서성배 KAIST 생명과학과 교수
뇌가 포도당을 선택적으로 인식
포도당 부족하면 배고픔 느껴
비만·당뇨 새로운 치료법 가능성

서성배 KAIST 생명과학과 교수는 뇌가 포도당을 선택적으로 인식한다는 사실을 규명했다고 9일 밝혔다. [사진=KAIST]

배가 고프면 왜 맛있는 게 먹고 싶을까. 특히 왜 단 게 당기는 걸까.

이 질문의 답을 국내 연구진이 찾았다. 우리 뇌는 단순히 음식의 총 칼로리만 따지는 게 아니라, 그중에서도 포도당을 골라서 인식한다는 사실이 밝혀졌다.

서성배 KAIST 생명과학과 교수팀은 배고픈 동물의 뇌가 장내의 포도당을 선택적으로 인식하고 선호하도록 만든다는 사실을 규명했다고 9일 밝혔다.

동물은 에너지를 얻기 위해 탄수화물, 단백질, 지방을 섭취한다. 지금까지 학계에서는 뇌가 장내에 있는 음식의 총열량을 인지해 식욕을 조절한다고 이해하고 있었다. 섭취한 총 열량이 많으면 식욕이 감퇴한다는 것이다.

서 교수팀의 연구 결과에 따르면, 실제 뇌는 총 칼로리 뿐 아니라, 포도당을 선택적으로 인식해 식욕을 조절한다. 탄수화물의 구성 성분인 포도당은 동물의 가장 기본적인 에너지원이자, 뇌가 사용하는 에너지원이기도 하다.

인간의 뇌는 전체 에너지의 20%를 사용할 정도로, 가장 에너지를 많이 소비하는 신체 기관이다. 하루에 소비하는 열량만 약 400kcal에 달한다.

포도당을 사용하기 때문에 포도당을 먹으면 집중력이나 기억력이 높아진다는 연구 결과도 있다.

연구진은 포도당, 아미노산, 지방을 쥐의 소장에 직접 주입하고 추적 관찰했다. 실험 결과, 뇌 시상하부에 있는 ‘스트레스 반응 세포(CRF 뉴런)’는 포도당의 일종인 D-글루코스에만 선택적으로 반응하는 것으로 나타났다.

CRF 뉴런은 우리 몸의 핵심적인 생리 시스템에 관여한다. 스트레스를 받으면 코르티솔이라는 호르몬을 분비하는데, 이는 식욕을 자극한다. 많은 사람들이 스트레스를 받을 때 폭식을 하는 것도 같은 원리다.

장내에 포도당이 없으면 뇌는 스트레스를 느끼고 코리티솔을 분비해 식욕을 자극하는 것이다. 연구진이 CRF 뉴런을 억제하자 동물은 더 이상 포도당을 선호하지 않았다.

해당 뉴런은 단백질이나 지방 같은 다른 영양소에 반응하지 않았고, 오히려 반대 방향의 반응을 보이기도 했다. 배가 고플 때 여러 영양분을 많이 먹지 않고 포도당만 먹어도 훨씬 식욕을 가라앉힐 수 있는 것이다.

서 교수는 “이번 연구는 포도당에 특화된 장-뇌 신호 경로를 규명함으로써, 비만이나 당뇨병 등 대사 질환의 새로운 치료 표적을 제시할 수 있다”고 말했다. 그는 “최근 유행인 비만치료제는 식욕 전반을 감퇴시키고 부작용이 많다”며 “CRF 뉴런을 억제해 포도당을 먹고 싶은 욕구만 줄인다면 효과적인 치료가 가능하다”고 했다.

서성배 KAIST 생명과학과 교수. [사진=KAIST]

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