미숙아가 비만이 될 확률이 높은 이유(태아 프로그래밍과 DNA 메틸레이션 현상)

미숙아가 비만이 될 확률이 높은 이유(태아 프로그래밍과 DNA 메틸레이션 현상)

1. 임신 중 살이 잘 찌는 이유

 

임신한 여성들은 뱃속 아기를 위해 평소보다 더 챙겨 먹기 마련이라 임신 중 체중이 느는 것은 당연한 일입니다.

그런데 임신 중에는 유독 먹는 것 이상으로 살이 찌게 됩니다.

태아가 점점 자라날 뿐 아니라 태아에게 필요한 양수와 혈액의 양도 동시에 늘어나기 때문입니다.

그래서 보통 몸무게의 여성이었다면 출산 전까지 약 13kg의 체중증가는 적당하다고 전문가들은 말합니다.

임신 중 체중증가에 대해 적지 않은 여성들이 다이어트의 유혹에 빠지게 됩니다.

과연 임신 중 다이어트를 하는 것이 태아에게 괜찮은 것일까요?

2. 임신 중 다이어트가 태아에 비치는 영향과 태어난 이후 삶에 미치는 영향

2. 1 미숙아로 태어나면 비만과 심장 질환의 위험도가 높다는 것을 보여주는 연구결과(네덜란드의 배고픈 겨울 사례)

네덜란드 암스테르담의 많은 사람들은 오랫동안 특별한 실험에 참여해오고 있습니다.

테사 로즈붐 박사

이 실험을 이끌고 있는 테사 로즈붐 박사는 임신 중 다이어트가 뱃속 태야에게 어떤 영향을 주며 태어난 이후의 삶에 어떤 영향을 주는지 연구하고 있습니다.

제2차 세계대전은 지금으로부터 약 80여 년 전에 일어났지만, 그때 태어난 사람들은 아직도 전쟁의 영향을 받고 있습니다.

제2차 세계대전이 끝을 향해 가던 1944년 가을, 독일 나치는 네덜란드로 들어가는 모든 식량을 차단하는 일명 '굶주리기'작전을 펼칩니다.

그 해 겨울 네덜란드는 수십 년 만에 추위까지 겹치며 사람들은 배급표 없이는 하루도 살기 힘들 정도로 가혹한 시기를 보내야만 했습니다.

먹을 것이 없었던 사람들은 튤립 뿌리까지 먹기도 했고 대부분의 네덜란드인들이 굶어 죽기 직전으로 죽음의 문턱까지 갔으며 결국 이 시기에만 약 1만 명의 사람들이 굶주림에 죽음을 맞이합니다.

그렇게 전쟁은 끝났고 아픈 기억은 점차 잊혀 갔습니다.

그러나 당시 임신한 여성의 뱃속에 있었던 사람들이 중년의 나이가 되면서 다시 주목을 받기 시작합니다.

이 시기 태어난 사람들이 보통 사람들에 비해 유독 비만과 당뇨, 심장질환에 많이 걸리는 것으로 조사결과 드러났습니다.

전통적으로 의사들은 심장질환과 당뇨병의 원인은 유전과 생활습관에 있다고 생각했습니다.

하지만 놀랍게도 사람들에게 오래전에 일어났던 일도 나중의 건강에 영향을 끼친다는 것을 발견했습니다.

로즈붐 박사는 암스테르담의 한 병원에서 전쟁 당시의 진료기록을 우연히 찾아냈습니다.

그 안에서 현재 비만과 당뇨, 심장질환에 많이 시달리는 사람들일수록  태어난 직후 몸집이 심하게 작았다는 것을 알게 됩니다.

출생체중이 적었던 사람들이 커서 질병에 많이 시달리는 것은 우연이 아니었습니다.

이것은 전쟁둥이 800명을 대상으로 한 연구에서도 확인됩니다.

