케토제닉 식단(Ketogenic Diet, KD)이 경도인지장애(MCI) 치료에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다.
20일 네이처 계열 국제 학술지인 ‘커뮤니케이션 바이올로지’(Communications Biology)에 실린 <Ketogenic diet and BHB rescue the fall of long-term potentiation in an Alzheimer’s mouse model and stimulates synaptic plasticity pathway enzymes>에 따르면, 미국 데이비스 캘리포니아대(UC Davis) 수의과대 연구팀은 알츠하이머병에 걸린 쥐를 대상으로 7개월간 KD와 대조군 식단의 비교 실험을 통해 이 같은 연구 결과를 내놨다.
‘저탄고지 식단’으로도 불리는 KD는 저탄수화물과 고지방, 적정 단백질을 섭취하는 식이요법이다.
혈중 포도당이 부족해지면 간과 근육에 저장된 글리코겐을 분해해 포도당으로 쓴다. 글리코겐이 소진되면 인체는 지방과 단백질을 분해해 포도당으로 만든다. 지방을 포도당으로 바꾸는 과정에서 만들어지는 부산물이 케톤체이며, 혈중 케톤체가 축적된 상태를 ‘케토시스(Ketosis)’라고 한다.
KD는 1921년부터 뇌전증을 억제하기 위해 사용됐고, 지금도 청소년 재발성 발작에 쓰인다.
이번 연구에서는 7개월간 KD를 섭취한 알츠하이머병 쥐의 해마에서 치매 발병 원인으로 알려진 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질 수치가 변화하지 않고, 시냅스 기반 학습·기억 능력에 영향을 주는 ‘장기강화’(Long-Term-Potentiation, LTP) 작용이 유의미하게 회복되는 것으로 나타났다.
신경 에너지원으로 사용되는 활성 케톤체 ‘베타-하이드록시부티레이트(BHB)’도 KD를 섭취한 쥐에게서 수치가 유의미하게 증가한 것으로 확인됐다.
이를 통해 KD가 기억에 관여하는 뇌 신경세포간 연결고리인 ‘시냅스 가소성(Synaptic Plasticity)’에 미치는 영향을 면밀히 조사했다.
연구진은 KD가 Aβ를 줄이는 게 아니라 시냅스 신호 연쇄 반응을 활성화해 알츠하이머병 쥐의 손상된 LTP를 회복시킨다는 것을 확인했다.
또 KD는 남녀 모두에게서 시냅스 가소성 효소인 ‘p-ERK’와 ‘p-CREB’의 유의미한 증가를 유도했다. 특히 암컷에서는 뇌 신경세포 발달에 영향을 주는 단백질인 ‘뇌유래신경영양인자’(BDNF)가 증가했다.
연구팀은 KD와 케톤 보충제, BHB 제형이 인간의 MCI 초기 단계에 영향을 미칠 가능성이 가장 높다고 시사했다. 그러면서 KD는 이미 사람이 섭취하고 있고 여러 케톤 보충제가 시중에서 판매 중이기 때문에 MCI 초기 단계를 지연시키는 효능과 관련해 인간 임상시험으로 빠르게 전환될 수 있다고 전했다.
Primary Source
Di Lucente, J., Persico, G., Zhou, Z. et al. Ketogenic diet and BHB rescue the fall of long-term potentiation in an Alzheimer’s mouse model and stimulates synaptic plasticity pathway enzymes. Commun Biol 7, 195 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-05860-z
