고지방·고과당 식단, 지방간염 유발(연구)

미토콘드리아 내 ClpP 단백질 분해효소 부족 원인

탄수화물과 지방, 설탕 함량이 높은 정크푸드들이 맛있게 담겨있다
고지방·고과당 식단이 비알코올성 지방간염을 일으키는 과정이 연구를 통해 밝혀졌다.[사진=게티이미지뱅크]

 

비알코올성 지방간염은 음주가 아닌 지속적인 영양 섭취 과잉으로 간에 지방이 축적돼 염증이 생기는 질병이다. 단순 지방간, 간염증, 간섬유화 등을 거쳐 간경화와 간암까지 진행될 수 있어 평소 식습관을 조절하고 수치를 엄격히 관리해야 한다.

아주대 의대 생리학교실 강엽 교수팀은 연구를 통해 고지방·고과당 식이로 인한 비알코올성 지방간염이 생기는 과정에서 미토콘드리아내 단백질 균형을 조절하는 ClpP 단백질 분해효소의 감소가 발병에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 미토콘드리아는 우리 몸의 세포 속 에너지를 만드는 세포 소기관으로 여러 대사활동에 관여한다.

연구팀은 고지방·고과당으로 인해 지방간염이 생긴 생쥐의 간 조직에서 미토콘드리아 내 ClpP란 단백질 분해효소가 줄어든 것을 확인하고 생쥐 간세포에서 인위적으로 ClpP의 발현을 감소시켰다. 그 결과 △미토콘드리아의 막 전위 감소 △활성산소 증가 △ATP(아데노신 삼인산) 감소 등의 현상이 나타나 미토콘드리아 기능에 이상이 생겼다.

또한 미토콘드리아의 기능 이상으로 간세포 내 스트레스신호와 염증신호가 증가했고, 인슐린신호가 감소돼 염증 유도인자들이 늘어났다. 정상 생쥐 간 조직에 ClpP의 발현을 줄였을 때도 간조직 내에서 미토콘드리아 기능 이상 및 스트레스·염증 신호가 활성화돼 지방간염이 발생한 것을 확인했다. 반대로 생쥐 간조직에서 ClpP의 발현을 증가시키니 고지방·고과당 식이를 통한 비알코올성 지방간염이 감소했다. 특히, ClpP 활성화 물질로 알려진 A54556A 화합물을 복강에 투여했을 때 고지방·고과당 식이 유도 지방간염이 감소한 것으로 나타났다.

지금까지 지방과 과당을 계속해서 과잉 섭취하면 간세포 내 중성지방이 쌓이고 간세포가 변형 혹은 손상이 된다는 사실은 밝혀졌다. 하지만 면역활성인자 배출 및 면역세포 활성화로 간염증이 생기며 그 과정에서 미토콘드리아의 기능 이상이 중요한 역할을 수행한다고 추측할 뿐 어떻게 진행되는지 명확히 밝혀지지 않았다.

이번 연구는 미토콘트리아 기능 이상 기전을 확인하고 그 치료법을 제시한 성과를 인정받아 간질환 관련 세계 최고 권위의 국제학술지인 Journal of Hepatology(IF 30.08) 9월호에 게재됐다.

연구를 주도한 강엽 교수는 “식생활이 서구화되면서 비만, 당뇨 등과 함께 비알코올성 지방간염도 계속 증가할 것으로 보인다”라며 “이번 연구에서 ClpP 활성 조절로 지방간염을 경감시킬 수 있다는 것을 확인했다는데 의의가 있다”라고 말했다. 

논문 제목은 ‘Mitochondrial protease ClpP supplementation ameliorates diet-induced NASH in mice(생쥐 모델에서 미토콘드리아 단백질분해효소 ClpP 활성화를 통한 식이 유발 비알코올성지방간염 개선)’다.

김혜원 기자

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