임신 중 당뇨와 ASD 위험, 설탕·과당 섭취, 태아의 대사환경, 장내미생물, 생후 20개월 전후의 자폐 퇴행을 연결하는 연구들을 통해 현대 식생활과 ASD 증가 가능성을 살펴본다.
19세기 이후 인간의 식생활에서 가장 극적인 변화 가운데 하나는 설탕이 특별한 날에 먹는 귀한 식품에서 매일 섭취하는 일상적인 식품으로 바뀌었다는 점이다. 이후 정제 탄수화물과 가당음료가 늘어났고, 20세기 후반에는 액상과당인 high-fructose corn syrup(HFCS)을 비롯한 다양한 당류가 가공식품과 음료에 광범위하게 사용되기 시작했다. 같은 시기에 비만과 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병 같은 대사질환도 크게 증가했다. 그리고 지난 수십 년 동안 자폐 스펙트럼 장애(Autism Spectrum Disorder, ASD)의 진단과 유병률 역시 빠르게 증가했다.
그렇다면 이 현상들은 서로 완전히 독립적인 것일까?
현재의 연구만으로 “설탕이나 과당이 자폐를 일으킨다”고 말할 수는 없다. 그러나 설탕과 가당음료의 과다 섭취가 대사질환과 연결되고, 모체의 당뇨와 대사 이상이 자녀의 ASD 위험 증가와 반복적으로 연관된다는 사실은 이미 상당한 역학 연구로 확인되고 있다. 내가 주목하는 것은 설탕이라는 특정 식품 하나가 아니다. 더 중요한 질문은 산업화 이후 변화한 당 섭취가 임신 전부터 영유아기에 이르기까지 인간의 대사환경을 바꾸었고, 이것이 유전적으로 취약한 일부 아이들의 신경발달에 영향을 미칠 수 있었는가 하는 점이다.
설탕이 많아진 사회, 달라진 모체의 대사환경
가당음료(sugar-sweetened beverages)는 현대인의 대표적인 added sugar 공급원이다. 2015년 BMJ에 발표된 systematic review와 meta-analysis에서는 17개의 prospective cohort를 분석한 결과, 가당음료를 하루 한 serving 더 섭취하는 경우 제2형 당뇨병 발생률이 약 18% 높았고, 체지방 정도를 보정한 이후에도 약 13% 높은 연관성이 남았다.[1] 즉 가당음료와 당뇨의 관계를 단순히 “설탕을 많이 먹으면 살이 찌기 때문”으로만 설명하기는 어렵다는 것이다.
임신 전 식생활과 임신성 당뇨병의 관계도 연구되어 왔다. Nurses’ Health Study II에서 임신 경험이 있는 여성 13,475명을 추적한 연구에서는 임신 전 sugar-sweetened cola를 일주일에 5회 이상 섭취한 여성에서 임신성 당뇨병(gestational diabetes mellitus, GDM)의 위험이 22% 높게 나타났다.[2] 물론 이러한 연구들은 설탕이 직접 ASD를 유발한다는 것을 보여주는 연구가 아니다. 중요한 것은 현대의 고당 식생활이 임신 이전부터 여성의 대사환경에 영향을 줄 가능성이 있으며, 바로 그 대사환경이 태아의 신경발달과 연관되어 있다는 사실이다.
모체의 당뇨와 ASD 사이에서 발견되는 강한 신호
이 문제를 연구하면서 가장 주목해야 할 자료는 maternal diabetes와 자녀의 신경발달 사이의 연구들이다. 2025년 The Lancet Diabetes & Endocrinology에 발표된 대규모 systematic review와 meta-analysis는 202개의 관찰연구와 약 5,608만 건의 임신 자료를 분석했다.[3] 주요 교란요인을 보정한 연구들을 종합했을 때, 임신 중 모체 당뇨에 노출된 자녀에서는 전체 신경발달장애가 약 28%, ASD가 약 25%, ADHD가 약 30%, 지적장애가 약 32%, 의사소통장애가 약 20% 높은 위험과 연관되어 있었다.[3]
더 흥미로운 것은 언제 대사 이상에 노출되었는가이다. 2015년 JAMA에 발표된 Kaiser Permanente 연구에서는 322,323명의 출생아를 조사했다. 그 결과 임신 26주 이전에 임신성 당뇨가 진단된 산모의 자녀에서 ASD 위험 증가가 관찰되었지만, 26주 이후 진단된 경우에는 같은 연관성이 명확하지 않았다. 조기 GDM의 ASD 위험에 대한 보정 hazard ratio는 1.42였다.[4]
이 연구만으로 임신 초기의 고혈당이 ASD를 일으킨다고 결론 내릴 수는 없다. 그러나 단순히 “당뇨가 있느냐 없느냐”보다 태아 뇌가 급격하게 발달하는 시기에 어떤 대사환경에 노출되었는가가 중요할 가능성을 보여준다. 이것은 내가 설탕 문제를 단순한 영양학의 문제가 아니라 발달기 신경생물학의 문제로 바라보는 이유이기도 하다.
