단맛 수용체는 인간의 포도당 대사에 영향을 미칩니다.

모넬 연구소는 단맛 연구에 있어 풍부한 역사를 가지고 있습니다. 모넬 연구진은 2001년 포유류의 단맛 수용체인 TAS1R2-TAS1R3를 발견하고 분석한 네 팀 중 하나였습니다. 20년 후인 2021년, 모넬 연구진은 학술지 '포유류 유전체(Mammalian Genome)'에 두 편의 논문을 발표하며 설탕을 좋아하는 생쥐의 유전적 특징을 조명했습니다.

단맛 수용체는 미뢰 세포에 발현되며, 활성화되면 입에서 단맛을 전달합니다. 이달 초, 모넬 대학교의 또 다른 연구원이 PLOS One에 발표한 연구 에서 단맛 수용체가 대사 당 감시 시스템의 첫 번째 단계일 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 수용체는 또한 장의 특정 세포에도 발현되어 해당 시스템 내에서 포도당 흡수를 촉진하는 것으로 알려져 있습니다.

연구팀은 TAS1R2-TAS1R3의 자극 및 억제가 인간의 포도당 대사 조절에 도움을 주며, 당뇨병과 같은 대사 질환 관리에 영향을 미칠 수 있음을 발견했습니다. 포도당은 인간의 혈액에서 주요 당으로, 세포의 주요 에너지원입니다.

러트거스 대학교 영양학과 교수이자 이 논문의 수석 저자인 폴 브레슬린 박사는 "저희의 목표는 TAS1R2-TAS1R3가 두 가지 방식으로 포도당 대사에 영향을 미치는지 확인하는 것이었습니다."라고 말했습니다.

연구진은 TAS1R2-TAS1R3 작용제(무칼로리 감미료인 수크랄로스) 또는 TAS1R2-TAS1R3 길항제(단맛을 억제하는 나트륨염인 락티솔)를 포도당 함유 식품과 혼합했을 때 사람의 포도당 내성에 차이가 있음을 보여주었습니다. 작용제는 수용체에 결합하여 세포를 자극하는 반면, 길항제는 수용체에 결합하여 자극을 억제합니다.

브레슬린은 "이번 연구의 참신한 점은 포도당이 함유된 식사 중, 미각 수용체가 자극을 받느냐 억제를 받느냐에 따라 혈당과 인슐린 수치에 다르게 영향을 미친다는 것입니다."라고 말했습니다. 이 연구는 미각 수용체가 신진대사와 영양소 흡수를 조절하는 데 도움이 된다는 추가적인 증거를 제시합니다.

연구 참가자들을 대상으로 포도당이 함유된 액체 식사 섭취 전후의 혈당 수치를 측정하는 경구 포도당 부하 검사(OGTT)를 시행하여 혈장 인슐린 수치를 측정했습니다. 참가자들의 수크랄로스 단맛 평가는 혈장 포도당의 초기 상승과 상관관계를 보였으며, 수크랄로스를 OGTT에 첨가했을 때의 혈장 인슐린 상승과도 상관관계를 보였습니다. 수크랄로스를 첨가했을 때 포도당 부하에 대한 반응으로 인슐린 분비가 촉진되었습니다. 반대로, 참가자들의 락토실 단맛 억제에 대한 민감도는 혈장 포도당 감소와 상관관계를 보였습니다. 락토실은 또한 인슐린 분비를 지연시켰습니다.

"포도당이 체내에 흡수되기 전에 미각 수용체를 자극하면, 신호가 입과 장을 통해 췌장과 같은 조절 기관으로 전달됩니다. 아마도 TAS1R2-TAS1R3을 이용하여 혈액 내 포도당의 출현을 예측함으로써 신체가 포도당을 더 잘 처리할 수 있도록 돕는 방법을 개발할 수 있을 것입니다."라고 브레슬린은 말했습니다.

"이 시스템은 단순함 그 자체로 우아합니다."라고 브레슬린은 말했다. 동일한 미각 수용체가 몸 전체에 존재한다. 입, 위장관, 췌장, 간, 그리고 지방 세포는 신진대사를 조절하는 주요 기관으로, 신체의 24시간 365일 대사 감시의 일부이다.

사람의 건강 상태와 TAS1R2-TAS1R3 수용체 활성 사이에 연관성이 있을까요? 연구 저자들은 그렇게 생각하며, 수용체 활성화 정도가 혈장 포도당과 인슐린 수치에 급성적인 영향을 미치며, 이는 대사 건강에 중요하다고 제시합니다.

연구팀은 자당, 고과당 옥수수 시럽, 그리고 고효능 감미료가 많이 함유된 음식과 음료를 과도하게 섭취하는 현재의 식습관이 TAS1R2-TAS1R3 유전자를 과도하게 자극하여 비정상적인 혈당 조절을 초래할 수 있다고 보고 있습니다. 이는 대사 증후군으로 이어져 심장 질환, 뇌졸중, 그리고 당뇨병의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

브레슬린은 "이러한 연구들은 단맛 수용체인 TAS1R2-TAS1R3가 음식이나 음료의 단맛에 따라 포도당을 다르게 조절하는 데 도움을 준다는 것을 보여줍니다."라고 말했습니다. 연구팀은 이러한 지식을 활용하여 음식과 음료의 건강을 증진하고자 합니다.

브레슬린은 "작지만 긍정적인 신진대사 변화가 수십 년에 걸쳐 축적되어 수백만 명의 사람들에게 퍼지면 사람들의 삶과 건강을 크게 향상시킬 수 있다"고 말했습니다.