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[강석기의 과학카페] 술이 안 받는 사람은 안 먹는 게 낫다!

2018년 01월 16일 14:03

요즘은 각종 건강정보가 넘쳐나다 보니 서로 다른 말을 하는 경우도 많아 오히려 혼란스럽기도 하다. 그러나 자세히 들여다보면 서로 어긋나는 주장들 자체가 모순이라기보다는 그걸 일반화한 게 오류라는 생각이 든다. 즉 어떤 사람에게는 맞는 얘기지만 어떤 사람은 따라했다가는 큰일이 날 수도 있다. 개인의 게놈에 따라 반응이 다르기 때문이다.

 

‘하루 와인 한 잔을 마시는 게 술을 아예 안 마시는 것보다 몸에 좋다’는 건강상식도 그런 예가 아닐까. 와인의 건강효과는 도표(x축은 음주량, y축은 위험도)에서 ‘J 커브’를 그리는데, 항산화제가 풍부한 와인 한 잔을 마신 경우 J의 왼쪽 아래 곡선에 해당해 위험도가 낮아지므로 건강에 좋다. 그러나 양이 늘어날수록 알코올의 위험성이 커지므로 하루 와인 한 병은 몸에 해롭다는 말이다. 이는 서구인을 대상으로 한 많은 임상연구의 결론으로, 보르도 와인업자들의 일방적인 주장은 아니다.




술 한 잔이 한 병에 해당


그러나 우리나라 사람이 이 학설을 믿고 따라했다가는 셋 중 하나는 낭패를 볼 수도 있다. 동아시아인은 서구인을 비롯한 지구촌의 다른 사람들과 술을 대사(해독)하는 유전자에 큰 차이가 있기 때문이다. 즉 동아시아인은 대략 30%가 알데히드탈수소효소2(Aldh2)의 유전자의 변이형을 지니고 있는 반면 그 밖의 사람들에서는 변이형이 거의 발견되지 않는다.


술에 포함된 알코올(에탄올)은 간에서 먼저 아세트알데히드로 바뀐 뒤 최종적으로 아세트산이 돼 해독된다. 지구촌 인구 70억 명 가운데 Aldh2 유전자변이형을 지닌 사람은 5억 4000여만 명으로 10%가 채 안 되는데 특이하게도 동아시아에 몰려있다.

 

이미지 확대하기한중일 사람의 36%가 알데히드탈수소효소2(Aldh2)의 변이형을 갖고 있어서 술을 해독하는 효율이 떨어진다. 이런 사람들은 술 한 잔만 마셔도 얼굴이 금방 벌게진다(오른쪽). - ‘플로스 의학’ 제공
한중일 사람의 36%가 알데히드탈수소효소2(Aldh2)의 변이형을 갖고 있어서 술을 해독하는 효율이 떨어진다. 이런 사람들은 술 한 잔만 마셔도 얼굴이 금방 벌게진다(오른쪽). - ‘플로스 의학’ 제공

그런데 동아시아인의 3분의 1이 Aldh2의 변이형을 지녔다고 해서 이들이 표준형이 없다는 뜻은 아니다. 유전자는 부모 양쪽에서 하나씩 받기 때문에 이런 사람들 대다수는 변이형 하나에 표준형 하나다. 물론 둘 다 변이형인 사람도 있지만 2% 내외다(이런 사람들은 술 한 잔만 마셔도 응급실에 실려 갈 수 있다). 

 

그렇다면 둘 다 변이형이 아닌 다음에야 알데히드를 분해하는 효소의 활성이 절반은 될 테니 적당히만 마시면 되는 게 아닐까. 그런데 주변을 보면 술을 잘 못하는 사람(술 한 잔만 마셔도 얼굴이 벌게지는)은 이런 수준이 아닌 것 같다. 즉 알데히드 분해 능력이 절반보다 한참 떨어지는 것 같다.


연구결과 놀랍게도 이런 관찰이 사실이라는 게 밝혀졌다. 즉 Aldh2 변이형을 하나, 즉 표준형을 하나 지니고 있는 사람은 둘 다 표준형인 사람에 비해 알데히드 분해 능력이 절반이 아니라 17%에 불과하다는 실험결과가 2014년 나왔다. 왜 그럴까.