이 실험에서 기근 때 잉태된 태아들 즉 태아기 때 배고픈 환경에 있었던 사람들이 나중에 비만, 콜레스테롤, 고혈압, 당뇨, 심장 질환으로 고생하는 경우가 더 많다는 것이 발견된 것입니다.

네덜란드의 배고픈 겨울 사건은 임신 여성이 음식을 충분히 먹지 않았을 때 태아에게 미치는 영향을 잘 보여줍니다.

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보다 안전하고 효과적인 비만치료제?(갈색지방, 세로토닌 TPH억제제)

2. 2 저체중아로 태어난 사람들의 비만도가 증가한다는 연구

그런데 저체중으로 태어난 것과 커서 당뇨와 심장 질환 그리고 비만에 시달리는 것 간에는 어떤 관련이 있는 것일까요?

임신한 쥐를 대상으로  네덜란드의 과거 상황을 재연해 보는 실험을 진행해 봅니다.

한쪽에는 사료를 넉넉히 주었고 다른 쪽 쥐는 그 절반만 주었습니다.

3주 후 사료를 충분히 먹었던 어미쥐가 10마리의 새끼를 낳았고, 사료를 적게 먹은 어미쥐는 세 마리를 낳았습니다.

사료를 적게 공급한 어미로부터 태어난 새끼쥐들의 평균 체중이 약 30% 적게 나가는 것이 확인됩니다.

이제 정말 궁금한 것을 확인할 차례입니다.

저체중으로 태어난 쥐는 앞으로 어떻게 성장해 나갈까요?

출생 1개월 후 정상체중 출생 쥐와 저체중 출생 쥐

태어난 후에는 구별하지 않고 영양을 동일하게 공급해 보고 1개월 후, 눈으로는 저체중으로 태어난 쥐를 구별하기 힘듭니다.

어떻게 똑같이 영향을 영양을 공급했는데 성장을 따라잡은 것일까요?

두 쥐의 혈액을 분석한 결과, 저체중 출생쥐가 콜레스테롤도 약 13% 높고 중성 지방 약 1.5배, 내장지방 약 2배로 훨씬 많은 것을 확인되었습니다.

겉으로는 잘 따라잡은 것처럼 보였지만 사실 건강상태는 좋지 않았던 것입니다.

이것이 바로 저체중으로 태어난 쥐가 성장을 따라잡은 비밀입니다.

출생 3개월 후 정상체중 출생 쥐와 저체중 출생 쥐

3달이 지나자 이제는 육안으로까지 비만을 확인할 수 있었으며, 실험은 총 6번 되풀이됐지만 결과는 마찬가지였습니다.

뱃속에서 배고픔을 겪고 저체중으로 태어난 쥐는 성장해갈수록 비만이 되어갔습니다.

더 놀라운 것은 쥐실험의 결과가 저체중으로 태어난 사람들을 추적 조사해 온 이화여대 연구팀의 결과와 비슷한 패턴을 보인다는 사실입니다.

이화여대 연구팀은 7세에서 9세 된 아이들 106명을 추적 조사한 결과 저체중아의 경우가 정상체중으로 태어난 아이에 비해서 혈압도 수축기 혈압이 유의하게 정상체중군에 비해서 높았고, 콜레스테롤도 높았고 그리고 인슐린 수치도 유의하게 증가한 것으로 연구 결과가 나왔습니다.

이것은 저체중아로 태어난 사람들이 훨씬 비만의 빈도가 증가했다는 것을 나타냅니다.

2. 3 태아 프로그래밍

그렇다면 왜 뱃속에서 경험한 배고픔이 출생 후 비만으로 이어진 것일까요?

이는 유전학으로 설명되지 않는 현상입니다.

유전학에 따르면 인간은 부모로부터 각각 23개씩 총 46개의 염색체를 물려받습니다.

꼬인 사다리 형태의  DNA

각각의 염색체는 꼬인 사다리 형태의 DNA로 이루어져 있습니다.

