암&대사환자 식이요법

제목

케톤체와 암치료1

케톤체를 늘리면 암세포는 사멸한다】

 

케톤체란 포도당이 고갈했을 때 지방이 분해되어 생기는 생리적 연료입니다. 간세포와 적혈구 이외의 정상세포는 케톤체를 에너지 원으로 사용할 수 있습니다. 간세포는 다른 조직을 위해 케톤체를 생산하는 공장이며, 만든 케톤체를 스스로 소비하지 않도록, 케톤체를 에너지로 변환하는 효소가 결핍되어 있는 것입니다. 적혈구는 미토콘드리아가 없기 때문에 케톤체를 대사할 수 없습니다. 다른 정상세포는 케톤체를 대사하여 ATP로 변환할 수 있습니다.

 

암세포에서는 케톤체를 에너지로 변환하는 효소시스템의 활성이 저하되어 있기 때문에, 케톤체를 에너지 원으로 사용할 수 없습니다. 또한 암세포에서는 세포를 늘리기 위해 지방산을 합성하는 효소시스템의 활성이 매우 높아지고 있지만, 반대로 지방산을 분해하여 에너지를 생산하는 효소의 활성은 저하되어 있습니다.

 

, 체내의 포도당 양을 줄이고, 지방산의 분해로 ATP를 얻고 있는 몸 상태를 만들어 내면, 미토콘드리아의 기능이 정상인 정상세포는 지방산의 대사에 의해 ATP를 효율적으로 생산할 수 있기 때문에 생존할 수 있는데 대해, 암세포는 지방산에서 ATP를 생산할 수 없기 때문에 에너지가 고갈되어 사멸하는 것입니다.

 

또한 케톤체의 아세토아세트산과 β-하이드록시부티르산에는 그 자체에 항암작용이 있습니다. 암세포와 정상 섬유아세포의 배양세포를 사용한 실험에서, 배양액에 아세토아세트산과 β-하이드록시부티르산을 첨가하면 정상적인 섬유아세포의 증식은 저해하지 않고, 암세포의 증식은 용량 의존적으로 억제되는 것으로 보고되었습니다. 케톤체가 암세포의 포도당의 흡수와 대사를 억제하기 때문이라고 생각할 수 있습니다. 또한 암세포를 이식한 동물실험에서도 케톤체를 많이 내게 하는 중간사슬 지방산이 풍부한 고지방 식을 주면, 종양의 성장이 억제되어 암으로 인한 체중 감소를 방지하는 것이 보고되었습니다.

 

【인슐린 분비를 줄이면 암세포의 증식은 정지한다】

탄수화물 섭취를 줄이는 것만으로 암세포의 증식을 억제할 수 있습니다. 그 이유는 고혈당(혈중 포도당 농도가 높은 상태)과 인슐린 모두, 암세포의 증식을 자극하는 작용이 있기 때문입니다. 따라서 혈당과 인슐린 분비가 줄어들면 암세포의 증식자극이 저하하는 것으로 됩니다.

 

암세포는 포도당을 에너지 원으로 하여 대량으로 흡수하고 있기 때문에 고혈당은 암세포의 증식에 유리하게 됩니다. 암세포는 포도당을 먹이로 증식하고 있는 것입니다. 고혈당은 활성산소의 생산을 높여, 혈관 내피세포와 기저막에 손상을 주어 혈관 투과성을 높여, 전이를 일으키기 쉽다는 의견도 있습니다. 고혈당은 대식세포를 활성화시켜 염증성 사이토카인(TNF-α IL-6 )의 생산을 자극합니다. 염증성 사이토카인은 암세포의 증식과 침윤, 전이를 촉진합니다.

 

식사로 탄수화물을 섭취하면 혈당이 올라갑니다. 혈당치가 올라가면 몸은 췌장에서 인슐린이라는 호르몬을 분비하여 혈당을 낮추려고 합니다. 인슐린은 근육조직과 지방조직에 포도당의 흡수를 항진하고 포도당의 분해를 촉진합니다. 또한 간에서는 글리코겐의 합성을 촉진하고 지방 조직에서 지방의 합성이 촉진됩니다. 이러한 인슐린은 포도당의 분해와 글리코겐과 지방의 합성을 모두 높이는 것에 의해 혈당을 낮춥니다.

