칠레 연구진, 쥐에게 인공감미료 투여... 3대 후손에게서 당부하 검사 이상 발견

칠레 대학교(University of Chile)의 Francisca Concha Celume 연구팀은 설치류를 대상으로 엄격하게 통제된 식단 실험을 진행했다. 연구진은 쥐 집단에게 인간이 섭취하는 양과 동일한 수준의 수크랄로스나 스테비아를 섞은 물을 공급한 뒤 번식시켰다. 이 실험의 핵심은 후속 관찰에 있었다. 이후 두 세대의 자손들은 일반 수돗물 외에는 아무것도 섭취하지 않았다.

연구진이 수크랄로스 그룹의 "손자 세대" 쥐들을 검사했을 때, 초기 식이 노출은 이미 오래전에 끝난 상태였다. 그럼에도 불구하고 이 2세대 쥐들은 여전히 손상된 포도당 반응과 간 내 지질 대사 유전자의 발현 감소를 보였다.

이번 주 Frontiers in Nutrition에 발표된 이 결과는 비영양 감미료의 생물학적 영향이 유전될 수 있음을 시사한다. 이는 설탕 대체제에 대한 논쟁을 단순한 식이 지침 차원을 넘어 후성유전학과 미생물군 유전이라는 복잡한 영역으로 끌어들인 연구 결과다. 공중보건 당국은 쥐와 인간은 다르다는 점을 강조하지만, 이번 데이터는 규제 당국이 식품 첨가물의 장기적 안전성을 평가하는 방식에 사각지대가 있음을 드러낸다.

다이어트 소다의 생물학적 유전

이번 실험은 가장 널리 소비되는 두 가지 감미료인 합성 염소화 당 유도체 '수크랄로스'와 식물 추출물 '스테비아'를 분리하여 분석했다. 두 화합물 간의 영향은 확연히 달랐다.

수크랄로스는 더 무겁고 지속적인 흔적을 남겼다. 처음에 노출된 쥐들은 장내 염증 관련 유전자의 과발현과 간 유전자 Srebp1의 감소를 보였다. 이러한 특정 표지자들과 포도당 처리 기능 장애는 1세대 자손에게까지 이어졌고, 2세대에서도 끈질기게 지속되었다.

스테비아는 상대적으로 영향이 적었다. 스테비아는 직계 자손에게서 측정 가능한 생물학적 변화를 유발하여 식물 유래 대체재조차 전달 가능한 대사 신호를 가지고 있음을 증명했으나, 그 표지자들은 2세대에서 사라졌다.

하지만 두 감미료 모두 장내 미생물 구성의 근본적인 변화를 초래했다. 연구진은 장내 박테리아가 생성하는 필수 대사산물인 단쇄지방산(SCFA) 수치가 낮아지고, 잠재적 병원성 미생물의 비율이 높아졌음을 확인했다. 유전의 정확한 기전은 생물학자들 사이에서 여전히 의견이 분분하다. 일부는 모체의 미생물 대사산물이 임신 중 자손의 면역 경로를 프로그래밍한다고 주장하는 반면, 다른 이들은 감미료 화합물이나 그 분해 산물이 직접 후성유전학적 표지자를 재작성한다고 의심한다.

브뤼셀의 안전성 문서

설치류의 대사 차트를 인간의 식이 정책으로 변환하는 것은 역사적으로 매우 까다로운 작업이다. 쥐는 수명이 매우 짧고, 대사 경로가 다르며, 사소한 생물학적 변수를 증폭시키는 경향이 있는 통제된 환경에서 산다. 연구 저자들조차 이러한 발견을 당장 질병을 유발하는 원인이라기보다는 고지방 식단에 더 취약하게 만들 수 있는 '초기 생물학적 신호'이자 규제 강화의 근거로 분류한다.

그러나 칠레의 데이터는 유럽 식품 정책에 난처한 시점에 제시되었다. 유럽식품안전청(EFSA)은 엄격하지만 전통적인 안전성 문서를 기반으로 대륙 내 첨가물의 일일 허용 섭취량을 설정한다. 이러한 문서들은 피실험자의 태어나지 않은 손주들의 미생물군 프로필까지 추적할 것을 거의 요구하지 않는다.

초가공식품에 대한 소비자들의 의구심이 높고 세계적 수준의 미생물군 연구소가 많은 독일에서는 이번 연구가 시험 프로토콜 업데이트에 대한 요구를 부채질할 가능성이 크다. 하지만 규제 표준을 업데이트하려면 수십 년에 걸쳐 식단, 후성유전학, 장내 미생물군을 추적하는 거대한 종단적 인간 코호트 연구가 필요하다.

EU 산업 정책의 관점에서 볼 때 이는 전형적인 조정 문제이다. 유럽은 엄격한 규제 프레임워크와 예방적 조치에 대한 대중적 요구를 갖추고 있지만, 데이터를 수집할 재원은 회원국들 사이에 흩어져 있다. EU가 다세대 영향 평가에 대한 접근 방식을 통합하기 전까지, 규제 당국은 20세기 중반의 독성학 지표를 가지고 현대의 합성 식품 공급망을 관리해야 하는 처지에 머물러 있을 것이다.

유럽은 답을 요구할 행정 체계를 갖추고 있다. 단지 누가 임상 시험 비용을 부담할지 결정하지 못했을 뿐이다.

출처

• Frontiers in Nutrition
• 칠레 대학교 (University of Chile)