젖산과 산성 종양 미세환경: 면역세포의 대사와 기능 변화

일부 종양에서는 젖산이 많이 생성되고 세포외 환경의 pH가 낮아집니다. 이런 대사 환경은 T세포와 자연살해세포의 기능을 제한하거나 다른 면역세포의 상태를 바꿀 수 있습니다. 다만 젖산 자체의 작용과 산성화의 영향을 구분해야 합니다.

젖산(lactate)은 에너지 대사의 산물이면서 다른 세포가 이용할 수 있는 연료이기도 합니다. 정상 조직에서도 지속적으로 생성·이용됩니다. 단순한 노폐물이나 암세포만 만드는 물질은 아닙니다.

산소가 있어도 젖산을 만들 수 있나요?

정상 세포도 산소가 있는 조건에서 젖산을 생성합니다. 운동 중 근육과 활성화된 면역세포에서도 해당과정과 젖산 생성이 증가할 수 있습니다. “산소가 없을 때만 젖산을 만든다”는 설명은 정확하지 않습니다.

많은 암세포는 산소가 있어도 해당과정을 활발하게 이용하며 젖산을 생성합니다. 이를 호기성 해당 또는 바르부르크 효과라고 합니다. 그러나 모든 암이 같은 대사 상태에 있는 것은 아니고, 암세포도 미토콘드리아 대사를 함께 이용할 수 있습니다.

해당과정의 중간산물은 세포 구성 성분의 합성에 이용될 수 있습니다. 피루브산이 젖산으로 전환될 때 NAD+가 재생되는 과정도 해당과정 유지에 중요합니다. 빠른 증식과 주변 환경에 적응하는 데 여러 대사 경로가 함께 작용합니다.

젖산이 많다는 것과 산성이라는 것은 같은 뜻인가요?

생리적인 pH에서 젖산은 대부분 젖산 이온의 형태로 존재합니다. 종양의 세포외 산성화에는 대사에 따른 양성자 생성·이동과 이산화탄소, 혈류와 제거 능력 등이 함께 관여합니다.

젖산 농도와 pH는 관련될 수 있지만 같은 측정값은 아닙니다. 젖산과 양성자의 공동 수송도 중요하므로, 실험에서 젖산을 어떤 형태로 넣었고 pH를 어떻게 조절했는지에 따라 결과가 달라질 수 있습니다.

사람 T세포 실험에서는 어떤 변화가 있었나요?

Fischer et al (2007)은 사람의 세포독성 T세포를 배양하여 종양 유래 젖산성 환경의 영향을 조사했습니다. 특정 실험 조건에서 증식·사이토카인 생산이 최대 95% 억제되었고, 세포독성 기능은 50% 감소했습니다.

젖산성 조건에서 벗어나 24시간 배양했을 때 기능 회복도 관찰되었습니다. 이는 해당 실험에서 기능 억제의 일부가 가역적이었음을 보여 줍니다. 사람 종양 안의 모든 T세포가 같은 정도로 억제되거나 같은 시간 안에 회복한다는 뜻은 아닙니다. (연구 원문)

활성화된 T세포도 해당과정을 이용하며 젖산과 양성자를 밖으로 배출해야 합니다. 세포외 농도와 pH 조건은 이런 수송과 세포 내부 대사에 영향을 줄 수 있습니다. 단순히 젖산이라는 분자가 존재한다는 사실만으로 기능이 모두 멈추는 것은 아닙니다.

Brand et al (2016)은 흑색종 모델에서 젖산탈수소효소 A(LDHA)와 연관된 대사를 줄였을 때 T세포·자연살해세포의 항종양 반응이 달라짐을 보고했습니다. 종양 대사가 면역 감시에 관여할 수 있다는 전임상 근거입니다.

대식세포에는 어떤 영향을 주나요?

Colegio et al (2014)은 종양 유래 젖산성 신호가 대식세포의 기능적 상태에 영향을 줄 수 있음을 보였습니다. 해당 모델에서는 혈관 형성과 조직 재구성 등에 관련된, 흔히 M2 유사 상태로 설명하는 특성이 유도되었습니다.

대식세포는 M1·M2 두 종류로 고정되어 있는 세포가 아닙니다. 주변 신호에 따라 여러 기능이 겹칠 수 있습니다. 젖산에 노출된 대식세포가 모두 같은 상태로 변한다거나 언제나 종양에 유리하게 작용한다고 일반화하지 않아야 합니다.

조절 T세포는 젖산을 이용할 수 있나요?

