에너지발란스 | 에너지 발란스란?

   암 발생에 관련해서 에너지 발란스란 개념이 나온 것은 20세기 전반부부터 시작된 바 있다. 에너지 섭취를 줄이면 암 발생이 줄어든다는 내용이었다. 그러나 당시의 학계는 이에 대하여 큰 관심을 보여주지 않았다.

   그러나 이에 대한 연구조사는 계속해서 진행되어 온 바 있고, 특히 20세기말에 들어오면서 포유 동물을 이용한 실험에서 에너지 섭취를 줄인 바 암 발생률이 내려갔다는 흔들릴 수 없는 사실들이 밝혀지게 된 것이다. 다음에 제기 된 질문은 이런 실험실 소견이 인간에게도 그대로 적용될 수 있는지에 대한 여부였다.

   특히 전세계적으로 비만증은 점점 더 늘어나고 있으며, 이와 맞추어 각종 암 발생이 극적으로 증가추세에 있음에 착안하여 에너지 발란스라는 언어에 점점 더 흥미를 가지게 되었다고 볼 수 있다. 즉 에너지 과잉이 어떤 식으로든지 암 발생으로 연결되지 않을 것인지에 대한 의구심이 생기기 시작하였고, 이에 발 맞추어 새로운 각도로 에너지 과잉이 어떻게 암 발생과 연관지어지는지에 대한 학문적인 탐구가 시작된 것이라고 볼 수 있다. 

   에너지 발란스가 가장 쉽게 나타난 것으로 체중을 들 수 있다. 저체중은 에너지 발란스에서 잃은 결과이고, 과체중이나 비만증은 에너지 발란스에서 얻은 결과라고 볼 수 있다. 즉 체중을 보면 에너지 발란스를 쉽게 파악할 수 있게된다.

   에너지 발란스와 암 발생률에 관해서는 성장기와 성인이 된 다음에 다른 효과를 보여주게 된다. 성장기 에너지 섭취와 암 발생에 관한 연구조사는 드문 편이지만, 한 연구조사의 결과가 보여주는 것은 다음과 같다. 16세 이전에 에너지 섭취가 과다했던 사람이 담배를 피운 경우에 발생하는 암과는 별다른 차이점을 보여주지 않지만, 흡연과 상관없는 암 발생과는 상당한 상관관계를 보여주었다는 것이다.

   이에 대한 해답으로 다음과 같은 설명을 생각해볼 수 있다. 우선 에너지 섭취가 에너지 소비에 비하여 클 때에 나타나는 현상으로 과체중이나 비만증을 들 수 있다. 여기서 에너지 섭취란 음식물이나 음료수를 통하여 얻게되는 거대 영양소를 의미한다. 즉 거대 영양소들을 통하여 얻는 칼로리가 유전적인 요소, 신체의 크기 및 신체활동 등을 통한 에너지 소비보다 클 때에는 그 남는 부분이 지방으로 변하면서 체중이 늘어나게 되면서 과체중이나 비만증으로 된다. 

   반대로 거대 영양소 섭취가 에너지 소비에 비하여 적을 때에는 체중이 줄게 되면서 저체중으로까지도 될 수 있게된다. 따라서 에너지 소비에 맞는 에너지 섭취를 할 때 에너지 발란스가 이루어졌다고 말 할 수 있는 것이다.

  참고로, 거대 영양소란 단백질, 탄수화물 및 지방질을 의미하고, 이에 대한 반대 개념으로 미소 영양소란 비타민, 광물질 및 각종 식물성 영양소들을 의미한다.

성 호르몬 : 에너지 발란스가 모든 암 발생에 전부 참여하는 것으로는 보여지지 않는다. 그 중 성 호르몬과 관련된 암들은 에너지 발란스 여부와 상당히 밀접한 관계를 보여주고 있다고 여겨진다. 

   성 호르몬은 직접 또는 간접적으로 몇 가지 암 발생과 연관지어있다. 특히 유방, 난소, 자궁내막 및 전립선은 성 기관에 속함으로 성 호르몬의 영향을 많이 받게되어 있다. 이런 성 기관들의 성장과 성숙은 성 호르몬의 영향 아래 놓여있으며, 또한 역학조사에 의하면, 초경 나이, 갱년기 나이 및 임신 여부에 따라서 암 발생이 영향을 받는 것으로 밝혀지고 있다.

