"단식은 모든 사람에게 동일하지 않습니다": 48시간 단식은 마른 사람과 비만인 사람의 면역 체계를 어떻게 다르게 재구성하는가

짧은 단식으로 면역 체계를 덜 염증적인 모드로 "전환"할 수 있을까요? UBC 오카나간, UCSF, 스탠퍼드의 연구진은 통제 실험을 수행했습니다. 성인 32명(비만 16명, 정상 16명, 남녀 동등)을 대상으로 48시간 단식과 함께 신진대사, 케톤, T세포 기능을 반복적으로 측정했습니다. 그 결과, 비만인 사람들은 케토시스 유발 요인이 약하고, T세포가 지방으로 연료를 전환하는 능력도 떨어지며, 항염증 신호와 염증 신호의 균형 변화도 적었습니다. 즉, 면역대사 "리셋"이 둔화된 것입니다.

연구 배경

단식과 간헐적 단식은 최근 몇 년 동안 신진대사를 "재설정"하고 염증을 줄이는 데 인기 있는 전략이 되었습니다. 이러한 접근 방식에는 생물학적 원리가 있습니다. 에너지가 부족하면 신체는 포도당에서 지방산과 케톤(주로 β-하이드록시부티르산, BHB)으로 전환합니다. 케톤은 뇌와 근육의 연료일 뿐만 아니라 신호 전달 분자이기도 합니다. 케톤은 염증 연쇄 반응(예: NLRP3)을 억제하고 면역 세포의 후성유전학적 표지(리신의 β-하이드록시부틸화, Kbhb)를 변화시킬 수 있습니다. 임상적으로 이는 저농도 염증을 "진정"시키고 인슐린 민감도를 개선하는 것과 관련이 있습니다.

그러나 단식에 대한 반응은 사람마다 다릅니다. 비만은 대사 경직성, 즉 칼로리 결핍 상태에서 탄수화물에서 지방으로의 전환이 어려운 것을 특징으로 합니다. 이러한 "경직된" 대사는 간과 근육뿐만 아니라 면역 세포에도 영향을 미칩니다. T-림프구는 기능을 (염증 촉진에서 조절로) 바꾸거나 스트레스 상황을 견뎌내기 위해 지방산 산화를 증가시키고 미토콘드리아를 적응시키는 등 에너지 경로를 전환해야 합니다. 이러한 전환이 "단단하다면" 단식에 대한 항염증 반응이 약해질 수 있습니다.

면역학적 맥락도 있습니다. 비만은 종종 염증 유발 표현형(예: Th17/Tc17 및 IL-17과 같은 사이토카인)으로의 변화와 단핵구를 조직으로 유인하는 케모카인(MCP-1)의 증가를 동반합니다. 이론적으로 케토시스와 그와 관련된 신호는 이러한 배경을 "억제"해야 합니다. 그러나 단식 중 BHB 수치가 적당히 상승하고 그 유도체(Kbhb 포함)의 형성이 악화되면 면역에 대한 "브레이크" 신호가 더 약해질 것입니다. 따라서 비만인에서 단기 단식이 더 적은 면역대사적 이점을 제공할 것이라는 가설이 제기됩니다.

마지막으로, 방법론적 과제가 있습니다. 대부분의 데이터는 혼합된 모집단, 짧은 관찰 기간, 그리고 대리 지표로 구성되어 있어 전신 대사, T세포 미토콘드리아, 사이토카인 프로파일 등 정확히 무엇이 변화하는지, 그리고 이것이 표현형(정상 체중 대 비만, 성별, 연령)에 따라 어떻게 달라지는지 이해하기 어렵습니다. 고정된 단식 기간, 반복적인 케톤 측정, 면역 세포 호흡 측정, 사이토카인 패널을 포함하는 통제된 기전적 프로토콜이 단식의 일반적인 효과와 표현형별 차이를 구분하고, 이러한 접근 방식이 실제로 누구에게 어떻게 도움이 되는지 파악하는 데 필요합니다.

정확히 무엇을 확인했나요?

