탄수화물 대 지방 및 단백질: 어떤 것이 더 많은 인슐린 분비를 유발할까요?

Cell Metabolism 에 게재된 새로운 연구는 탄수화물, 단백질, 지방과 같은 다양한 거대 영양소가 인슐린 분비에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 정보를 제공합니다.

이 연구에서는 2형 당뇨병이 있거나 없는 사망 기증자의 췌장 섬세포와 줄기 세포에서 유래한 췌장 섬세포의 인슐린 반응을 조사했습니다.

췌장 섬은 베타 세포를 포함한 췌장의 작은 세포 집합체로, 영양소에 반응하여 인슐린과 글루카곤과 같은 호르몬을 생성하여 혈당 수치를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

탄수화물은 혈당 수치에 상당한 영향을 미쳐 인슐린 급증을 유발하는 반면, 단백질은 중간 정도의 영향을 미치고 지방은 즉각적인 효과가 미미하다는 것은 오래전부터 알려진 사실입니다.

그러나 이 연구는 영양소에 대한 반응으로 인슐린 분비가 이전에 생각했던 것보다 더 복잡하고 개인화될 수 있음을 시사합니다.

연구자들은 처음으로 탄수화물보다 단백질이나 지방에 더 큰 인슐린 반응을 보이는 인간 췌장 섬의 하위 집단을 발견했습니다.

췌장 섬에 대한 실험실 연구가 살아있는 사람에게 직접적으로 적용되지는 않을 수 있지만, 이 결과는 혈당 수치를 더 잘 조절하고 궁극적으로 전반적인 건강 결과를 개선하기 위한 미래의 개인화된 영양 전략에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.

각 거대 영양소가 인슐린 반응에 미치는 영향

브리티시 컬럼비아 대학의 연구자들은 인간의 췌장 섬이 다양한 영양소에 반응하여 인슐린을 분비하는 방식을 연구했습니다.

연구진은 2016년부터 2022년까지 2형 당뇨병이 있는 사람과 없는 사람을 포함하여 다양한 연령대의 사망한 기증자 140명의 췌장 섬을 연구했습니다.

그들은 섬을 포도당(탄수화물), 아미노산(단백질), 지방산(지방)에 노출시켜 인슐린 분비를 모니터링했습니다.

연구진은 또한 2형 당뇨병이 있는 기증자와 없는 기증자의 췌장 세포에서 유전자 발현의 변화를 분석하여 이것이 인슐린 생산에 미치는 영향을 파악했습니다.

리보핵산(RNA) 시퀀싱과 단백질체학 분석을 통해 20,000개 이상의 mRNA와 약 8,000개의 단백질을 측정했습니다. 이를 통해 췌장 섬세포 샘플에서 인슐린 생성과 유전자 발현 변화 간의 연관성을 평가할 수 있었습니다.

거대 영양소는 췌장 세포에서 독특한 인슐린 반응을 유도합니다.

현재의 이해에 따르면, 대부분의 기증자 췌도세포는 포도당에 대해 가장 강한 인슐린 반응을 보였고, 아미노산에 대해서는 중간 정도의 반응을 보였으며, 지방산에 대해서는 약간의 반응을 보였습니다.

예상대로, 비당뇨병 기증자의 췌도와 비교했을 때, 2형 당뇨병 기증자의 췌도는 인슐린을 생성하는 베타 세포가 적었고, 고혈당에 반응하여 인슐린 피크가 늦게 나타났으며, 전반적으로 포도당 반응이 낮았습니다.

대부분의 결과는 예측 가능했지만, 놀라운 결과도 있었습니다.

기증자 췌장 섬의 약 9%는 탄수화물보다 단백질에 더 강하게 반응했고, 8%는 지방에 더 강하게 반응했습니다.

단백질에 더 강하게 반응한 췌도 세포들은 제2형 당뇨병 기증자로부터 채취한 경우가 많았지만, 장기 혈당 수치(HbA1c로 측정)는 다른 췌도 세포들과 유사했습니다. 그러나 단백질에 대한 이러한 반응 증가는 실험실 배양 시간이 길어지는 것과 관련이 있었습니다.

반면, 지방에 더 강하게 반응한 췌도는 일반적으로 HbA1c 수치가 더 낮은 기증자의 췌도였지만, 그 외에는 다른 기증자들과 유사했습니다. 연구진은 이러한 지방에 대한 반응이 미성숙 줄기세포 유래 췌도에서 관찰되는 베타 세포의 미성숙과 관련이 있을 수 있다고 추측합니다.

연구진은 이러한 차이의 원인을 규명하기 위해 기증자의 특성을 비교한 결과, 체질량지수(BMI)나 연령에는 차이가 없음을 확인했습니다. 그러나 인슐린 반응에는 성별 차이가 관찰되었습니다.

