세균감염, 바이러스(감기) ... 공복을 해야 한다.. 최신 논문 탐구!!

[문형철]

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30972-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867416309722%3Fshowall%3Dtrue

감염 시 나타나는 식욕부진(anorexia), 무기력 등의 “sickness behavior”가

단순한 증상이 아니라,

숙주 방어에 어떤 역할을 하는지 거의 알려져 있지 않았습니다.

이 연구는

공복 상태(단식 대사)가 세균 감염과 바이러스 감염에서 정반대의 효과를 낸다는 것을 밝혔습니다.

핵심 결과

감염 유형                                 공복(단식) 상태의 효과      영양 공급(특히 포도당)의 효과                주요 이유

세균 감염 (Listeria, LPS 패혈증 모델)	보호적 (생존율 ↑)	해로움 (생존율 ↓)	케톤 생성 촉진, 조직 손상 감소, 염증 조절
바이러스 감염 (인플루엔자, Poly(I:C))	해로움	보호적 (생존율 ↑)	포도당 이용이 항바이러스 대응과 조직 복구에 필요

중요한 포인트

• 효과는 병원체 부하(pathogen load)나 염증의 크기와는 크게 상관없었습니다.
• 대신 조직 내성(tissue tolerance) — 즉, 염증으로 인한 조직 손상을 얼마나 잘 견디느냐에 달려 있었습니다.
• 세균 감염에서는 포도당 이용을 억제하고 케톤체 생성을 촉진하는 것이 조직 보호에 유리했습니다.
• 바이러스 감염에서는 포도당 이용이 ER stress를 줄이고 조직 손상을 막는 데 중요했습니다.

연구의 의미

1. “감염되면 많이 먹어야 한다”는 통념은 틀렸다 감염의 종류에 따라 오히려 공복이 유리할 수 있음.
2. 식욕부진의 진화적 의미 세균 감염 시 나타나는 자연스러운 식욕 저하는 숙주를 보호하는 적응적 반응일 수 있음.
3. 임상적 시사점
   • 세균성 패혈증 환자: 과도한 영양 공급(특히 포도당)이 오히려 해로울 수 있음.
   • 바이러스 감염: 영양 공급이 도움이 될 가능성.

Wang et al. (2016) Cell 논문이

세균 감염에서는 공복이 유리하지만 바이러스 감염에서는 오히려 해로울 수 있다고 결론 내렸던 것과 달리,

이후 연구들(특히 케톤 생성을 유도하는 ketogenic diet이나 intermittent fasting 관련)은

바이러스 감염(인플루엔자, COVID-19)에서 케톤 대사가 보호 효과를 낼 수 있다는 증거를 제시하고 있습니다.

아래는 고영향력 저널(Nature, Science Immunology 등) 중심으로 최근까지의 주요 논문입니다.

1. Goldberg et al. (2019) — 가장 대표적인 기초 연구

• 저널: Science Immunology
• 제목: Ketogenic diet activates protective γδ T cell responses against influenza virus infection
• 주요 내용:
  • Ketogenic diet(고지방·저탄수화물 식이)을 한 쥐에서 치명적인 인플루엔자 감염에 대해 강한 보호 효과를 보임.
  • 폐의 γδ T 세포를 증가시켜 기도 상피 장벽 기능을 강화하고 항바이러스 면역을 증진.
• 의의: 바이러스 감염에서 ketogenic diet(케톤 생성 촉진)이 보호적일 수 있음을 처음으로 명확히 보여준 고영향력 논문.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7189564/

이 연구는

케톤 생성 식이(Ketogenic Diet, KD)가

인플루엔자 바이러스 감염에 대해 보호 효과를 나타내며,

그 기전이 γδ T 세포의 활성화와 폐 상피 장벽 기능 강화에 있음을 밝힌 중요한 논문입니다.

주요 결과

• 저탄수화물·고지방 케톤 생성 식이를 섭취한 쥐는 치명적인 인플루엔자 A 바이러스(IAV) 감염으로부터 생존율이 유의하게 증가했습니다.
• KD는 폐에서 γδ T 세포의 확장(expansion)을 유도했습니다.
• 이 γδ T 세포는 폐 상피세포(airway epithelial cells)의 분화와 기능을 조절하여 폐 장벽 기능(barrier function)을 강화하고, 바이러스에 대한 저항력을 높였습니다.
• 단순한 고지방 식이(high-fat, high-carbohydrate)나 외인성 케톤체(BHB) 투여만으로는 보호 효과가 나타나지 않았습니다. → 케톤증으로의 대사 적응(metabolic adaptation to ketosis)이 필수적임을 보여주었습니다.

의의

• 케톤 생성 식이가 단순히 에너지 대사를 바꾸는 것이 아니라, 면역계(특히 γδ T 세포)를 통해 직접적인 보호 효과를 낼 수 있음을 처음으로 명확히 제시한 연구입니다.
• γδ T 세포가 폐 상피 장벽을 강화한다는 새로운 기전을 밝혔습니다.
• 암, 만성 염증, 감염 질환 등에서 케톤 생성 식이의 면역조절 효과에 대한 과학적 근거를 제공합니다.