• 설계: 48시간 동안 칼로리 섭취 금지; 시작 시 방문 및 혈액 샘플 채취, 24시간 및 48시간 후.
• 전신 지표: 호흡상수(RER), 유리지방산, β-하이드록시뷰티레이트(BHB), BHB-아미노산 결합체, 포도당, 인슐린, 렙틴.
• 세포 수준:
  • T 세포의 미토콘드리아 호흡("지방" 산화인산의 비율 포함)
  • T 세포 하위 유형(Th1/Th2/Th17/Th22/Treg);
  • CD4/CD8 발현, IFN-γ 및 IL-17 분비
  • 혈장 사이토카인(MCP-1, GDF-15, IL-8, IL-6, IL-10, TNF-α, IL-1RA, FGF-21).

주요 결과

• 비만에서는 케토시스가 둔화됩니다. BHB, 그 아미노산 결합체, 그리고 라이신 β-하이드록시부틸화(Kbhb)의 증가는 비만군에서 신체 내 지방 산화가 유사하게 진행되었음에도 불구하고, 비만군에서 더 약했습니다.
• 모든 사람이 T 세포로서 지방을 이용하는 것은 아닙니다. 마른 체형의 경우 T 세포가 지방 산화 호흡에 참여하는 비율이 증가했지만, 비만인 체형에서는 그렇지 않았습니다.
• 염증 양상이 더 안정적입니다. 비만인의 혈액에는 Th17이 더 많고 IL-17(특히 세포독성 Tc17) 분비도 더 많으며, 단식 중 항염증성 사이토카인에서 염증 유발성 사이토카인으로의 전환도 적습니다.
• 기억해야 할 숫자:
  • MCP-1은 모든 피험자에서 감소했지만(마른 피험자는 약 -27%, 비만 피험자는 약 -22%) 비만 피험자에서는 더 높은 수준을 유지했습니다.
  • 단식 후 마른 사람의 GDF-15가 38% 증가했지만, 비만인 사람의 경우 변화가 없었습니다.
  • IL-8은 마른 체형에서는 7% 증가하고, 비만 체형에서는 13% 감소합니다.

무슨 뜻이에요?

단식은 일반적으로 신체를 지방과 케톤으로 전환하는 동시에 면역 체계를 "진정"시킵니다. 그러나 비만의 경우, 이 두 가지 효과는 덜 효과적입니다. 케톤 수치가 감소하고 T 세포가 "지방" 모드를 같은 정도로 활성화하지 못하기 때문입니다. 이는 일반적으로 염증 감소와 관련이 있습니다. 따라서 단기 단식이 모든 염증 반응을 유발하는 것은 아닙니다. 반응은 기저 표현형에 따라 달라집니다.

약간의 기계적인 설명 - 케톤이 여기에 있는 이유는 무엇일까요?

• BHB는 단순한 '연료'가 아니라 신호 전달 분자이기도 합니다. 염증 연쇄 반응(예: NLRP3)을 억제하고 Kbhb와 같은 변형을 통해 유전학을 재구성할 수 있습니다.
• BHB와 그 파생물의 성장이 약하면 면역 체계를 "무장 해제하는 신호"가 더 조용히 전달됩니다. 이는 단식이라는 배경에서 비만이 더 지속적인 염증 프로필을 나타내는 데 대한 논리적인 설명입니다.

게시물의 "플러스"가 여전히 보이는 곳

• MCP-1 감소 - 모든 그룹에서 단핵구 화학주성이 감소합니다.
• RER에 따르면 지방성 연료로의 체계적 전환은 모든 사람에게 일어나고 있습니다.
• 일부 사이토카인(예: GDF-15)의 경우 마른 사람은 뚜렷한 반응을 보이는데, 이는 에너지 스트레스에 대한 적응의 지표일 수 있습니다.

실제적 결론

• 단식은 모든 신체 유형에 동일한 도구입니다. 비만인 경우 면역대사 증가가 더 적을 수 있습니다.
• 현명하게 결합하세요: 운동, 수면, 칼로리 적자, 식단의 질은 신진대사 유연성을 개선하고 단식에 대한 면역 반응을 강화하는 요소입니다.
• 의학적 맥락이 중요합니다. 48시간 단식은 연구 프로토콜이므로, 장기적인 제한 사항은 반드시 의사와 상의해야 합니다. 특히 당뇨병, 관상동맥 심장 질환이 있거나 약물을 복용 중인 경우에는 더욱 그렇습니다. (등록 연구: NCT05886738)

연구가 수행된 방법

• 참가자: 32명(각 그룹 16명씩, 정상 BMI와 비만, 8/8).
• 프로토콜: 표준 아침 식사 → 측정 → 24시간 단식 → 측정 → 48시간 단식 → 측정.
• 방법: 간접 열량측정법; BHB-접합 질량 분석법; Kbhb 면역 블롯(PBMC); 고분해능 T-세포 호흡측정법; 하위 유형 유세포 분석법; 사이토카인 멀티플렉스 패널.