 

인슐린은 식후 혈당치를 낮추는 것이 주된 작용이지만, 암세포의 증식을 촉진하는 작용도 있습니다. 암세포의 표면(세포막)에 있는 인슐린 수용체에 인슐린이 결합하면 세포증식 신호를 활성화하고, 암 성장과 전이가 촉진됩니다. 또한 인슐린은 암세포의 증식을 촉진하는 인슐린유사성장인자-1(IGF-1)의 활성을 높여줍니다. 고인슐린 혈증은 IGF-1의 활성을 제어하는​​ IGF-1 결합 단백질이 간에서 생산량을 감소시켜, 그 결과 IGF-1의 활성이 높아지는 때문입니다.

 

몸의 성장을 촉진하는 성장 호르몬은 간에 작용하여 인슐린유사성장인자-1(IGF-1)을 분비시키고, IGF-1이 표적 조직의 세포분열을 자극합니다. 따라서 많은 장기나 조직의 세포에 IGF-1 수용체가 있고, 그 세포에서 발생하는 암세포의 대부분이 IGF-1 수용체를 가지고 있습니다.

 

IGF-1 70개의 아미노산으로 되어있고, 인슐린과 비슷한 구조를 하고 있습니다. IGF-1 수용체와 인슐린 수용체도 유사하며, IGF-1과 인슐린이 교차반응을 하는 것으로 알려져 있습니다. 인슐린과 IGF-1은 각각의 수용체에 결합하여 세포를 자극하면 세포증식과 대사를 촉진하는 신호전달경로를 활성화하고 영양소의 흡수와 에너지 생산을 높여, 세포증식과 혈관신생, 전이를 촉진하고, 항암제 저항성을 높입니다.

 

탄수화물이 많은 식사로 혈당이 올라가면 인슐린의 분비가 증가하여, 더욱 인슐린유사성장인자-1의 생산과 활성도 높아지게 됩니다. 탄수화물을 섭취하지 않으면, 혈당과 인슐린의 분비, 인슐린유사성장인자-1의 생산도 늘어나지 않기 때문에 암세포의 증식을 자극하는 것은 없게 됩니다. 배양한 암세포를 사용한 실험에서, 배양액의 포도당 농도를 높이면 암세포의 증식과 전이 및 침윤이 촉진됩니다. 고농도의 포도당이 있는 상태에서 인슐린을 첨가하면 증식신호 전달계의 자극에 의​​해 증식과 침윤능은 더욱 촉진됩니다. 생체에서도 마찬가지로, 식사 때마다 혈당과 인슐린이 상승하면 그때마다 암세포의 증식을 자극되게 되는 것입니다. 따라서 탄수화물의 섭취를 줄여 혈당과 인슐린이 상승하지 않도록 하면, 그것만으로 암세포의 증식을 억제하는 효과를 기대할 수 있습니다

 

【탄수화물을 제한하면 고지방 식으로도 암을 촉진하지 않는다】

암의 발생이나 재발의 예방을 목적으로 한 식이요법에서는 지방을 줄이는 것이 권장되고 있습니다. 전체 칼로리의 45~65%를 탄수화물에서 섭취하고, 지방의 칼로리는 식사 전체 칼로리의 20~30% 정도가 바람직하다고 말할 것이 일반적인 의견입니다. 암의 식이요법으로 유명한 현미채식요법과 거슨요법에서는 아마씨유와 어유(생선기름)와 같은 오메가3계 불포화지방산과 올리브 오일 이외의 지방은 되도록 섭취하지 않는 것이 기본으로 되어 있습니다.

 

현미채식이라는 것은 현미와 채소 등 식물성 식품을 주로 하고, 동물성 식품을 제한하는 식이요법입니다. 거슨요법은 지금부터 80년 정도 전에 독일인 의사 막스 거슨 박사가 시작한 영양요법으로, 無塩食, 유지류와 동물성 단백질의 제한, 대량의 야채 주스의 음용을 기본으로 하고 있습니다. 이러한 식이요법에서는 올리브 오일과 오메가3계 불포화 지방산(어유, 아마씨유, 자소유(들기름)) 이외의 지방은 암을 촉진하는 것으로 생각하고 있습니다. 동물성 지방이 많은 육류, 식물성 기름(식용유, 옥수수 기름, 카놀라유 등), 우유·유제품(버터, 치즈, 크림 등)의 섭취를 금지하고 해산물과 지방이 많은 코코넛과 아보카도도 금지식품에 들어 있습니다.

 

지방의 과다 섭취가 위험한 것은 탄수화물을 주식으로 하는 경우입니다. 식사에서 섭취 칼로리의 절반 이상을 탄수화물로 섭취하는 식사 내용은 지방의 과다섭취는 발암 위험을 높입니다. 그러나 탄수화물을 제한하는 경우에는 고지방식은 발암 위험을 증가시킬 수 없습니다. 그 첫 번째 이유는 지방을 섭취해도 혈당과 인슐린의 분비가 증가하지 않기 때문입니다.