   성 호르몬이 암 생성이나 암 발생에 관련되는 작용으로는, 상피세포의 유사분렬(mitosis)을 통한 세포 수의 증가에 성 호르몬이 작용하기 때문이라고 보여진다. 유사분렬이 증가하면서 세포의 숫자가 늘어남에 따라서 세포의 돌연변이가 생길 가능성이 더 올라가게 마련이고, 이런 과오가 쌓이게 되면서 암으로 발전하는 것으로 보여지는 것이다.

   초경이 늦어지면, 성 호르몬에 노출된 시기가 줄어들게 된다. 즉 초경이 늦어진 여자들은 유방암 발생이 낮아진다는 것은 잘 알려진 사실이다. 

   마찬가지로 폐경이 일찍 온 여자들도 유방암 발생이 낮아지고 여러 번의 임신을 한 여자들 역시 유방암 발생이 낮아지게 되는데, 이는 모두 강력한 여성 호르몬인 에스토로겐에 노출되는 시기가 짧아지기 때문에 생기는 현상이라고 여겨지고 있는 것이다.

성 호르몬과 체질지수(Body Mass Index=BMI) : 갱년기 전 여자들에게서는 성 호르몬의 수준은 생체제어반응에 의해서 결정된다. 이 말은 갱년기 전에 속하는 여자들의 과체중은 여성 호르몬 수준과 별다른 상관관계를 보여주지 않는 대신에 갱년기 이후의 여자들의 과체중은 여성 호르몬의 수준에 큰 영향을 끼치게 된다. 왜냐하면, 과체중인 사람들의 지방질에서 여성 호르몬이 생성 분비되기 때문이다.

   여기서 성 호르몬 결합성 글로불린(Sex-Hormone-Binding Globulin=SHBG)에 대한 이해를 하고 넘어가는 것이 좋을 것으로 보인다. SHBG은 일종의 당화단백질(glycoprotein)로 간에서 만들어진 후 성 호르몬이 작용하는 곳으로 보내어진다. 대부분의 에스트로겐이나 테스토스테론(40-50%)은 SHBG와 결합되어 있고, 나머지도 알부민(40-50%)과 결합되어 있으면서 다만 2% 내외만 자유스럽게 혈 중에 돌아다니고 있다.

   이때, 알부민과 결합되어 있는 성 호르몬은 너무나 강하게 결합되어 있음으로 성 호르몬이 떨어져 나오기는 어렵고, SHBG의 수준에 따라서 자유 성 호르몬의 수준이 달라지게 되며, 자유 성 호르몬이 세포에 직접적으로 작용하게 된다. 그런데 SHBG는 체중이 올라갈수록 떨어지게 된다. 그 결과, 자유 성 호르몬의 수준이 올라가게 되면서 세포에 작용하는 성 호르몬의 영향이 커지게 된다. 이런 현상이 발생하게 되는 이면에는 인슐린이 작용하는 것으로 보여지고 있는 것이다.

도대체 에너지 발란스란 무엇인가? : 앞에서도 언급했지만 전형적인 에너지 발란스란 에너지 수급에 어떤 평형을 이루고 있는지에 대한 여부라고 볼 수 있다. 그러나 좀 더 자세하게 들여다 보면, 그렇게 간단하지만은 않은 것으로 보여진다. 예를 든다면, 같은 칼로리의 음식물을 섭취했다고 하더라도 그 안에 들어있는 지방질 또는 섬유질의 용량이 중요하고 또한 음식물 내용에 얼마나 신선한 채소나 과일 또는 전곡류가 들어있는지 역시 중요하다.

   지방질과 섬유질은 없이 가공된 단순 탄수화물이 많이 들어있는 음식물을 섭취하는 것과 이와 반대되는 음식물을 섭취하는 것 사이에는 엄청난 차이가 나게 된다.

   특히 혈당을 손쉽게 올려주는 단순 탄수화물이 많이 포함된 음식물을 섭취하면, 이에 따른 혈 중 포도당이 올라가게 되고 이어서 인슐린이 분비되면서 올라간 혈 중 포도당을 내려주게 된다. 총 열량도 중요하지만, 음식물 속에 혈당을 얼마나 빨리 또한 얼마나 높게 올려주는지 여부에 따라서 몸에서 분비되는 인슐린의 수준이 달라진다. 

   인슐린은 세포에 직접 작용하면서 포도당을 세포 안으로 넣어주는 역할을 하게 되는데, 바로 이 부분이 에너지 발란스의 연장선에 볼 때 인슐린은 음식물 섭취, 이에 대한 처리를 통하여 에너지 발란스에 직접적이고 중요한 역할을 담당하고 있는 것이다. 인슐린의 작용에 대한 이해가 없이 에너지 발란스에 대한 논의를 하기 어려운 이유인 것이다. 이에 인슐린은 에너지 발란스에 빼어놓아서는 안 되는 중요한 부분으로 등장하게 된 것이다.