DNA에는 무려 30억 쌍에 이르는 염기가 붙어 있는데 이 순서가 최종적으로 유전을 결정합니다

이렇게 복잡한 과정을 거쳐 결정된 유전자는 어떠한 환경에 의해서도 바뀌지 않는다는 것이 유전학의 핵심입니다.

따라서 부모 누구도 비만이 없고 게다가 생활습관에 딱히 문제가 없는대도 단지 엄마뱃속에서 배고픔을 겪었다고 해서 비만을 겪는 것은 이해하기 힘든 일입니다.

이 수수께끼를 풀기 위해 태아기를 연구하는 과학자들은 기존의 유전학과는 다른 새로운 가설을 제시합니다.

이것이 '태아 프로그래밍)이라고 부르는 것입니다.

태아는 뱃속에서 출생 이후의 삶을 준비하는데 태아 프로그래밍은 엄마가 임신 중일 때의 자궁 환경에 따라 이루어집니다.

즉 뱃속 태아가 출생 후 삶을 준비하는데 자궁환경이 영향을 끼치는 것을 말합니다.

태아는 태반을 통해 들어오는 음식의 양에 민감하게 반응합니다.

그런데 뱃속에서 오랫동안 굶주린 태아는 배고팠던 기억을 몸속에 기억합니다.

다시 말해 태어난 이후에도 굶주릴 것이라고 판단해 영양분을 지방에 과다하게 축적하려고 하는데 이것이 바로 '태아 프로그래밍'입니다.

 

문제는 이런 습관이 출생 후에도 이어지면서 영양과다 상태가 되어 비만이 된다는데 있습니다.

결국 임신한 여성이 충분히 잘 먹는 것이 태어날 아기의 비만을 줄일 수 있는 최선책이 되는 셈입니다.

엄마 뱃속에 있는 동안에 충분한 영양공급을 받지 못하면 태아는 중요한 장기 위주로 발달을 집중하게 됩니다.

그리고 상대적으로 덜 중요하다고 생각되는 부위에 대해서는 영양분이 덜 가게 되는데 그중에 한 예가 바로 '췌장'입니다.

췌장에 영양분이 덜 가게 되면 어떤 문제가 생길까요?

인체는 섭취한 음식을 곧바로 에너지로 쓸 수 없기 때문에 일종의 화학적 음료인 포도당으로 바꿔 사용합니다.

이 포도당이 조직세포에 흡수될 수 있도록 돕는 것이 췌장에서 만들어내는 인슐린입니다.

그런데 췌장에서 인슐린분비에 이상이 생기면 포도당이 조직세포에 흡수될 수 없습니다.

이처럼 포도당이 혈액 내에 쌓이게 되어 소변으로 까지 넘쳐 나오게 되는 것이 바로 '당뇨'입니다.

당뇨병은 대표적인 성인병으로 비만을 가장 큰 원인으로 꼽습니다.

그런데 부실한 췌장을 가지고 태어났다면 비만이 아니어도 이미 당뇨병에 취약한 상태로 출발했다고 할 수 있는 것입니다.

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가장 무서운 암! 췌장암에 관한 모든 것 알아보아요.

우리나라에서 당뇨병이 증가한 시기는 1980년대와 90년대였고 당뇨병 환자들의 출생연도를 확인한 결과 대부분 1940년대 그리고 1950년대 6.25 전쟁이나 해방된 지 얼마 안 된 시기에 경제적으로 사회적으로 어려운 시기였던 때에 태어난 사람들인 것으로 확인됩니다.

오늘날 개발도상국에서 당뇨병이 급증하고 있는 이유도 태아프로그래밍으로 설명이 가능합니다.

엄마 뱃속에 있을 때는 굶주렸지만 정작 태어난 다음에는 빠른 경제성장만큼 먹을 것이 넘쳐 났기 때문입니다.

이것은 네덜란드의 전쟁시기에 뱃속에 있었던 태아가 해방 이후에 겪었던 상황과도 비슷합니다.