문제는 당뇨라는 진단명보다 태아가 경험하는 환경일 수 있다
대부분의 역학 연구는 산모를 “당뇨”와 “비당뇨”로 나눈다. 그러나 생물학적 변화가 당뇨 진단을 받는 순간 갑자기 시작되는 것은 아니다. 당뇨 이전에도 insulin resistance와 glucose intolerance가 진행될 수 있고, 혈당과 대사 상태는 연속적인 스펙트럼을 이룬다. 모체의 고혈당과 대사 이상은 태반과 태아의 대사환경을 변화시킬 수 있으며, maternal diabetes와 자녀의 신경발달을 연결하는 후보 기전으로는 산화 스트레스(oxidative stress), 염증과 neuroinflammation, 지방대사의 변화, 미토콘드리아 기능 이상, 후생유전학적 변화(epigenetic alterations) 등이 연구되고 있다.
따라서 현재의 연구를 바탕으로 가장 신중하게 제시할 수 있는 경로는 다음과 같다.
모체의 대사 이상 → 태아의 염증·산화 스트레스 및 대사환경 변화 → 신경발달 과정과 후생유전학적 조절 변화 → 일부 아동에서 신경발달 위험 증가
이 경로가 ASD의 확정된 발병기전이라는 뜻은 아니다. 하지만 적어도 검증할 가치가 충분한 생물학적 경로이다.
과당은 단순히 ‘혈당 증가’뿐 아니라 장내세균총의 변화를 유발한다
여기서 설탕과 과당(fructose)을 구별할 필요가 있다. 흔히 과당이 혈당을 급격하게 올리고 큰 insulin spike를 일으킨다고 생각하기 쉽지만, 연구 결과는 그렇게 단순하지 않다. Fructose를 같은 열량의 glucose나 sucrose와 비교한 systematic review에서는 오히려 급성 식후 혈당과 insulin peak가 낮게 나타났다.[5] 따라서 “과당 → 혈당 급상승 → ASD”라는 설명은 현재 근거와 맞지 않는다.
그렇다고 과도한 fructose exposure를 신경 쓸 필요가 없다는 뜻도 아니다. 과당은 glucose와 다른 방식으로 대사되며, 특히 과잉 섭취가 장기간 지속될 경우 간 대사, 지방대사, 장내미생물과 장 장벽 기능에 미치는 영향이 활발하게 연구되고 있다. 동물실험에서는 high-fructose diet가 장내미생물의 구성과 대사기능을 변화시키고, 대장의 mucus layer를 얇게 하며, 장내 세균이 장점막에 더 가까이 접근하도록 만들어 실험적 장염을 악화시켰다. 흥미롭게도 항생제 처리나 germ-free condition을 통해 장내 세균의 영향을 제거하면 이러한 악화가 현저하게 감소했다.[6]
이 연구가 과당이 SIBO나 ASD를 일으킨다는 것을 증명한 것은 아니다. 하지만 fructose → gut microbiome 변화 → intestinal barrier와 inflammation 변화라는 경로가 실제 생물학적 현상이라는 점은 중요하다.
ASD 연구에서도 microbiome, intestinal barrier, immune activation, neuroinflammation은 중요한 연구 분야가 되고 있다. 그렇다면 생애 초기의 excessive fructose exposure가 특정한 유전적·대사적 취약성을 가진 아이들의 gut–immune–brain axis에 어떤 영향을 미치는지는 앞으로 직접 검증해야 할 문제이다.