구체적으로, 남성과 비교했을 때, 여성 기증자의 췌도는 적당한 포도당 노출에 반응하여 인슐린을 덜 분비했는데, 이는 이들의 세포가 인슐린을 생산하는 효율성이 낮다는 것을 의미합니다.

이는 당뇨병의 알려진 성별 차이와 관련이 있을 수 있지만, 그 이유는 아직 밝혀지지 않았습니다.

이런 결과를 살아있는 사람에게 어떻게 적용할 수 있을까?

살아있는 사람과의 잠재적 연관성에 대해 논의하면서, 이 연구에 참여하지 않은 의사이자 베스트셀러 『비만 코드』와 『당뇨 코드』의 저자인 제이슨 펑 박사는 이렇게 말했습니다. "사망한 기증자는 일반 인구를 대표하는 것으로 간주됩니다. 이는 합리적인 가정이지만, 반드시 사실인 것은 아닙니다."

RUSH 대학의 건강한 노화를 위한 RUSH 연구소에서 의사이자 과학자로 근무하고 있는 토마스 M. 홀랜드 박사는 이 연구에 참여하지 않았지만, 더 자세한 내용을 제공했습니다.

"사망한 기증자의 췌도에 대한 연구 결과는 다양한 거대 영양소에 대한 반응으로 인슐린을 생성하는 것에 대한 매우 귀중한 통찰력을 제공하지만, 이러한 결과를 살아있는 사람에게 직접 적용하는 데는 한계가 있습니다."라고 그는 MNT에 말했습니다.

혈류, 신호 전달 호르몬 수치, 신경계 상호작용 등의 요인을 포함한 생물의 내부 환경은 인슐린 반응에 영향을 미칠 수 있으며, 베타 섬의 "격리된" 환경과는 다를 수 있습니다. 이 연구는 개인 간 차이를 강조하지만, 살아있는 인간은 생활 습관, 식단, 스트레스, 신체 활동과 같은 추가적인 영향을 경험하며, 이러한 요소들이 인슐린 반응을 더욱 조절할 수 있습니다.

그는 "또한 사망한 기증자는 건강한 사람을 완벽하게 대표하지 못할 수도 있는데, 특히 췌장 기능에 영향을 줄 수 있는 기저 질환이 있는 경우 더욱 그렇습니다."라고 지적했습니다.

연구 저자들은 또한 연구 결과를 적용하는 데 한계가 있다는 점을 인정했습니다. 예를 들어, 장기 기증자에게서 2형 당뇨병이 확진된 사례가 없고 연구 결과를 확인할 만한 인체 임상 시험이 실시되지 않았다는 점입니다.

이는 의사와 대중에게 어떤 영향을 미칠까?

"이 연구 결과는 당뇨병을 치료하기 위한 보다 개인화된 식단 관리 계획의 가능성을 열어줍니다."라고 등록된 영양사이자 공인 당뇨병 관리 및 교육 전문가이며 The Plant Strong Dietitian의 소유자인 셰리 고(RDN, CDCES)가 말했습니다. 그녀는 이 연구에 참여하지 않았습니다.

풍 박사는 또한 이 연구 결과가 식단 선택에 큰 영향을 미칠 수 있다고 강조했다.

"인슐린은 체중 증가를 유발할 수 있으며, 대부분의 사람들에게 정제된 탄수화물 섭취를 줄이는 것은 인슐린 수치를 낮추고 체중 감량을 유도하는 매우 좋은 방법입니다. 하지만 어떤 사람들에게는 저지방 식단이 더 효과적일 수 있습니다."라고 그는 설명했습니다.

반면, 연구 저자들은 연구 결과를 바탕으로 단백질이 풍부한 식단이 제2형 당뇨병 환자에게 유익할 수 있다고 제안했습니다. 그러나 추가 연구가 필요하다고 강조했습니다.

궁극적으로 "전통적인 당뇨병 식단은 정제된 곡물과 설탕을 비롯한 포도당과 인슐린 분비 사이의 확립된 연관성에 기반하여 탄수화물 조절에 초점을 맞춥니다." 그러나 이 연구는 다양한 거대 영양소에 대한 개별 인슐린 반응에 기반한 개별화된 접근 방식의 필요성을 시사한다고 홀랜드는 말했습니다.

풍 박사는 "연구 결과에 따르면 차이는 대부분 유전적으로 결정됩니다."라고 동의했다.

이 점에 대해 고우는 "미래에는 의사가 개인의 인슐린 반응에 가장 적합한 거대 영양소 비율을 결정하는 데 사용할 수 있는 유전자 검사가 있을 수도 있다"고 말했습니다.

그동안 홀랜드 박사는 현재의 식단 권장 사항을 열린 마음으로 따르고, 필요에 따라 조정할 것을 권고합니다. 주치의 또는 공인 영양사와 긴밀히 협력하여 건강한 혈당 수치와 최적의 건강을 위한 본인만의 특별한 요구에 가장 적합한 식단 패턴과 생활 습관 변화를 결정하십시오.