태아는 뱃속에서 배고픔을 겪었는데 전쟁은 끝났고 기근이 사라지자 출생 후 적응하기 어려워진 것입니다.

즉 태아기와 출생 이후의 환경에 불일치가 생긴 것입니다.

태아 프로그래밍은 과거 비만의 원인이 유전 또는 환경이라고 믿어왔던 의사들에게도 많은 영향을 줬습니다.

태아 프로그래밍은 태아기 때 일어났던 일이 태어난 후의 삶에도 이어진다는 것을 의미합니다.

물론 항상 그렇다는 말은 아니지만 태아 프로그래밍은 그렇게 작동합니다.

3. DNA 메틸레이션 현상

선천적으로 질병이 있거나 미숙아, 저체중아들은 태어나자마자 치료를 받기 위해 신생아집중치료실로 가게 됩니다.

저체중아는 출생 시 체중이 2.5kg 미만인 아기로 소화기능이 미숙하고 신경발달에 장애가 많아 일정시기까지 관찰을 받게 됩니다.

미숙아는 저체중아 중에서 임신 37주 이전에 태어난 아기를 말합니다.

그렇다면 저체중아, 미숙아로 태어난 아기들의 운명은 태아 프로그래밍에 의해서 좋지 않은 운명이 결정되는 것일까요?

이화여대 연구팀은 앞서 9년간 보관해 온 100여 명의 아이들의 제대혈을 분석해 보았습니다.

저체중으로 태어난 아기들과 보통 체중으로 태어난 아기들의 DNA를 비교해 보기 위해서입니다.

분석 결과 저체중으로 태어났지만 이후 비만으로 태어난 아기들에게서 특정 유전자의 기능이 차단돼 있다는 것이 확인됐습니다.

POMC 유전자는 지방세포를 분해하는 유전자인데 이 유전자의 기능이 차단되어 지방세포를 분해하지 못하고 결국에는 지방대사가 원활하지 않아 저체중으로 태어난 아기가 태어나 성인이 되면 비만을 일으키게 되는 것입니다.

문제가 됐던 것은 바로 POMC라는 지방세포를 분해하는 유전자의 기능이 차단되어  비만을 막을 수 없었던 것입니다.

그런데 왜 누구나 가지고 있는 유전자가 특정 아기에게만 기능이 꺼져 작동하지 않는 것일까요?

보통 컴퓨터에 파일을 저장하게 되면 0과 1로 된 기호로 저장하듯이 우리 몸의 DNA는 GATC라고 하는 4가지의 기호(염기)를 가지고 저장하게 됩니다.

GATC라고 하는 DNA를 구성하고 있는 이 염기가 유전정보가 들어있는 곳인데 이 기호를 분석하다 보니 기호 중에 하나인  C 중에서 메틸리(CH3)라는 것이 붙어 있는 것이 있고 안 붙어 있는 것이 있다는 것을 알게 됩니다.

DNA가 만들어질 때부터 사용되는 것은 아니고 환경의 조건에 따라 메틸기가 붙었다 떨어졌다 하는 현상을 'DNA 메틸레이션 현상'이라고 합니다.

이로서 유전은 유전자 자체보다는 오히려 작동방식이 중요하다는 것을 알게 됐습니다.

쉽게 말해 DNA 안에 유전자가 있더라도 메틸기(CH3)라고 하는  체내 분자의 활동에 의해서 해당 유전자의 기능이 멈추게 되는 것입니다.

지방세포를 분해하는 POMC 유전자가 작동하지 않은 것도 바로 메틸기 때문이었습니다.

중요한 것은 이 모든 것을 태아가 선택했다는 사실입니다.

즉 뱃속에서 굶주림을 경험했던 태아가 걱정할 일은 배고픔이지 비만은 아니라는 것이며, 따라서 지방세포 분해라는 필요 없어진 유전자의 기능을 꺼버린 것입니다.

이것이 저체중아로 태어나 비만해지는 이유였습니다.

 

<출처: EBS 다큐>