왜 자폐 퇴행은 생후 18~20개월 전후에 많이 나타나는가?
임상에서 부모들을 인터뷰하다 보면 반복적으로 듣는 이야기가 있다. “돌 전까지는 크게 이상하지 않았습니다. 그런데 18개월쯤부터 말이 줄고, 눈맞춤이 감소하고, 이전에 하던 행동을 하지 않기 시작했습니다.” 이러한 경험을 곧바로 객관적 연구자료로 볼 수는 없다. 그러나 ASD regression의 발생 연령을 조사한 연구는 흥미로운 결과를 보여준다.
97개 연구를 종합한 2021년 meta-analysis에서는 ASD 아동의 약 30%에서 이미 획득했던 언어나 사회적 기술의 상실이 보고되었으며, 퇴행이 시작된 평균 연령은 19.8개월이었다.[7] 그런데 12개월에서 24개월 사이에는 뇌 발달만 급격하게 일어나는 것이 아니다. 아이의 식생활 자체가 크게 바뀐다. 모유나 분유와 제한된 이유식 중심의 식생활에서 벗어나 가족과 같은 음식을 먹기 시작하고, 음료·간식·빵·과자·가공식품 등 다양한 식품에 노출된다.
미국 NHANES 자료를 분석한 연구에서는 added sugar를 섭취하고 있는 비율이 생후 6~11개월 영아에서는 약 60.6%였던 반면, 12~23개월 toddler에서는 98.3%에 달했다. 섭취량도 크게 증가했으며 fruit drinks, bakery products, sweets 등이 주요 공급원이었다.[8]
여기서 매우 흥미로운 시간적 중첩이 나타난다. ASD regression의 평균 시점 약 20개월. 그리고 added sugar를 포함한 성인형 식생활로의 급격한 전환 시기 역시 생후 1~2년. 그렇다고 두 현상이 같은 시기에 일어난다는 이유만으로 “설탕이 ASD regression을 일으킨다”고 결론 내릴 수는 없다. 하지만 이 시간적 일치는 중요한 질문을 만든다.
왜 ASD regression은 평균적으로 이 시기에 집중되는가? 이유식을 마치고 가족식으로 이동하면서 나타나는 식이 구성, glucose metabolism, microbiome, metabolome, intestinal environment의 변화가 유전적으로 취약한 일부 아이의 발달경로에 영향을 미치는 것은 아닐까? 놀랍게도 이런 질문을 직접 검증한 대규모 longitudinal study는 아직 매우 부족하다.
설탕 소비와 ASD 유병률이 함께 증가했다는 사실은 어떻게 해석해야 할까?
20세기 동안 added sugar와 가공식품 소비가 크게 증가했고, 20세기 후반 미국에서는 high-fructose corn syrup의 사용도 급격하게 늘어났다. ASD 진단과 유병률도 같은 시대에 크게 증가했다. 하지만 여기에서 조심해야 한다. 두 개의 그래프가 비슷하게 상승한다고 해서 한쪽이 다른 쪽의 원인이라고 말하는 것은 생태학적 오류(ecological fallacy)에 빠질 수 있다. 실제로 미국에서 HFCS 소비는 20세기 말 정점을 지난 뒤 감소했지만 ASD prevalence는 이후에도 계속 상승했다. 따라서 “HFCS 소비량과 ASD prevalence가 비례하므로 HFCS가 ASD의 원인”이라는 단순한 주장은 성립하지 않는다.
내가 제기하는 가설은 그보다 넓다. 문제는 한 종류의 sweetener가 아니라 산업화 이후 인간의 전체적인 dietary metabolic environment가 바뀌었다는 것이다. 정제당, 정제 탄수화물, 가당음료, 가공식품의 증가가 임신 전 여성의 insulin resistance와 대사건강에 영향을 미치고, 임신 중에는 fetal metabolic environment를 변화시키며, 출생 이후에는 영유아의 microbiome과 면역·대사 발달에 다시 영향을 미쳤을 가능성을 하나의 긴 발달과정 속에서 살펴볼 필요가 있다.