2. Karagiannis et al. (2022) — COVID-19 관련 최고 수준 연구

• 저널: Nature (2022)
• 제목: Impaired ketogenesis ties metabolism to T cell dysfunction in COVID-19
• 주요 내용:
  • COVID-19 중증 환자에서 케톤 생성( ketogenesis)이 저하되어 CD4⁺ T 세포 기능이 떨어짐.
  • Ketogenic diet 또는 BHB(베타-하이드록시부티레이트, 케톤체) 보충이 T 세포 대사와 기능을 회복시키고, SARS-CoV-2 감염 쥐 모델에서 사망률을 낮춤.
  • 케톤이 바이러스 감염 시 T 세포의 대체 에너지원으로 작용해 항바이러스 면역을 지원.
• 의의: Nature에 실린 고영향력 논문으로, 바이러스 감염(특히 COVID-19)에서 케톤 생성이 보호적이라는 가장 강력한 증거 중 하나.

이 연구는

중증 COVID-19에서 케톤 생성(ketogenesis)이 손상되어 있으며,

이로 인해 T 세포 기능이 저하된다는 것을 밝힌 중요한 논문입니다.

이전 Goldberg et al. (2019) 연구와 함께,

케톤 생성 식이(KD)와 BHB가 감염 시 면역 기능을 지원할 수 있다는 과학적 근거를 강화합니다.

주요 결과

• 중증 COVID-19 환자에서 케톤체(BHB) 생성이 유의하게 감소했습니다. (인플루엔자 ARDS에서는 이러한 감소가 관찰되지 않음)
• COVID-19 환자의 T 세포는 고갈(exhausted) 상태이며, 대사가 해당과정(glycolysis)으로 치우쳐 있었습니다.
• BHB 보충은 T 세포의 대사를 산화적 인산화(OXPHOS)로 전환시켜 기능( effector function)을 회복시켰습니다.
• 쥐 모델에서 케톤 생성 식이 또는 BHB ketone ester 투여는:
  • T 세포 대사와 기능을 회복시켰고
  • 중증 호흡기 바이러스 감염( SARS-CoV-2 포함)에서 사망률을 감소시켰습니다.

의의

• BHB가 단순한 에너지원이 아니라, T 세포의 대사 재프로그래밍을 통해 면역 기능을 직접 지원하는 대체 탄소원(alternative carbon source)임을 보여주었습니다.
• 중증 COVID-19에서 관찰되는 T 세포 기능 저하의 한 원인이 케톤 생성 저하에 있음을 제시했습니다.
• Goldberg et al. (2019)의 인플루엔자 연구와 함께, 케톤 생성 식이와 BHB가 바이러스 감염에 대한 보호 효과를 가질 수 있다는 증거를 강화했습니다.

3. 최근 임상 관련 연구 (2025)

• Bunker et al. (2025) — Scientific Reports (Nature 계열)
• 제목: Intermittent fasting and a no-sugar diet for Long COVID symptoms: a randomized crossover trial
• 주요 내용:
  • Long COVID 환자에서 intermittent fasting(1~2일 단식 + 16:8 시간 제한 식이) + 무설탕 식이가 증상을 유의미하게 개선 (LC-Score 51.8% 감소).
  • 더 강한 단식 프로토콜이 더 효과적이었음.
• 의의: 인간 대상 무작위 교차 연구로, 바이러스 후유증(Long COVID)에서 단식이 증상 완화에 도움이 될 수 있음을 보여줌.

https://www.nature.com/articles/s41598-025-07461-0

연구 디자인

• 10주 무작위 교차 시험(randomized crossover trial)
• Long COVID 환자를 대상으로 두 가지 중재를 비교했습니다.
• 각 군은 4주씩 중재를 받고, washout 기간을 거쳐 교차했습니다.

중재 내용

• Treatment A (더 강한 단식군): 1~2일 단식 + 무설탕 식이 (밀 제외는 선택)
• Treatment B (경한 TRE군): 매일 10~12시간 식사 시간 제한(Time-Restricted Eating) + 무설탕 식이

두 군 모두 무설탕(no-sugar) 식이를 기본으로 하였고, 칼로리 제한도 포함되었습니다.

주요 결과

• 두 중재 모두 Long COVID 증상을 유의하게 감소시켰습니다.
• 더 강한 단식군(1~2일 단식)에서 증상 개선 효과가 더 컸습니다.
• 전체 10주 프로그램(무설탕 식이 + TRE + 단식) 후 Long COVID 증상 점수(LC-Score)가 평균 51.8% 감소했습니다 (p < 0.0001).
• 안전성 측면에서도 비교적 양호한 것으로 보고되었습니다.

의의

• Long COVID에서 간헐적 단식 + 무설탕 식이의 효과를 무작위 교차 시험으로 처음으로 평가한 임상 연구입니다.
• 단순한 식이 제한이 아니라, 단식의 강도에 따라 효과 차이가 있다는 점을 시사합니다.
• 대사적 접근(케톤 생성 촉진, 인슐린 저항성 개선, 염증 감소)이 Long COVID 증상 완화에 도움이 될 수 있음을 임상적으로 뒷받침합니다.