 

또한 암이나 동맥경화의 원인이 되는 것은 동물성 포화지방산과 ω6 불포화지방산이 많은 일부 식물성 기름을 많이 섭취한 경우입니다. 반대로, 올레산을 함유한 올리브 오일과 ω3계 불포화 지방산인 에이코사펜타엔산(EPA)과 도코사헥사엔산(DHA)를 함유한 어유(생선기름), α리놀렌산을 함유한 아마씨유(flaxseed oil)와 자소유(들기름)을 많이 섭취하면 암과 동맥경화성 질환을 줄일 수 있는 것이 밝혀졌습니다.

, 탄수화물의 섭취를 줄이는 것과 암 예방에 효과적인 지방을 주체로 하면, 지방 섭취량을 증가시켜도 암세포의 증식을 촉진하는 것은 없다는 것입니다.

 

【단식과 같은 효과가 있는 케톤식이요법】

암세포에 포도당을 주지 않는다는 목적이라면 단식 요법이나 칼로리 제한은 효과가 있지만, 단식요법은 체중이 감소하고, 영양소가 부족한 단점이 있고, 칼로리 제한도 체중 감량과 체력 저하를 일으키는 단점이 있습니다. 항암제 등으로 치료를 행하고 있을 때에는 금식과 칼로리 제한은 위험하고, 실시하기 어렵다고 말하지 않을 수 없습니다.

단식과 같은 효과가 있고 체력과 영양상태를 악화시키지 않는 식이요법으로케톤식이요법이 있습니다. 이것은 당류의 섭취를 극단적으로 줄이고, 지방을 많이 섭취하여 케톤체를 생산시키는 식사로, 간질식이요법으로 확립되어있는 식사법입니다.

케톤체는 포도당이 고갈되면 간에서 지방산의 분해가 항진할 때 생기는 물질입니다. 정상세포에서는 케톤체를 사용하여 에너지(ATP)를 생산할 수 있습니다만, 대부분의 암세포는 케톤체를 사용할 수 없습니다. 케톤체로 ATP를 생산하는데 필요한 효소의 활성이 저하되어 있기 때문입니다. 그래서 암세포를 이용할 수 있는 포도당의 양을 줄이고, 암세포를 사용할 수 없는 케톤체를 늘려, 암세포만을 사멸시키는 식이요법으로 케톤식이요법이 주목을 받고 있습니다.

식사의 탄수화물을 제한하고 혈당과 인슐린의 분비를 저하시키면, 암세포의 증식을 억제할 수 있습니다. 케톤체를 늘리면, 또한 항암작용이 강화된다는 이론입니다. 암세포만을 병참공격으로 할 수 있는 식이요법이로 말할 수 있습니다.

최근 케톤식이요법이 대사증후군 개선에 효과적인 것으로 여러 임상시험에서 확인되었습니다. 대사증후군이라는 것은 내장지방형 비만(내장비만, 복부비만)에 고혈당·고혈압·고지혈증 중에 2개 이상을 합병한 상태로, 인슐린 저항성을 기초로 한 병태이기 때문에 암 발생과 밀접하게 관련되어 있습니다. 케톤식이요법이 대사증후군 개선에 효과적인 식이요법이라면 암 예방과 치료에도 효과를 기대할 수 있다고 말할 수 있습니다.

 

【대사이상을 표적으로 한 치료가 주목을 받는 이유】

암은 다양한 유전자 변이의 축적에 의해 발생하지만, 암 유전자와 암 억제유전자 등 세포의 암화에 관련되는 유전자는 많이 있습니다. 또한 세포의 증식과 사멸을 조절하는 신호전달계는 매우 복잡한 네트워크를 형성하고 있습니다. 게다가 유전자 변이의 종류와 이상을 일으키는 신호전달계는 개별 암 조직에 따라 다르며, 같은 암 조직에도 유전자 변이에 차이가 있는 암세포가 혼재하고 있습니다. , 암 조직하는 것은 매우 불균일한 암세포의 집단인 것을 알 수 있습니다.

이러한 다양한 유전자 이상을 가진 암세포에 대해서, 유전자 변이 및 신호전달계의 이상을 표적으로 한 치료에 한계가 있는 것은 분명합니다. 그러나 암세포가 증식하기 위해서는 에너지를 만드는 연료와 세포를 만드는 재료가 필요하며, 이 연료 및 재료의 획득을 저지하면, 그 암세포가 어떤 유전자 이상을 가지고 있어도 증식을 저지하고 사멸시킬 수 있습니다.