ASD에서 식이요법이 끊임없이 시도되는 이유
또 하나 흥미롭게 볼 부분은 ASD에서 오랫동안 다양한 식이요법이 시도되어 왔다는 사실이다. Gluten-free/casein-free diet, ketogenic diet 등 여러 식이치료가 연구되어 왔다. 2022년 7개의 randomized controlled trial과 총 338명의 아동을 분석한 meta-analysis에서는 일부 dietary therapy에서 ASD의 core symptom improvement signal이 관찰되었으며, ketogenic diet를 사용한 소규모 연구에서도 긍정적 신호가 보고되었다.[9] 그러나 현재 증거만으로 특정 식이요법이 ASD 치료에 효과적이라고 확정할 수는 없다. 연구 규모가 작고 식이방법과 평가방식도 매우 다양하다.
또 모든 ASD 식이요법이 저당·저탄수화물 식이는 아니다. GFCF diet 자체는 carbohydrate restriction을 목적으로 하는 식이가 아니다. 그럼에도 불구하고 GFCF diet를 진행하면 필연적으로 가공식품 섭취가 줄기에 자당, 과당 노출율을 크게 줄일 수 있다는 것은 사실이다. 주로 GFCF 다이어트가 강조되지만 그럼에도 ketogenic diet처럼 탄수화물 섭취와 glucose metabolism을 크게 변화시키는 식이요법이 ASD 연구에서 반복적으로 등장한다는 점은 흥미롭다.
효과가 실제로 존재한다면 그것이 단순히 당분 감소 때문인지, ketone metabolism 때문인지, microbiome 변화 때문인지, 염증 조절 때문인지는 아직 알 수 없다. 바로 이 부분이 앞으로의 연구대상이다.
우리가 정말 연구해야 하는 것은 ‘설탕’보다 대사환경이다
현재까지의 과학적 근거를 종합하면 설탕이나 과당을 ASD의 직접적인 원인이라고 말할 수는 없다. 그러나 무시하기 어려운 연결고리도 있다. 높은 가당음료 섭취는 대사질환 위험과 연관되어 있고, maternal diabetes는 자녀의 ASD와 여러 neurodevelopmental disorder 위험 증가와 반복적으로 연관된다. 특히 태아 발달의 비교적 이른 시기에 대사 이상이 존재했던 경우 더 높은 ASD 위험이 관찰된 연구도 있다.
출생 후에는 또 다른 변화가 일어난다. 생후 1~2년 사이 아이의 식생활은 급격하게 성인형 식생활로 이동하고 added sugar 노출이 증가한다. 흥미롭게도 ASD regression이 가장 흔하게 보고되는 평균 연령 역시 약 20개월이다. 현재 이 두 현상을 직접 연결하는 근거는 없다. 그러나 이것은 연구를 중단해야 할 이유가 아니라 오히려 연구를 시작해야 할 이유라고 생각한다.
지금까지의 많은 연구가 “당뇨가 있는가 없는가”, “ASD인가 아닌가”처럼 진단명을 중심으로 사람을 나누었다면 앞으로는 더 정밀한 연구가 필요하다. 임신 전부터 maternal glucose variability와 insulin resistance를 측정하고, 임신 중의 added sugar와 fructose 섭취량을 추적하며, 출생 이후에는 생후 6개월부터 24개월까지 아이의 식이, microbiome, metabolome, inflammatory markers와 발달변화를 함께 살펴보아야 한다. 그렇게 해야 비로소 우리는 질문에 답할 수 있을 것이다.
산업화 이후 변화한 당 섭취와 대사환경은 ASD의 증가와 일부 아동의 중증화에 실제로 어느 정도 영향을 미쳤는가? 아직 답은 없다. 하지만 이미 축적되고 있는 maternal diabetes와 ASD 연구는 적어도 대사환경과 신경발달의 관계를 더 이상 주변적인 문제로 취급해서는 안 된다는 것을 보여주고 있다.
