나쁜 식품 먹으면 박테리아 감염과 비슷, 몸 전체 강력한 면역반응 일어나

면역체계가 고지방 고열량 식품에 대해 박테리아 감염에 대해 반응하는 것과 마찬가지로 반응한다. 이는 본 대학교가 실시한 최근의 연구에서 밝혀졌다. 특히 나쁜 것은 건강에 좋지 않은 식품이 장기적으로 인체의 방어망을 더 공격적으로 만드는 듯한 점이다. 심지어 건강에 좋은 식품으로 바꾼 후 오랜 시간이 지난 후에도 여전히 면역체계를 자극하는 염증이 더 심했다. 이런 장기적인 변화는 서구식 식사와 관련이 있는 질병인 동맥경화증이나 당뇨병을 유발하는데 관여하는 듯하다.

과학자들은 한 달 동안 실험동물에게 지방질과 설탕이 많고 섬유소가 적은 소위 서구식 식사를 제공했다. 그 결과 이들 동물은 마치 위험한 박테리아에 감염되었을 때와 비슷하게 몸 전체에 강력한 면역반응이 일어났다. 본 대학교 선천성 면역 연구소의 박사후 연구원인 아네트 크리스트는 건강에 나쁜 식품이 의외로 실험동물의 혈액 속에 특정한 면역세포, 특히 과립성 백혈구와 단핵 백혈구의 수를 증가시켰는데, 이는 골수의 전구세포가 관련된 것을 보여준다고 설명했다. 예상하지 못한 이런 발견들을 더 잘 이해하기 위해 면역세포의 주요한 유형에 골수의 전구세포들을 서구식 식사를 제공하거나 건강에 좋은 음식을 제공한 실험동물들로부터 분리해낸 후 그 기능과 활동 상태를 체계적으로 분석했다.

실제로 게놈 연구들은 서구식 식사가 전구세포 내의 많은 유전자를 활성화시키는 것을 입증했다. 영향을 받은 유전자 중에는 (세포의) 증식과 성숙을 관장하는 유전자들이 포함되어있다고 본 대학교 생명과학 의학 연구소와 독일 신경 퇴행성 질환 센터에서 활동하는 조하임 슐츠 교수가 설명했다. 따라서 간이 식품은 인체가 산속하게 거대하고 강력한 군대를 동원하도록 만든다. 연구진이 실험동물에게 전형적인 곡물 먹이를 또 다른 4주 동안 먹이자 급성 염증이 사라져버렸다. 그러나 면역세포와 면역세포의 전구체인 전구세포의 유전자를 리프로그래밍한 것은 사라지지 않았다. 즉 간이 식품을 먹고 있을 때에 활성화된 유전자들 중 많은 것이 4주가 지난 후에도 여전히 작동하고 있었다.

건강에 나쁜 음식, 급성 염증 반응뿐 아니라 장기적인 영향도 미쳐
최근에야 타고난 (선천성) 면역체계가 일종의 기억을 갖고 있는 것이 발견되었다고 본 대학교 선천성 면역 연구소 소장으로 독일 신경 퇴행성 질환 센터에서 과학자로 활동하는 에리케 라츠 교수가 설명했다. 감염이 되면 인체의 방어망은 새로운 공격에 더 신속하게 반응하기 위해 일종의 비상상태에 돌입하는데, 전문가들은 이걸 선천성 면역 훈련이라 부른다고 그는 부언해서 설명했다. 실험동물의 경우 이런 과정이 박테리아로 유발되지 않고 건강에 나쁜 음식으로 유발되었다.

연구진은 한 발 더 나가서 면역세포 속에 있는 간이 식품 감지기도 확인할 수가 있었다. 그들은 실험동물 120마리의 혈액세포를 조사했다. 일부에서는 선천성 면역체계가 특별히 강력한 훈련 효과를 보여주었다. 이런 실험동물에서는 연구진이 인플라마좀이라는 것이 관여한 유전자 증거를 발견했다. 인플라마좀은 핵심적인 세포간 신호전달 체계로 염증 유발 물질과 여타 유해한 물질을 인식하고 강력한 염증 신호를 보낸다. NLRP3 인플라마좀이 인체가 서구식 식사에 노출되는 것을 정확하게 어떻게 인식하는지는 밝혀지지 않았다.

