, “이 과정에서 어느 하나가 중단되면 수명 연장에 효과가 없었다”고 밝혔다.

‘네이처’(Nature) 지 9월 29일 자에 실린 논문 © Springer Nature

건강 수명도 연장돼

iTRF는 초파리의 수명을 연장시켰을 뿐만 아니라 건강 수명(healthspan)도 늘린 것으로 나타났다. 근육과 신경세포의 기능이 향상하고, 노화 관련 단백질 응집이 줄어들었으며, 근육과 내장 조직에서 노화 표지가 나타나는 것을 지연시켰다.

인간 세포는 초파리와 동일한 세포 청소 과정을 활용한다. 따라서 이번 연구는 이 세척 과정을 자극하는 행동 변화나 약물이 사람들에게 유사한 건강상의 이점을 제공함으로써 노화 관련 질병을 늦추고 수명을 연장할 가능성을 열어줄 것으로 보고 있다.

얼게레이트 박사는 “식사를 제한하는 것은 어떤 형태든 실천하기가 쉽지 않으며 많은 훈련이 필요하다”고 말했다.

그는 “시간제한 단식에 대한 대부분의 연구는 피험자가 견딜 수 있도록 도중에 음식을 마음껏 먹을 수 있는 치팅데이(cheat day) 만들어 놓는다”고 전하고, “특히 밤에 약물을 이용해 자가 포식을 강화할 수 있다면 훨씬 쉽게 건강상의 이점을 얻을 수 있을 것”이라고 전망했다.

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