논문 레퍼런스 목록 (References)
1. Imamura F, O’Connor L, Ye Z, et al. Consumption of sugar sweetened beverages, artificially sweetened beverages, and fruit juice and incidence of type 2 diabetes: systematic review, meta-analysis, and estimation of population attributable fraction. BMJ. 2015;351. DOI: 10.1136/bmj.h3576
2. Chen L, Hu FB, Yeung E, Willett W, Zhang C. Prospective study of pre-gravid sugar-sweetened beverage consumption and the risk of gestational diabetes mellitus. Diabetes Care. 2009;32(12):2236–2241. PMID: 19940226
3. Ye W, Luo C, Zhou J, et al. Association between maternal diabetes and neurodevelopmental outcomes in children: a systematic review and meta-analysis of 202 observational studies comprising 56.1 million pregnancies. Lancet Diabetes Endocrinol. 2025;13:494–504. DOI: 10.1016/S2213-8587(25)00036-1. PMID: 40209722
4. Xiang AH, Wang X, Martinez MP, et al. Association of maternal diabetes with autism in offspring. JAMA. 2015;313(14):1425–1434. DOI: 10.1001/jama.2015.2707. PMID: 25871668
5. Evans RA, Frese M, Romero J, Cunningham JH, Mills KE. Fructose replacement of glucose or sucrose in food or beverages lowers postprandial glucose and insulin without raising triglycerides: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2017;106(2):506–518. DOI: 10.3945/ajcn.116.145151. PMID: 28592611
6. Montrose DC, Nishiguchi R, Basu S, et al. Dietary Fructose Alters the Composition, Localization, and Metabolism of Gut Microbiota in Association With Worsening Colitis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2021;11(2):525–550. DOI: 10.1016/j.jcmgh.2020.09.008. PMID: 32961355
7. Tan C, Frewer V, Cox G, Williams K, Ure A. Prevalence and Age of Onset of Regression in Children with Autism Spectrum Disorder: A Systematic Review and Meta-analytical Update. Autism Research. 2021;14(3):582–598. DOI: 10.1002/aur.2463. PMID: 33491292
8. Herrick KA, Fryar CD, Hamner HC, Park S, Ogden CL. Added Sugars Intake among US Infants and Toddlers. J Acad Nutr Diet. 2020;120(1):23–32. DOI: 10.1016/j.jand.2019.09.007. PMID: 31735600
9. Yu Y, Huang J, Chen X, et al. Efficacy and Safety of Diet Therapies in Children With Autism Spectrum Disorder: A Systematic Literature Review and Meta-Analysis. Front Neurol. 2022;13:844117. DOI: 10.3389/fneur.2022.844117. PMID: 35359629
FAQ
설탕이나 과당을 많이 먹으면 ASD가 발생하나요?
현재 이를 입증한 연구는 없습니다. 설탕이나 과당 섭취와 ASD 사이의 직접적인 인과관계는 확인되지 않았습니다. 다만 높은 added sugar 섭취는 비만·제2형 당뇨병·임신성 당뇨병 등의 대사환경과 관련될 수 있고, maternal diabetes가 자녀의 ASD 위험 증가와 연관된다는 연구는 반복적으로 보고되고 있습니다. 따라서 연구해야 할 핵심은 설탕 한 가지보다 임신 전·임신 중·영유아기의 전체적인 대사환경입니다.
임신성 당뇨가 있으면 아이가 ASD가 된다는 뜻인가요?
아닙니다. 대부분의 임신성 당뇨 산모에게서 태어난 아이가 ASD가 되는 것은 아닙니다. 대규모 meta-analysis에서 maternal diabetes와 ASD 사이에 통계적인 위험 증가가 관찰되었지만 이는 개인에게 ASD가 발생한다는 의미가 아니며 직접적인 인과관계를 증명하는 것도 아닙니다. 유전적 요인과 여러 환경적 요인이 함께 작용할 가능성이 있습니다.
ASD 퇴행이 18~20개월에 나타나는 것이 식생활 변화 때문인가요?
현재 그렇게 결론 내릴 수 없습니다. ASD regression의 평균 발생연령이 약 20개월이라는 연구가 있고, 같은 시기에 아이들이 이유식에서 가족식으로 이동하면서 added sugar와 다양한 가공식품에 노출되는 것도 사실입니다. 그러나 두 현상의 시간적 중첩이 인과관계를 의미하지는 않습니다. 생후 6~24개월 동안 식이·당 대사·microbiome·면역지표와 발달변화를 함께 추적하는 장기 prospective study가 필요합니다.