최근 암세포의 대사이상(에너지 생산 및 물질합성의 항진)이 암 치료의 표적으로도 주목을 받게 되었습니다. 액셀과 브레이크가 고장나서 맹렬한 스피드로 폭주하는 차를 세우 방법으로, 액셀과 브레이크를 수리하거나 또는 자동차 자체를 파괴하는 방법도 있지만 그것보다 연료를 고갈시켜 보급하지 않도록 하면, 어떤 원인으로 폭주하고 있는 차량도 확실하게 멈추게 할 수 있다는 것입니다.

 

【케톤식이요법은 안전한 식이요법】

"케톤식이요법"이란 체내에 케톤체가 많이 생산되도록 고안된 식이요법입니다. 예로부터 다양한 질환에 단식요법이 행해지고 있었으며, 특히 간질발작이 단식에 의해 감소​​하는 것은 오래 전부터 알려져 있었습니다. 그리고 "지방을 많고 탄수화물이 적은 식사를 섭취하면 단식과 동등한 효과를 얻을 수 있다"는 생각으로 1920 년대에 미국의 메이요 클리닉에서 케톤식이요법(ketogenic diet)가 발안되었습니다.

1960년대에는 중간사슬 지방산을 사용하면 케톤체의 생산 효율이 높은 것으로 밝혀져, 중간사슬 지방산을 이용한 케톤식이요법도 행해지고 있습니다. 이렇게 케톤식 자체는 매우 역사가 오래된 식이요법입니다. 케톤식이요법은 난치성 간질의 치료이외에 포도당을 세포 내로 흡수하지 않는 포도당수송체-1형 결손증에 매우 유효하며 유일한 치료법으로도 이용되고 있습니다. 또한, 케톤체는 뇌신경의 에너지 대사를 개선하고, 활성산소와 염증으로부터 신경세포를 보호하는 작용이 있으므로, 케톤식이요법은 알츠하이머병이나 파킨슨병, 뇌졸중 등을 유발하는 신경세포 장애의 진행 억제에도 이용되고 있습니다.

케토시스(케톤증: ketosis)는 혈중 케톤체가 증가된 상태입니다. 케톤체의 아세토아세트산과 β-하이드록시부티르산은 산성이 강하기 때문에, 케톤체가 혈중에 많아지면 혈액이나 체액의 pH가 산성으로 됩니다. 이렇게 케톤체가 증가하여 혈액이나 체액이 산성으로 된 상태를 케토애시도시스(케토산증: ketoacidosis)이라고 합니다.

당뇨병성 케토산증은 주로 제1형 당뇨병 환자에서 일어나고, 인슐린이 부족한 상태에서 지방대사가 항진하고, 혈중 케톤체가 축적하여 애시도시스(산성혈증)을 초래하고, 심해지면 의식장애를 일으키고, 치료하지 않으면 사망에 이릅니다. 이처럼 당뇨병의 사람은 혈액 속의 케톤체 농도의 상승은 당뇨병의 악화를 나타내는 신호로 알려져 있기 때문에, 케톤체는 몸에 나쁜 물질이라고 생각하는 사람이 많다고 생각합니다. 그러나 실제로는 인슐린의 기능이 정상인 한 케톤체는 매우 안전한 에너지 원입니다. 케톤체를 이용하는 효소가 없는 간세포와 미토콘드리아가 없는 적혈구를 제외한 모든 세포에서 아세틸CoA로 변환되어 생리적 에너지 원으로 사용할 수 있으며, 일상적으로 생산되기 때문입니다.

케톤체는 포도당과 지방산보다 우선적으로 사용됩니다. 단식하면 수일에서 혈중 케톤체는 기준치의 30~40배나 높게 되지만, 인슐린의 작용이 유지되고 있는 한 안전합니다. 일시적으로 산성혈증(애시도시스)이 될 수도 있지만, 혈액의 완충 작용에 의해 정상적인 상태로 돌아갑니다. 케톤체의 상승이 무서운 것은 인슐린의 작용 부족이 있는 당뇨병의 경우로, 당뇨병성 케토산증은 인슐린 작용의 결핍을 전제로 한 병태입니다. 금식이나 탄수화물 제한에 따른 케톤체 생산의 항진의 경우는 생리적이며, 인슐린 작용이 정상이면 아무런 문제가 없습니다.

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등록자Dr. 무연(이영철)

등록일2016-10-14

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