 

이미지 확대하기Aldh2 한 쌍이 모두 표준형이 경우 알코올의 대사물인 아세트알데히드가 바로 아세트산으로 바뀌지만(위) 하나가 (487번째 아미노산이 글루탐산에서 라이신으로 바뀐) 변이형인 경우 효율이 크게 떨어져 아세트알데히드가 축적돼 각종 문제가 나타난다(아래). - ‘플로스 의학’ 제공
Aldh2 한 쌍이 모두 표준형인 경우 알코올의 대사물인 아세트알데히드가 바로 아세트산으로 바뀌지만(위) 하나가 (487번째 아미노산이 글루탐산에서 라이신으로 바뀐) 변이형인 경우 효율이 크게 떨어져 아세트알데히드가 축적돼 각종 문제가 나타난다(아래). - ‘플로스 의학’ 제공

Aldh2는 단백질 하나가 아니라 네 개가 모여 효소로 작용한다. 의자가 효소라면 다리가 단백질이다. 다리 부품이 수북이 쌓여있는데서 무작위로 네 개를 집어와 의자를 만든다고 생각해보자. 부품의 절반은 정품이고 절반은 불량품일 경우 네 개 모두를 정품으로 집어야(1/16 확률) 제대로 된 의자가 나온다.


 다리 한두 개(각각 ¼, ⅜ 확률)가 불량품이면 어떻게 앉을 수는 있을지 몰라도 영 불편할 것이다(효율이 낮은 효소). Aldh2 변이형이 하나라도 알데히드 분해 능력이 50%가 아니라 17%인 이유다. 따라서 이런 사람이 매일 와인 한 잔을 마시는 건 표준형인 사람이 매일 와인 한 병을 마시는 꼴이다. 건강에 좋을 리가 없다.

 

그런데 최근 연구결과를 보면 이런 사람들은 차라리 술을 끊는 게 좋을 것 같다는 생각이 든다. 그 이유는 두 가지다. 먼저 아세트알데히드는 숙취만 일으키는 게 아니라 DNA를 변형해 게놈을 망가뜨린다는 사실이 밝혀졌기 때문이다. 술 하면 간암을 떠올리지만 최근 연구결과 구강암이나 후두암도 음주와 관련이 높다.


다음으로 술을 먹지 않더라도 우리 몸에서는 대사 과정에서 늘 알데히드가 미량 만들어지기 때문이다(Aldh2 유전자가 술을 해독하라고 있는 건 아니다!). 변이형을 지닌 사람은 자기 몸에서 나오는 알데히드를 처리하기도 빠듯하다는 말이다. 게다가 나이가 들수록 해독에 관여하는 NAD+ 같은 생체분자의 농도가 줄어 전반적인 효율이 떨어지기 때문에 술에 더 약하게 되기 마련이므로 아예 취미를 붙이지 않는 게 낫다.

 

이미지 확대하기아세트알데히드는 DNA의 염기인 구아닌(G)에 작용해 변형시키고 그 결과 이중나선이 끊어지기도 한다. 인체에는 이를 복구하는 시스템이 있지만 알데히드의 공격이 잦을 경우 세포가 돌이킬 수 없는 손상을 입어 암이 생길 수도 있다. - ‘플로스 의학’ 제공
아세트알데히드는 DNA의 염기인 구아닌(G)에 작용해 변형시키고 그 결과 이중나선이 끊어지기도 한다. 인체에는 이를 복구하는 시스템이 있지만 알데히드의 공격이 잦을 경우 세포가 돌이킬 수 없는 손상을 입어 암이 생길 수도 있다. - ‘플로스 의학’ 제공


복구 시스템은 있지만...


학술지 ‘네이처' 1월 11일자에는 술이 안 받는 사람에게 또 한 번 경종을 울리는 동물실험 결과가 실렸다(물론 술이 센 사람도 지속적인 과음을 한다면 해당되는 얘기다). 즉 술의 해독 과정이나 몸 자체에서 생긴 알데히드가 조혈줄기세포의 염색체를 손상시키고 유전자에 돌연변이를 일으키는데, Aldh2 유전자가 변이형이거나 DNA 손상 복구 유전자가 고장 날 경우 치명적인 결과로 이어진다는 내용이다.


이번 연구는 2011년 역시 ‘네이처’에 실린 논문으로 거슬러 올라간다. 당시 MRC분자생물학연구소를 비롯한 영국의 공동연구자들은 판코니 빈혈(Fanconi anaemia)이라는 선천성 질환의 미스터리와 씨름하고 있었다. 특정한 유형의 DNA 손상을 복구하는데 관여하는 유전자가 고장 나 골수에 있는 조혈줄기세포의 염색체가 손상을 입어 피(혈구)를 제대로 못 만들어 생기는 빈혈인데 문제는 DNA를 손상시키는 약물에 노출이 되지 않아도 발병한다는 것이다. 오랜 노력 끝에 연구자들은 판코니 빈혈이 인체 대사과정에서 생기는 알데히드가 DNA를 손상시키고 이를 제대로 복구하지 못한 결과임을 밝혔다.


설사 표준형 Aldh2 유전자를 지닌 사람이더라도 몸에서 알데히드가 생기자마자 바로 아세트산으로 100% 바꿀 수는 없기 때문에 DNA는 조금이라도 손상을 입기 마련이다. 다만 보통 사람들은 이를 복구하는 시스템이 있기 때문에 큰 문제로 이어지지 않는 것이다. 그렇다면 Aldh2 유전자의 변이형과 판코니 빈혈의 원인 가운데 하나인 Fancd2 유전자의 변이형을 동시에 지닐 경우 알데히드의 작용은 치명적이 될까.


