[mdtoday = 김형우 의학전문기자] 생체리듬의 교란이 지방세포의 에너지 대사 기능을 저하시켜 비만과 대사질환을 유발할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

미국 노스웨스턴대 의대 연구진은 생체리듬이 지방세포 내 미토콘드리아의 에너지 생산 과정을 조절하며, 이 시스템이 제대로 작동하지 않을 경우 세포의 대사 기능이 손상된다고 밝혔다.

연구 결과는 학술지 ‘네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism)’에 실렸다.

생체리듬은 약 24시간 주기의 체내 생체시계로 수면과 각성 주기, 호르몬 분비, 대사 기능 등을 조절한다. 분자 수준에서는 CLOCK과 BMAL1 같은 단백질이 유전자 발현을 조절하는 전사-번역 피드백 루프를 통해 생체리듬을 유지한다.

이러한 생체시계는 지방조직을 포함한 거의 모든 조직에 존재한다.

연구진은 생쥐 실험에서 지방세포의 미토콘드리아를 분석한 결과, 생체시계가 산화적 대사를 조절해 세포 에너지 생산에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 특히 생체시계 유전자 BMAL1을 제거하거나 고지방 식이를 할 경우, 지방세포에서 산화적 대사가 억제되고 PPAR 신호전달과 인슐린 신호전달 경로가 함께 감소하는 것으로 나타났다.

연구진은 이어 효모에서 유래한 효소 NDI1을 지방세포에 발현시키는 실험을 진행했다. 그 결과 체중 변화와 관계없이 세포 내 NAD 재생이 가능해지면서 고지방 식이와 생체리듬 교란으로 인한 대사 기능 저하가 억제되는 것으로 나타났다.

연구진은 이러한 미토콘드리아 기능 이상을 교정하는 전략이 향후 비만 및 대사질환 치료에 활용될 가능성이 있다고 설명했다.