“인공감미료, 후대 건강에 부정적 영향”

설탕을 대체하는 인공 감미료가 장내 미생물 환경과 대사 관련 유전자 발현에 부정적인 영향을 미쳐 후대로 전이될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

칠레대 프란시스카 콘차 셀루메 박사 연구팀은 인공감미료 장기적·세대 간 영향을 규명하기 위해 생쥐 모델을 이용한 실험을 수행했다. 연구팀은 47마리의 암수 생쥐를 세 그룹으로 나눠 맹물과 인공 감미료 수크랄로스, 스테비아를 각각 투여했다. 투여량은 인간의 일일 섭취 허용량 이내인 통상적인 식단 수준으로 설정됐다. 이후 이들을 교배해 2세대까지 번식시켰으며 자손 세대에게는 인공감미료를 일절 제공하지 않고 일반 물만 섭취하게 하며 변화를 추적했다.

연구팀은 각 세대를 대상으로 경구 당부하 검사를 실시하고 대변 내 단쇄지방산 농도 및 간·장의 유전자 발현 상태를 분석했다. 연구 결과 수크랄로스를 섭취한 어미의 1세대 수컷 자손에서 포도당 내성 저하가 관찰됐다. 특히 2세대에 이르러서는 수크랄로스 그룹의 수컷과 스테비아 그룹의 암컷 모두에서 공복 혈당 수치가 유의미하게 상승하며 대사 장애 신호가 심화되는 양상을 보였다.

장내 미생물 분석에서는 감미료 섭취 그룹 모두 미생물 다양성은 증가했으나 장 건강의 핵심 지표인 단쇄지방산의 농도는 대조군보다 낮았다. 특히 수크랄로스 투여군은 유해균인 파라바테로이데스 등이 증가하고 유익균이 감소하는 불균형이 두드러졌다. 이러한 장내 환경 변화는 감미료를 직접 섭취하지 않은 후대 세대에서도 동일하게 관찰됐다.


유전자 발현 측면에서도 후성유전학적 변화가 확인됐다. 수크랄로스 섭취군의 경우 염증 유발 유전자인 Tnf-α 등의 발현은 증가한 반면, 에너지 대사를 조절하는 Pgc-1α 유전자의 발현은 감소했다. 이러한 유전자 작동 방식의 변화는 2세대까지 지속됐으나 스테비아 그룹은 변화 폭이 상대적으로 작고 1세대 이후에는 관련 영향이 사라졌다.

연구팀은 "감미료가 장내 미생물총을 매개로 해 염증 및 대사 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 후대의 대사 건강에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다"며 "비록 실험동물이 즉각적인 당뇨병을 일으키지는 않았으나 이러한 미세한 생물학적 변화는 향후 대사 질환에 대한 취약성을 높이는 기전으로 작용할 수 있다"고 말했다.

다만 연구팀은 본 연구가 생쥐를 대상으로 한 모델 실험이며, 인체에 대한 직접적인 인과관계를 확립하기 위해서는 추가적인 임상 연구가 뒷받침돼야 한다는 한계점을 명시했다. 해당 연구는 국제 학술지 '영양학 프런티어(Frontiers in Nutrition)'에 게재됐다.