   더 나아가 에너지 발란스라는 개념의 이해에는 음식물 섭취를 통한 에너지와 에너지를 소비하는 신체활동이나 기초신진대사의 내용과 과정이 더 중요하게 등장하게된다. 

   BMI(Body Mass Index=체질지수)가 중요한 것은 이런 과정의 결과를 수치로 나타낼 수 있는 도구이기 때문이다. 즉 BMI는 하나의 수치가 아니라 이 수치가 뜻하는 바의 내용을 짐작할 수 있는 중요한  잣대로 쓸 수 있는 것이다.

   실제로 비만증은 이제 하나의 유행병처럼 전세계를 휩쓸고 있는 중이다. 공업화된 국가, 서구화된 국가에서만 볼 수 있는 현상이 아니고, 과체중 내지 비만증은 이제 어디를 가더라도 볼 수 있는 현상으로 고착되어 갈 뿐 아니라 그 추세는 점점 더 가파르게 진행되고 있는 것이다. 

   문제는 과체중과 비만증의 증가와 각종 암 발생이 평행선을 긋고 있다는 것이다. 에너지 발란스라는 개념을 도입해서 이에 대한 이해를 제대로 할 때 전체적인 그림의 윤곽이 드러나게 될 것이다.

비만증과 유전인자 : 서구식 문명은 풍요로움의 극치이다. 이제 배고픔이라는 것은 특정 지역에나 가 보아야 볼 수 있다. 그러나 그리 멀지 않은 과거, 특히 인간의 유전인자가 오늘날의 모습을 보여주기 시작한 시대인 수렵시대로 돌아가서 본다면, 기아와 궁핍이 그 시대의 그림으로 그려질 수 있었던 것이다. 

   즉 오늘 우리에게는 기아에 대한 대비가 철저하게 되어있는 유전인자가 그대로 작용하고 있는 것이다. 며칠 굶기를 밥먹듯 하던 시대에 살아 남으려면, 기아에 견딜 수 있으면서 에너지를 잘 저장할 수 있었던 사람들만 살아 남을 수 있었고, 그들의 자손인 우리들은 이런 유전인자를 이어 받은 것이 오늘날의 우리들의 모습인 것이다.

   부족한 음식으로 인한 기아에 강한 유전인자는 오늘날의 풍요로운 문명으로 인한 넘치는 음식물 섭취를 어떻게 효과적으로 대치할 것인지 알지 못한 결과로 나타난 것이 암을 포함하여 각종 성인병들인 것이다.

   인류가 풍요로움에 익숙한 유전인자를 가지려면, 아마도 또 다른 수렵시대인 최소한 1만년은 기다려야 할 것으로 보인다. 그 동안 인류는 차고 넘치는 에너지 발란스로 인하여 고생을 해야 할 것으로 보인다.

그렇다면, 현재로서 할 일들은 무엇인가? : 우선 음식물 섭취에 다음과 같은 조심을 해야 할 것이다. 우리말에도 있는 "소식이 장수"라는 말은 진정 과학적인 말인 것이다. 따라서 음식물 섭취를 10-30% 줄일 수 있다면, 가장 좋을 것이다. 그 밖에, 음식물의 내용을 거의 채식으로 하면서, 과일과 채소를 하루에 5-9번 섭취하고 곡식류는 전곡류로 하는 것이 좋을 것이다. 

   추천된 신체활동은 일주일에 중간정도의 강도(걷기 운동)로 150분 이상 실시하는 것이다. 이 보다 더 많은 신체활동을 할 때 더 많은 이득을 얻을 수 있을 것이라고 한다.

   이런 음식생활과 신체활동을 하면, 에너지 발란스가 깨어질 때 발생할 수 있는 다음의 암들에 대한 예방효과를 갖게 될 것이다.

   여자들에게는 유방, 자궁내막, 자궁 경부, 난소, 대장, 신장, 간, 담낭, 췌장, 식도, 갑상선 및 혈액 암들이고, 남자들에게는 전립선, 대장, 신장, 간, 담낭, 췌장, 식도 및 혈액 암들이다. 

   그 중에서도 유방암과 대장암은 에너지 발란스와 밀접한 상관관계를 갖고있다고 보여진다.