우리는 몸이 아플 때 다양한 검사를 합니다. 혈액 검사를 하기도 하고, 소변 검사를 하기도 하죠. 우리 몸에서는 섭취한 음식을 생체 내 화학반응을 통해 분해, 저장, 배출하는 ‘대사(metabolism)’가 일어납니다. 혈액이나 소변 검사를 하면 이 대사 과정에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 가령, 혈액이나 소변에 포함된 포도당의 수치로 포도당이 적절하게 조절되고 있는지 확인할 수 있죠. 이를 통해 당뇨 같은 질병을 확인할 수도 있습니다. 케톤(ketone)은 소변 검사를 통해 검출되는 대표적인 바이오마커(biomarker)입니다. 바이오마커는 생체 내 특정한 질병이나 문제를 발견했을 때 사용하는 지표입니다. 케톤이 나타나면 몸에 문제가 생긴 경우인데요. 대체 케톤이 무엇이길래 병을 진단하는 데 사용하는 걸까요? 케톤은 카보닐기에 두 개의 알킬기가 결합된 탄화수소 유도체입니다. 일반식으로는 다음(RCOR’)과 같이 표시합니다. 케톤의 종류로는 매니큐어를 지울 때 쓰는 아세톤이 있습니다. 케톤은 2차 알코올이 산화된 형태로, 다른 유기화합물에 비해 비교적 물에 잘 녹습니다. 케톤은 물, 알코올, 에테르 등 대부분의 용매와 아주 잘 섞이고, 특유의 유기 화합물 냄새를 가집니다. 휘발성과 인화성이 있어 실험실에서 사용할 때 화재를 조심해야 합니다. 일반적으로 소변 검사 등에서 검출되는 케톤은 케톤체(ketone bodies)를 말합니다. 케톤체는 인체에서 생성되는 아세톤(Acetone), 아세토아세트산(Acetoacetate), D-β-하이드록시부티르산(D-β-hydroxybutyrate) 세 가지 물질의 총칭이죠. 이 중 D-β-하이드록시부티르산은 엄밀하게 말하면 케톤은 아니지만 에너지 대사과정에서 비슷한 기능을 하기 때문에 케톤체로 분류됩니다. 케톤은 어떻게 만들어질까요? 광합성으로 에너지를 얻는 식물과 달리 인간은 음식을 섭취해 에너지를 얻습니다. 만약 음식을 먹지 못해 포도당을 얻지 못하면, 인간의 몸에선 플랜 B가 가동됩니다. 간이나 근육에 저장된 글리코젠(glycogen)을 분해해 포도당으로 활용하는 것이죠. 이 글리코젠을 모두 쓰면, 몸에 쌓인 체지방을 분해해 포도당으로 만들어 사용하는 플랜 C가 진행됩니다. 이 과정을 ‘포도당신생합성(gluconeogenisis)’이라고 합니다. 이때, 간에서 지방산이 분해되면서 케톤이 만들어집니다. 따라서 케톤은 혈중에서 소량만 발견되는 게 정상입니다. 보통, 케톤은 소변에서는 발견되지 않습니다. 평소에는 케톤이 생산되고 제거되는 시스템이 균형을 맞춰 항상성을 유지하기 때문이죠. 케톤이 소변에서 발견되었다면 몸에 어떤 문제가 발생했다는 것입니다. 이것이 바로 케톤 양성의 의미입니다. 케톤 양성 판정을 받고 정밀 검사를 해 보면 다양한 질병이 발견됩니다. 대표적으로는 당뇨, 급성 감염 등 생체 항상성이 깨져서 나타나는 질환이 있습니다. 한편, 병이 없는데도 케톤이 검출되는 경우가 있습니다. 소변검사 전에 금식을 하는 경우가 대표적입니다. 그리고 소아의 경우, 케톤이 성인보다 더 많이 검출됩니다. 간에 저장할 수 있는 글리코젠 양이 성인보다 적기 때문에, 포도당이 결핍되면 바로 지방산을 분해해서 사용하기 때문일 것으로 추정됩니다. 케톤 양성이 나타나면 추가 검사를 한 후 몸 안의 균형을 맞추기 위한 치료가 진행됩니다. 만약 치료가 적절한 타이밍에 진행되지 않으면 무슨 일이 발생할까요? 혈액 내에 케톤이 증가하면 혈액의 pH가 감소합니다. 이렇게 지속적으로 혈액의 산도가 증가하면 케톤산증(ketoacidosis)이 나타날 수 있습니다. 케톤산증이 나타나면 우리 몸에서는 중탄산염(bicarbonate)을 과도하게 사용해 산과 염기의 균형을 유지하려고 합니다. 하지만 이로 인해 몸의 미네랄 균형이 깨져 추가적인 문제가 생길 수도 있습니다. 이 정도로 상황이 나빠지면, 몸에서 아세톤 같은 시큼한 화학 물질 냄새가 나기도 합니다. 더 심각한 경우, 혼수 상태에 빠지거나 사망에 이를 수도 있습니다. 반면, 케톤체를 이용한 치료법도 있습니다. 탄수화물과 단백질을 줄이고 지방 섭취를 늘리는 케톤식(ketogenic diet)이 이에 해당됩니다. 인체가 포도당이 아닌 지방을 연료로 사용하는 상태로 바꾸는 방식입니다. 실제 사례로, 소아 뇌전증 환자의 경우, 케톤식이 경련을 줄이는 데 도움이 된다는 효과가 확인돼 치료에도 활용됩니다. 또 혈당 조절이나 체중 감량을 위해 케톤식을 하는 사람들도 많습니다. 케톤은 단순한 화학물질이 아니라 인체의 항상성과 건강 상태를 이해하는 단서입니다. 케톤이 소변에서 검출되는 것은 우리 몸이 평소와 다른 상태로 작동할 때 나타나는 중요한 신호입니다. 그러나 케톤은 뇌전증 발작을 억제하는 케톤식이 있듯, 우리에게 이로운 점도 존재합니다. 중요한 것은 케톤의 이점을 활용하되, 그 균형을 유지하는 것입니다. 결국 무엇이든 적당히 섭취하는 균형 잡힌 식단과 생활 습관을 유지하는 것이 건강을 지키는 핵심입니다.