미토콘드리아는 세포에서 에너지 대사의 중추를 이루는 세포 내 소 기관 중 하나로, 진핵 세포의 특징인 핵막으로 둘러싸여 있는 세포 에너지 생산 공장으로 불리기도 한다.

그 이유는 세포에 필요한 대부분의 세포 에너지인 아데노신삼인산(ATP)이 생성되기 때문인데, 이러한 ATP 생산과정을 세포호흡이라 하기도 하며 호흡이 활발히 일어날수록 활성화된다.

미토콘드리아는 세포에 필요한 에너지를 공급할 뿐만 아니라 신호전달, 세포분화, 세포사멸 등과 같은 다양한 조절에 관여한다.

이런 미토콘드리아의 기능이 떨어진다면, 생명활동을 이어나가는 데 꼭 필요한 에너지를 제대로 공급받을 수 없어지기 때문에, 쉽게 지치고 노화가 촉진되고 각종 만성병의 원인이 될 수 있다.

이 때문에 몸 속 미토콘드리아의 질과 양은 매우 중요하며, 기능을 최상으로 유지할 수 있게 하는 방법에 대한 여러 연구들이 진행 중이다.

오늘은 “크릴오일의 고지방식이 투여된 쥐에서 미토콘드리아(세포 내 에너지 대사기관) 기능장애 개선효과”에 대한 연구를 소개하고자 한다. 이 연구는 수컷 쥐(15 male Sprague-Dawley rats,70–100 g)를 4주간 3그룹으로 나누어 Group 1: standard diet, Group 2: 35% HF, Group 2: 35% HF + 2.5% 크릴오일 등으로 일반식이와 크릴오일의 고지방식이를 투여하는 방식으로 이루어졌다.

몇 가지 실험을 통해서 실험대상의 몸무게는 고지방식이 대비 증가된 체중을 크릴오일 투여 군에서 감소시켰으며, 인슐린은 미토콘드리아의 기능저하 시 인슐린의 혈액 내 흡수를 방해하여 인슐린 저항성을 증가시켰다.

고지방식이에서 혈액 내 증가된 인슐린을 크릴오일 투여 군에서 감소시켰다. 크릴오일 투여 군에서 는 인슐린 감수성 증가하였는데 이는 감수성이 증가되면 혈액 내 인슐린 흡수가 활성화된다는 것을 의미한다.

또한, 아래 사진에서 보듯이 간 조직을 파라핀(양초성질)으로 굳혀 section(단편화)한 후 염색하여 현미경으로 측정하여, 고지방식이에서 미토콘드리아 기능장애를 유도하여 지방산 산화가 억제됨으로 인해 지방산이 축적되었고, 크릴오일 투여 군에서 이를 회복시킨다는 것을 확인하였다.

또한, Liver(간) triglyceride(중성지질) 및 cholesterol(콜레스테롤)은 고지방식이에서 미토콘드리아 기능장애로 인해 지방산산화가 억제되어 중성지질과 콜레스테롤 수치가 증가하는 반면, 크릴오일 투여 군에서 미토콘드리아 기능회복으로 인해 감소되는 경향을 보였다.

웨스턴 블럿이라는 단백질발현 정도(양)을 측정을 통한 결과, 지방산화를 담당하는 미토콘드리아 대사의 모든 단계에서 OXPHOS 단백질의 활성이 고지방식이 대비 크릴오일 군에서 상당히 증가하였다.

ATP(에너지) 발현양은 에너지대사가 억제된 고지방식이에 비해 크릴오일 투여로 인해 회복되었고, LPO 염증관련 인자의 발현양은 고지방 식이에서 증가한 반면, 크릴오일 투여로 인해 회복되었다.

결론적으로 고지방식이로 인한 미토콘드리아의 기능장애(산화적 인산화 장애)를 회복시킴으로써 에너지 대사를 위한 H(수소)의 공급을 원활히 하여 ATP(에너지)를 합성하는데 도움을 준다는 것을 알게 되었다.

동시에, 고지방식이로 인한 UCP2, ACC와 같은 에너지낭비 단백질의 활성을 억제시킴으로써 미토콘드리아 산화적 인산화 효율을 극대화 시킬 수 있다.

이처럼 크릴오일을 섭취함으로 몸 속 세포에너지공장인 미토콘드리아의 기능을 높이는 것도 한 방법이다. 하지만, 미토콘드리아의 기능을 떨어뜨리는 자동차 매연, 농약, 제초제, 살충제 등의 환경오염물질을 멀리하고, 영양소가 골고루 있는 균형 있는 식단과 규칙적인 운동이 선행되어야 한다.

[김종근 ㈜인핸스드바이오/CTO]
[ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]