단식하면 스트레스에 대한 저항력이 높아진다
단식이라는 것은 일정기간 모든 음식 또는 특정 음식의 섭취를 끊는 것입니다. 그 목적이나 방법은 다양하지만 세계의 많은 종교에서 단식을 행하고 있습니다. 예를 들어 음식을 끊는 것에 의해 인간의 욕망을 제어하고, 정신집중을 도와 높은 종교적 경지에 도달할 목적으로 단식을 하고 있습니다. 기원을 할 때, 자기의 성의를 보여주기 위해 종종 단식을 하고 있습니다. 이슬람교에서는 단식중인 기원은 반드시 들어주는 것으로 간주합니다. 기타 속죄와 참회의 목적 등에서도 단식을 하고 있습니다.
질병의 치료 목적으로도 예로부터 단식 요법은 이루어졌습니다. 고대 그리스 시대의 의사 히포크라테스는 각종 질병의 치료에 단식이 유효한 것을 설명하고 있습니다. 히포크라테스는 "단식하면 몸의 치유력이 높아져 질병을 치료하게 된다"고 말하고 있습니다 히포크라테스는 약 2500년 전 사람으로 서양의학의 초석을 만들었다고 하며 "의성"이나 "의학의 아버지"라고 불리고 있습니다.
약이 듣지 않는 난치성 간질의 치료에 절식이 효과적인 것으로 알려져 있습니다. 암 및 기타 다양한 난치병의 식이요법으로도 단식이나 절식이 시도되고 있습니다. 절식을 하면 체지방이 연소하여 케톤체(아세토초산과 β-하이드록시부티르산)이라는 물질이 생깁니다. 이 케톤체는 항염증 작용과 세포보호 작용이 있습니다.
또한 절식을 하면 세포의 자가소화작용(autophagy)이 항진하여, 세포 내에 축적된 이상 단백질을 분해하여 제거하여 줍니다. 즉, 세포를 젊게 하여 치유력을 높이는 효과가 있습니다.
단식은 fasting이라고 하여, 질병의 치료목적으로 연구되고 실천되고 있습니다. 질병치료 목적으로 장기간(2~4주 정도) 단식하는 방법과 건강증진의 목적으로 1주일에 1~2일 정도 단식하는 방법, 1일 내지 며칠마다 1일 단식하는 간헐적인 단식 등 다양한 방법으로 이루어지고 있습니다.
단식이라는 것은 생물에게는 죽느냐 사느냐의 강한 스트레스가 되기 때문에 몸은 최상의 방어 모드로 들어갑니다. 평소 세포분열을 하고 있는 세포도 일시적으로 증식을 중지하거나 분열속도를 저하시키고, 다양한 스트레스와 독성에 대한 저항성을 높이는 단백질의 합성을 촉진시킵니다.
즉 단식을 하면 물질을 합성하는 동화작용과 세포를 분열시키는 작용을 가진 호르몬과 성장인자(인슐린과 인슐린유사성장인자 등)은 감소하고 스트레스에 대한 저항력을 높이는 유전자의 발현은 증가합니다. 효모 실험에서는 활성산소와 항암제에 대한 저항성은 영양기아(단식)에 의해 10배 이상 높아지는 것으로 보고되었습니다.
단식은 인슐린과 인슐린유사성장인자-1(IGF-1)의 발현을 저하시킵니다. 마우스 실험에서 72시간 단식에서 혈중 IGF-1 농도가 70% 저하되고, IGF-1의 활성을 저해하는 IGF 결합 단백질-1(IGFBP-1)의 농도는 11배 증가했습니다. IGF-1의 혈중 농도가 70~80% 감소했던 마우스는 항암제에 의한 세포독성에 대해서 저항성을 나타냈습니다.
수명 연구에서는 성장호르몬/IGF-1 신호전달체계의 억제는 스트레스 저항성을 높이고, 수명연장 효과를 나타내는 것이 많은 실험 모델에서 나타났습니다. 예를 들어, IGF-1 신호전달체계가 결손하고 있는 동물은 수명이 길고, 스트레스에 대한 저항성이 높은 것으로 보고되었습니다. 즉, 단식은 인슐린과 IGF-1 신호전달체계의 억제에 의해 스트레스 저항성이 증가하고, 수명을 연장하는 메커니즘이 작동한다고 생각할 수 있습니다. 단식하면 항암제나 방사선 치료의 부작용을 줄이고 항암효과를 높일 수 있습니다.