흥미로운 점은 급성 염증 반응뿐만 아니라 이게 또 면역체계의 반응에 대해 장기적인 영향도 미치는 점이다. 즉 서구식 식사에 의해 활성화된 것이 유전자 정보를 꾸리는 방법을 바꾸는 점이다. 유전 자료는 DNA에 저장되고 세포들은 각각 DNA 가닥을 여러 개 내포하고 있고 이들 가닥을 모두 합하면 길이가 약 2미터가 된다. 그러나 이들 DNA 가닥은 보통 세포핵에 있는 특정한 단백질을 에워싸고 있고 따라서 DNA 속에 있는 많은 유전자는 접근할 수가 없어서 읽을 수가 없다.

서구 지난 몇 백년간 꾸준히 늘어난 예상수명, 처음 중단 된다
DNA의 이런 부분은 정상적으로는 이렇게 감추어져 있는데 건강에 나쁜 음식이 이들 중 일부가 마치 실타래에서 감아놓은 실이 하나 삐져나오듯이 이탈하도록 만든다. 그렇게 되면 일시적으로 풀려나온 것이 활동을 하는 동안은 그 부분의 유전 자료는 훨씬 더 쉽게 읽을 수가 있다. 과학자들은 이런 현상을 후성적인 변화라 부른다. 인플라마좀은 그런 후성적인 변화를 유발한다고 라츠 박사는 설명했다. 그런 결과로 면역체계가 작은 자극에 반응해서 강력한 염증반응을 일으킨다고 그는 덧붙여 설명했다.

이런 염증반응은 그 다음에는 혈관 질환이나 제2형 당뇨병의 발생을 촉진할 수 있다. 예를 들면 동맥경화증에서는 전형적인 혈관 퇴적물인 플라크가 주로 지질과 면역세포로 구성되어있다. 새로 활성화된 면역세포들은 변형된 혈관벽에 끊임없이 이주하기 때문에 면역반응은 직접적으로 플라크가 커지도록 도와준다. 플라크가 너무 커져 버리면 터져서 혈전으로 발전할 수가 있고 또 혈액을 타고 멀리 이동하고 혈관을 막히게 할 수가 있다. 그로 인해 뇌졸중이나 심장마비가 생길 가능성이 있다.

따라서 잘못된 음식물이 엄청난 결과를 야기할 수 있다. 서방국가에서는 지난 몇 백 년 동안 평균 예상수명이 꾸준히 늘어났다. 그런 추세가 지금 처음으로 중단되었다. 즉 오늘날 태어나는 사람들은 부모들보다 평균적으로 더 짧은 삶을 살게 될 것이다. 건강에 나쁜 음식과 운동을 너무 하지 않는 것이 결정적인 요인으로 작용하는 듯하다.

이런 연구결과는 사회적인 관점에서 중요하다고 라츠는 말했다. 그는 이렇게 설명했다.
“건강한 식생활이란 기초가 지금보다도 교육의 훨씬 더 두드러진 일부가 될 필요가 있다. 오직 그런 방법으로 우리는 어린이들이 어릴 때부터 식품산업의 유혹을 이겨낼 수 있는 면역력을 키워줄 수가 있다. 어린이들은 매일 무엇을 먹을는지 선택할 수 있다. 우리는 어린이들이 자신들의 식생활 습관에 대해 지각 있는 결정을 할 수 있도록 만들어주어야만 한다.”

이번 연구에는 네덜란드와 미국과 노르웨이와 독일의 과학자들이 참여했다. 라츠와 슐츠는 선천성 면역체계를 연구하는 이뮤노센세이션이라는 연구기관의 회원이다. 라츠는 선천성 면역 분야에서는 선도자로 여겨지고 있으며 2017년 12월에 고트프리드 빌헬름 라이프니츠 상을 받았다. 이 상은 독일에서는 과학 분야의 가장 유명한 상이다.

A. Christ et al., "Western Diet Triggers NLRP3-Dependent Innate Immune Reprogramming" Cell, 2018; 172 (1-2): 162 DOI: 10.1016/j.cell.2017.12.013