Angelin et al (2017)은 FOXP3가 조절 T세포의 대사 특성에 관여하여, 포도당이 적고 젖산이 많은 환경에서도 기능을 유지하도록 돕는 과정을 연구했습니다.

Watson et al (2021)은 종양 내 조절 T세포가 젖산을 대사적으로 이용하는 기전을 조사했습니다. 생쥐의 조절 T세포에서 관련 수송체를 제거했을 때 종양 성장과 면역치료 반응이 달라졌습니다.

이는 억제성 면역세포가 종양 환경에 적응할 수 있음을 보여 줍니다. 그러나 조절 T세포만 젖산을 이용할 수 있다는 뜻은 아닙니다. 다른 세포도 조건에 따라 젖산을 연료로 사용하며, 세포 종류와 활성화 상태에 따른 차이가 중요합니다.

조절 T세포의 정상 기능은 과도한 자가반응을 제한하는 것입니다. 종양에서는 같은 억제 기능이 항종양 면역을 약화시킬 수 있으므로, 치료 표적화에는 정상 조직의 면역 관용을 보존하는 문제도 따릅니다.

대사 환경을 바꾸는 치료는 어떻게 연구하나요?

연구에서는 젖산 생성 효소, 수송체와 세포외 pH 조절 등을 표적으로 합니다. 다만 정상 조직도 이 경로를 이용하므로 종양에 대한 선택성과 이상반응을 함께 평가해야 합니다.

이 글의 세포·동물 연구만으로 사람의 생존 개선이나 특정 식품의 항암 효과를 주장할 수는 없습니다. 운동 중 일시적으로 증가하는 젖산과 지속적인 종양 미세환경도 서로 다른 상황입니다.

이레한의원 코멘트

종양의 국소 pH 연구는 ‘몸을 알칼리성으로 만들면 암이 좋아진다’는 주장의 근거가 아닙니다. 혈액의 pH는 폐와 신장 등에 의해 좁은 범위로 조절됩니다. 식품이나 보충제로 종양의 pH를 선택적으로 바꾸어 치료한다는 결론은 이 자료에서 나오지 않습니다.

젖산이 생긴다는 이유로 필요한 신체활동을 피할 근거도 아닙니다. 활동량은 현재 치료와 체력, 빈혈·통증 등을 고려해 정해야 합니다.

인천 송도 이레한의원에서는 암 검진과 항암치료를 시행하지 않습니다. 한약이 종양의 젖산 대사를 조절하여 사람의 항암 성적을 개선한다는 근거는 이 글에 제시되어 있지 않습니다. 식사·피로·활동의 보완적 관리는 기존 치료를 확인한 뒤 상의합니다.

자주 묻는 질문

Q. 알칼리 식품이나 알칼리수가 암에 도움이 되나요?

A. 이 글의 국소 대사 연구로 그런 치료 효과를 주장할 수 없습니다. 혈액 pH를 임의로 바꾸려는 시도는 적절하지 않으며, 항암치료를 대신할 수 없습니다.

Q. 운동으로 젖산이 늘면 종양 면역에 해로운가요?

A. 운동에 따른 대사 변화와 지속적인 종양 미세환경은 다릅니다. 이 기전만으로 운동이 해롭다고 판단할 수 없습니다.

Q. 최대 95% 억제는 사람 몸에서도 같은 뜻인가요?

A. 특정 배양 조건에서 측정한 T세포 기능의 변화입니다. 환자 체내의 억제 정도나 치료 효과를 그대로 나타내지 않습니다.

Q. 조절 T세포만 젖산을 사용할 수 있나요?

A. 아닙니다. 다른 세포도 젖산을 이용할 수 있습니다. 해당 연구의 핵심은 종양 내 조절 T세포의 대사 적응과 그 기능적 의미입니다.

참고문헌

• Fischer K et al (2007) Inhibitory effect of tumor cell-derived lactic acid on human T cells. Blood 109:3812-3819
• Colegio OR et al (2014) Functional polarization of tumour-associated macrophages by tumour-derived lactic acid. Nature 513:559-563
• Brand A et al (2016) LDHA-associated lactic acid production blunts tumor immunosurveillance by T and NK cells. Cell Metab 24:657-671
• Angelin A et al (2017) Foxp3 reprograms T cell metabolism to function in low-glucose, high-lactate environments. Cell Metab 25:1282-1293
• Watson MJ et al (2021) Metabolic support of tumour-infiltrating regulatory T cells by lactic acid. Nature 591:645-651

⚠️ 본 글은 의학 정보 제공을 목적으로 하며, 정확한 진단·치료는 전문 의료기관에서 받으시기 바랍니다.