제한

• 표본 크기와 48시간 형식은 임상적 결과가 아닌 기계적 작업입니다.
• 비만 그룹은 평균적으로 나이가 더 많았습니다. 저자는 통계적으로 이 점을 고려했지만, 잔여 교란 요인이 있을 수 있습니다.
• 비만인 사람들의 반응을 균등하게 하기 위해 프로토콜(기간, 에피소드 간 영양, 운동)을 다양하게 변경하는 방법에 대한 연구가 필요합니다.

저자의 의견

연구진은 연구에서 48시간 단식이 치료 프로토콜이 아니라 기전적 스트레스 테스트라고 강조합니다. 연구 목표는 면역 세포가 "지방-케톤" 모드로 얼마나 빨리, 그리고 어느 정도 전환되는지, 그리고 비만인에서 이러한 반응이 억제되는 이유를 이해하는 것이었습니다. 저자들의 결론은 명확합니다. 단식은 보편적인 염증 전환이 아니며, 초기 표현형(비만/정상)이 면역대사 변화의 진폭을 강력하게 결정한다는 것입니다.

구체적으로, 연구팀은 비만 참가자들이 β-하이드록시부티르산과 그 유도체의 증가가 약하고, 지방산 산화에서 T세포의 증가가 더 적으며, 사이토카인 프로파일의 변화가 덜 뚜렷하다는 점에 주목했습니다. 이는 대사 경직성이라는 개념과 일치하며, 유사한 단식 요법이 사람마다 다른 임상 효과를 나타내는 이유를 시사합니다.

저자에 따르면, 이것이 실제로 의미하는 바는 다음과 같습니다.

• "모두에게 맞는 단일 방법"이 아닌 개인 맞춤화: 단식 프로토콜은 표현형(비만, 연령, 성별)에 맞게 조정해야 할 수도 있으며, 대사 유연성을 높이는 요소(수면, 운동, 식단 질)와 결합해야 할 수도 있습니다.
• 이론보다 바이오마커가 더 중요합니다. "단식이 시작되었다"는 느낌에 의존하기보다는 케톤, 염증 마커의 역학, T세포의 기능 지표를 객관적으로 모니터링하는 것이 합리적입니다.
• 의학적 낭만주의가 없다면, 장기 단식은 만병통치약이 아니며 치료를 대체하는 것도 아닙니다. 어떤 사람들에게는 예상되는 항염증 효과가 미미할 수 있습니다.

저자들이 다음 단계라고 부르는 지침은 다음과 같습니다.

• 비만의 경우, 제한의 기간/빈도와 조합(예: 단식 전이나 단식 중에 운동)이 케토시스를 강화하고 면역 대사를 "재배선"하는 데 특히 도움이 되는지 확인하세요.
• 에너지적 스트레스의 "기억"으로서의 후성유전학적 표지(β-하이드록시부틸화)의 역할과 염증의 지속적인 감소와의 연관성을 평가합니다.
• 단식이 누구에게, 어떤 조건에서 실질적이고 의미 있는 이점을 제공하는지 이해하기 위해, 합병증이 있는 사람을 포함한 더 크고 다양한 표본으로 설계를 확대합니다.

결론

단식은 대부분의 사람들에게 대사적 "지방-케톤 모드"를 유발하여 염증을 완화할 수 있습니다. 그러나 비만의 경우, 이러한 반응은 약화됩니다. 케톤과 그 신호 전달 물질이 감소하고, 미토콘드리아 T 세포 반응이 덜 유연하며, 염증 양상이 더 지속됩니다. 따라서 "염증 치료를 위한 단식" 전략은 근본적인 면역 대사를 고려하고 운동, 수면, 식이요법 등의 도움을 받는 개인 맞춤형 접근이 필요합니다.

출처: Neudorf H. 외. 비만 환자의 단식에 따른 면역대사 반응 변화. iScience 28(7):112872, 2025. DOI: 10.1016/j.isci.2025.112872