연구자들은 Aldh2 유전자 한 쌍이 모두 변이형(-/-)인 어미(사람으로 치면 술 한 잔만 마셔도 큰일 나는 체질)로 두 유전자가 다 고장 난 생쥐를 만들려고 했지만 모두 유산됐다. 즉 두 유전자가 다 고장 난 배아는 발생과정에서 자기 몸이 만드는 알데히드의 독성을 견디지 못하고 죽는다는 말이다. 결국 Aldh2 유전자 하나만 변이형인 어미(+/-)를 교배해 두 유전자가 다 고장 난 새끼를 얻는데 성공했다(태반을 통해 어미의 Aldh2 효소를 공급받아 알데히드 해독). 이렇게 간신히 태어나더라도 워낙 취약해 급성백혈병 같은 질환에 걸릴 위험성이 높았다.


7년이 지나 발표한 논문에서 연구자들은 알데히드가 조혈줄기세포에 미치는 영향을 좀 더 상세히 밝혔다. 즉 알데히드가 DNA에 손상을 입혀 이중나선이 끊어질 경우 이를 복구하는 과정에서 염색체가 잘못 연결될(전좌) 위험성이 있다는 사실을 발견했다. 이처럼 심각한 손상을 입을 경우 인체 시스템은 세포사멸을 유도하고 그 결과 조혈줄기세포가 줄어들어 빈혈로 이어진다.

 

이미지 확대하기알데히드를 대사하는 Aldh2 유전자 양쪽이 다 변이형이고 동시에 손상된 DNA를 복구하는 Fancd2 유전자 양쪽이 다 변이형인 생쥐의 경우 염색체 이상이 쉽게 나타난다. 분열중인 세포의 상태로 염색체 일부에 절단이 일어나 다른 염색체에 붙은 ‘전좌’가 두 곳 일어났다. - ‘네이처’ 제공
알데히드를 대사하는 Aldh2 유전자 양쪽이 다 변이형이고 동시에 손상된 DNA를 복구하는 Fancd2 유전자 양쪽이 다 변이형인 생쥐의 경우 염색체 이상이 쉽게 나타난다. 분열중인 세포의 상태로 염색체 일부에 절단이 일어나 다른 염색체에 붙은 ‘전좌’가 두 곳 일어났다. - ‘네이처’ 제공

한편 세포사멸을 막기 위해 이에 관여하는 p53 같은 유전자를 끌 경우 대신 줄기세포의 게놈에 변이가 축적돼 비정상적인 혈액 세포가 만들어질 수 있다. 즉 혈액암의 위험성이 높아진다는 말이다. 물론 이런 결과는 Aldh2 유전자 양쪽이 다 변이형인 실험동물과 여기에 Fancd2 유전자까지 고장 난 실험동물을 정상 동물과 비교한 것이므로 극단적인 상황이다. 


그럼에도 연구자들은 논문 말미에서 Aldh2 변이형인 사람이 자주 알코올에 노출될, 즉 술을 마실 경우 DNA이중나선이 끊어지고 염색체가 비정상적으로 재구성돼 혈액과 관련된 문제가 생길 수 있다고 경고했다. 아울러 이 연구결과가 동아시아의 음주량 증가와 식도암 같은 암 발생률 증가의 연관성을 밝힌 역학조사 결과에 대한 간단하지만 설득력 있는 설명이 될 수 있다고 덧붙였다.


우리나라는 국가주도의 체계적인 건강검진이 잘 돼 있는 것으로 유명한데 여기에 기본적인 유전자 검사를 덧붙이면 금상첨화일 거라는 생각이 든다. 내심 ‘내가 술이 약한 건가?’라고 생각하면서도 습관적으로 술을 마시는 사람이 ‘당신은 Aldh2 변이형을 하나 갖고 있다’는 보고서를 받으면 아무래도 술맛이 좀 떨어질 테고 주변에서도 술을 적극 권하지는 않을 테니까.

 



※ 필자소개
강석기 과학칼럼니스트 (kangsukki@gmail.com)

서울대 화학과와 동대학원을 졸업했다. LG생활건강연구소에서 연구원으로 근무했으며, 2000년부터 2012년까지 동아사이언스에서 기자로 일했다. 2012년 9월부터 프리랜서 작가로 지내고 있다. 지은 책으로 『강석기의 과학카페』(1~4권, 2012~2015),『늑대는 어떻게 개가 되었나』(2014)가 있고, 옮긴 책으로 『반물질』(2013), 『가슴이야기』(2014)가 있다.

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