LCHF와 미토콘드리아

미토콘드리아는 우리 몸무게의 대략 10%를 차지하며, 성인의 세포 속 미토콘드리아를 합치면 평균 1 경개 정도가 된다고 합니다. 대부분의 세포에는 미토콘드리아가 80~2000개 정도 있으며 심장, 뇌, 간, 신장, 근육세포처럼 대사작용이 활발하게 일어나는 세포일수록 미토콘드리아가 더 많습니다. 그러므로 미토콘드리아가 건강하고 제 기능을 잘할수록 건강에 더 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 
 
생명을 유지하는데 필수적인 기능인 호흡과 음식섭취과정을 거쳐 미토콘드리아에서 아데노신 3인산(ATP)이 생성되는 과정을 산화적 인산화라고 합니다. 산화적 인산화는 크렙스 회로와 전자전달계라고 부르는 이 두 과정이 서로 연계해서 우리가 섭취한 음식에서 얻은 전자와 회로 안에 들어 있는 양성자를 이용해서 에너지를 생산합니다.

이때 일부 전자는 전자전달계에서 빠져나가 활성산소(ROS, reactive oxygen species)를 만듭니다. 활성 산소는 짝을 이루지 못한 홀전자를 하나 이상 가진 산소 원자가 포함된 불안정한 분자입니다. 활성산소는 다른 분자와 산화반응을 일으켜서 자신이 가진 불안정한 전하를 중화하려 합니다. 즉 분자가 다른 분자에서 전자를 훔쳐가면 전자를 뺏긴 분자는 새로운 활성산소가 되면서 대혼돈이 이어지는 것입니다. 빠르게 늘어난 활성산소는 지질과 산화반응을 통해 결국 세포와 미토콘드리아를 붕괴시킵니다. 활성산소는 DNA 복제과정과 보수과정을 방해하고 DNA 구조를 변형시켜서 DNA를 손상할 수도 있습니다. 활성산소는 하루 1만 번에서 10만 번 정도, 거의 매초에 한 번씩 DNA를 공격한다고 합니다. 대략 90% 이상의 활성산소가 미토콘드리아에서 생성된다고 합니다. 
 
정상 상태에서 활성산소는 필요한 만큼 생성되고 너무 많으면 제거되면서 균형을 이루지만 활성산소의 생성이 많아지고 활성산소를 제거하는 능력(항산화기능)이 감소하게 되면 체내 활성산소의 농도가 증가하여 산화 스트레스 상태에 놓이게 됩니다. 산화 스트레스는 만성피로, 고지혈증, 동맥경화증, 심장질환, 말초혈관질환, 알레르기성 피부염, 암, 노화 및 신장질환을 일으키는 원인이 되고 기존에 있던 질병을 악화시킵니다. 그러므로 활성산소의 항상성을 유지하는 것은 세포 성장과 생존에 매우 중요합니다.  
 
미토콘드리아는 숨 쉬는 공기로부터의 산소, 먹는 음식으로부터의 지방 및 포도당을 이용하여 ATP를 생성합니다. 한순간도 쉬지 않고 일하면서 ATP를 매일  50kg이나 만들어 냅니다. 에너지 생성률은 태양보다 1만 배나 더 높습니다. 그러므로 최적의 미토콘드리아 기능은 원활한 신진대사의 비결입니다. 신진대사의 핵심은 미토콘드리아가 영양소를 어떻게 이용하는가(미토콘드리아 대사의 최적화)에 따라 달라집니다.
 
아세틸코에이(Acetyl-CoA)는 포도당 대사를 통해 생성할 수도 있지만 지방으로부터 나온 케톤체를 바탕으로 생성할 수도 있습니다. 더구나 케톤체를 변환하여 생성된 아세틸코에이의 작용에는 인슐린이 필요하지 않고 그 과정에서 젖산을 만들어내지도 않으며 뇌를 보호하기 위한 보호막인 BBB(Blood brain barrier)를 자유롭게 통과하여 뇌세포에 에너지를 공급할 수 있습니다. 지방과 케톤체는 포도당보다 월등히 효율이 높고 청정한 연료라고 할 수 있습니다.
 
미토콘드리아 기능을 최적화하는 영양소인 지방을 주 연료공급원으로 사용하면 케톤을 연소하는 미토콘드리아 능력을 최적화할 수 있습니다. 저탄수화물 고지방식단(LCHF)은 미토콘드리아가 30~40% 적게 산화스트레스에 노출되게 합니다. 즉 우리 몸이 포도당 대신 케톤체와 지방을 연료로 태우는 '지방에 적응하면' 미토콘드리아 DNA, 세포막, 단백질은 더 강해지고 건강해지며 에너지와 건강을 회복하며 암이나 다른 질병과도 맞설 수 있습니다. 

 
이상적으로는 애초에 활성산소가 너무 많이 생기지 않도록 관리하는 것입니다. 여기서 우리가 먹는 음식이 중요합니다. 미토콘드리아 대사 결함은 보통 탄수화물 총량이 지나치게 많아 인슐린과 렙틴의 저항성이 생기거나, 과잉의 단백질에 의해 mTOR 대사 신호 전달 경로가 활성화하면서 나타납니다.
 
저탄수화물 고지방식단(LCHF)은
▶체지방을 줄이는 탁월한 방법입니다.
▶혈당이 안정되고 인슐린 민감성이 회복됩니다.
▶혈압이 내려가고 HDL은 올라가고 중성지방은 감소합니다.
▶인지기능이 최적화되고 기억력이 향상됩니다.
▶대사기능이 정상화되고 염증 수준이 낮아집니다.
▶활성산소가 줄어 노화속도가 느려집니다.