단식하면 수명이 연장된다
영양장애를 유발하지 간헐적 단식이 수명을 연장하는 것이 많은 동물실험에서 증명되었습니다. 그 메커니즘은 매우 복잡하고 전문적인 것으로 되지만, 생물이 "기아에 의해 수명이 연장된다"와 같은 메커니즘을 진화과정에서 획득한 것이라고는 쉽게 이해할 수 있습니다. 이 메커니즘을 획득한 것이 가혹한 환경에서 도태에서 살아남은 것으로 간주되기 때문입니다.
모든 생물에서 가장 우선되는 것은 종의 보존과 번영입니다. 이런 종류의 번영에 유리한 성질이 진화과정에서 도태로부터 살아남을 수 있게 됩니다. 식량이 부족하게 되면 바로 죽는 생물은 진화과정에서 쉽게 도태됩니다. 영양과 에너지의 부족에 대한 저항성을 갖도록 하는 메커니즘을 획득한 것이 생존합니다.
식량이 부족한 때에는 영양기아에 대한 저항력을 높이고, 대사를 억제하여 수명을 연장하고, 식량이 완전히 입수할 수 있게 되면 생식활동을 할 수 있도록, 식량이 부족한 조건(칼로리섭취가 부족할 때)에서 수명을 연장하는 메커니즘과 스트레스에 대한 저항력을 높이는 메커니즘이 진화했다고 말할 수 있습니다.
예를 들어, 영양기아 시 FOXO(Forkhead box O)라는 전사인자가 활성화됩니다. FOXO는 스트레스 반응, 대사조절, 세포주기, 아포토시스, DNA 복구 등과 관련된 많은 유전자의 발현유도를 촉진하고, 다양한 스트레스에 대한 저항력을 높여줍니다. 즉, FOXO는 산화스트레스와 기아 스트레스에 대한 저항력을 높이는 작용이 있어, 영양기아를 극복하기 위해 진화과정에서 획득한 메커니즘입니다.
FOXO 전사인자 활성은 성장호르몬/인슐린/인슐린유사성장인자-1(IGF-1)의 신호전달체계에 의해 억제됩니다. 단식이 이 성장호르몬/인슐린/IGF-1 신호전달체계를 억제하고, FOXO 전사인자 활성을 높임으로써, 스트레스에 대한 저항력을 높여줍니다. 식량이 부족할 때 단순히 수명을 연장뿐만 아니라, 식량을 얻었을 때 생식활동을 재개하는 것이 목적이기 때문에, 젊게 유지(노화를 억제)하는 것도 중요합니다. 즉, 간헐적 단식은 수명을 연장할 뿐만 아니라 몸을 젊게 하는 효과도 있음을 의미합니다.
일반적으로 많은 생물에서 식량이 끊임없이 부족하지 않는 상태라는 것은 현대의 인류 외에는 있을 수 없습니다. 인류는 1만년 전에 농경을 시작해서 식량을 안정적으로 얻을 수 있게 되었습니다. 그러나 기후 변화로 인해 기근을 경험합니다. 인류가 기근을 경험하지 않게 된 것은 산업 혁명 이후, 농업의 기계화에 의해 농산물의 생산성을 향상하고, 음식 저장기술의 발전으로 장기간 음식의 저장이 가능하게 되었기 때문입니다.
음식의 풍부한 열대 숲에 살고 있으면, 음식은 풍부하게 얻을 수 있지만, 대부분의 생물은 식량이 충분히 입수할 수 없는 위험 속에서 살아 왔습니다. 이런 상황에서 음식의 섭취가 부족할 때 종을 저장하기 위해서는 어떻게 해야 좋을까가, 식사가 불충분한 경우에는 생식을 연장하기 위해 수명연장 방법이 생체 내에서 진화했다는 것입니다. 음식을 얻을 수 있게 되었을 때 생식을 시작합니다.
따라서 열량이 충분히 얻을 수 없는 경우, 수명연장과 동시에 노화를 억제하여 젊은 상태를 유지할 필요가 있는 것입니다. 이것은 영양부족을 유발하지 않고 간헐적으로 단식을 행하면 수명이 연장하고 노화를 늦출 수 있는 이유입니다.
福田 一典/銀座東京クリニック
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