배불러도 디저트를 찾는 이유 독일 연구진이 뇌 속 신호 밝혀

막스 플랑크 연구소 연구진이 식후 디저트를 갈망하는 생물학적 이유를 뇌 신경세포에서 규명

독일 쾰른에 위치한 막스 플랑크 신진대사연구소(Max Planck Institute for Metabolism Research)의 연구진이 우리가 배부르게 식사를 마친 후에도 달콤한 디저트를 원하게 되는 이유를 뇌의 신경세포에서 찾아내는 데 성공했다. 흔히 '디저트 배는 따로 있다'는 표현으로 알려진 이 현상은 단순한 기분의 문제나 습관 때문이 아니라, 실제로 뇌에서 발생하는 생물학적 메커니즘에 기인한다는 점이 밝혀진 것이다.

이번 연구의 중심에는 'POMC(프로오피오멜라노코르틴)' 신경세포라는 특별한 신경세포가 있다. 일반적으로 이 POMC 신경세포는 우리가 음식을 먹고 나면 포만감을 느끼도록 신호를 보내는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 연구진은 이 세포가 예상 밖으로 단 음식에 대한 갈망까지 유발하는 이중적인 기능을 수행한다는 점을 발견했다. 즉, 같은 뇌 영역에서 '이제 그만 먹자'는 신호와 동시에 '달콤한 음식은 예외야'라는 신호가 함께 발생하고 있었던 것이다.

연구진은 이와 같은 신경 작용을 밝히기 위해 실험용 쥐를 대상으로 정밀한 실험을 진행했다. 실험에서는 쥐에게 충분한 양의 먹이를 제공해 배부른 상태를 만든 뒤, 설탕이 들어간 음식을 추가로 제공했다. 그 결과, 쥐들은 이미 배가 부른 상태임에도 불구하고 설탕 음식을 계속해서 섭취하는 모습을 보였다. 이러한 행동의 원인을 분석한 결과, 설탕을 섭취할 때 POMC 신경세포가 활성화되며 동시에 '베타-엔도르핀(β-endorphin)'이라는 화학물질이 분비된다는 점이 밝혀졌다.

베타-엔도르핀은 우리 몸에서 자연적으로 생성되는 오피오이드 물질이다. 이는 마약성 진통제와 비슷한 효과를 내며, 기분을 좋게 하고 보상감을 느끼게 만드는 기능을 한다. 따라서 포만감을 느끼고 있음에도 불구하고, 뇌에서는 베타-엔도르핀의 긍정적인 자극 때문에 설탕을 더 원하게 되는 것이다.

중요한 점은 이 신경 반응이 설탕에 대해서만 특이적으로 나타났다는 점이다. 실험 결과에 따르면 일반적인 사료나 지방 함량이 높은 음식은 이러한 POMC 신경세포와 베타-엔도르핀 경로를 활성화시키지 못했다. 이는 우리 뇌가 설탕에 대해 특별한 보상 메커니즘을 가지고 있다는 사실을 시사한다. 나아가 연구진이 베타-엔도르핀의 작용을 차단하자, 포만감을 느끼는 쥐들은 설탕에 대한 관심을 즉각 잃었다. 이 같은 결과는 베타-엔도르핀이 설탕을 향한 갈망을 유도하는 핵심 요인임을 명확히 보여준다.

흥미로운 사실은 이러한 작용이 배가 부른 상태에서만 나타났다는 점이다. 배가 고픈 쥐들에게서는 베타-엔도르핀 경로를 차단하더라도 설탕 섭취 행동에는 큰 변화가 없었다. 이는 식후에 디저트를 찾는 행동이 단순한 식욕이 아니라 뇌의 특정 조건 하에서 작동하는 생물학적 반응임을 나타낸다.

연구팀은 이 같은 발견이 인간에게도 동일하게 적용될 수 있는지를 확인하기 위해 건강한 자원봉사자들을 대상으로 한 실험도 수행했다. 참가자들에게 설탕이 녹아 있는 용액을 마시게 한 후, 기능적 자기공명영상(fMRI) 기술을 통해 뇌 활동을 분석했다. 분석 결과, 쥐의 실험에서 확인된 것과 동일하게 인간의 뇌에서도 시상하부라는 영역이 설탕 섭취에 반응하여 활성화되었고, 해당 영역에는 베타-엔도르핀 수용체들이 다수 존재하고 있었다. 이는 인간 역시 설탕 섭취 시 포만감을 조절하는 신경세포가 동시에 단 음식에 대한 보상을 유도하는 이중 역할을 수행한다는 점을 뒷받침한다.

이 연구는 식후 디저트를 찾는 이유를 설명하는 것을 넘어, 과도한 설탕 섭취와 비만 문제를 해결하는 데 있어 중요한 실마리를 제공할 수 있다. 특히 비만 치료에 사용되는 식욕 억제 주사제들이 주목받고 있는 가운데, 뇌의 오피오이드 수용체 작용을 조절하는 약물의 역할이 재조명되고 있다. 현재 사용 중인 오피오이드 차단제인 '날트렉손(naltrexone)'은 제한적인 효과를 보이는 것으로 평가되지만, 이번 연구를 주도한 헨닝 펜셀라우 박사는 이러한 약물과 포만감 신호를 강화하는 치료법을 병행할 경우 더 큰 효과를 기대할 수 있다고 밝혔다. 물론 이러한 병행 요법이 실제 치료에 안전하고 효과적으로 적용되기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다.

이번 연구는 우리가 식사를 마친 후에도 왜 디저트를 갈망하게 되는지를 설명하는 신경과학적 기반을 제시했으며, 이는 향후 대사 질환 예방과 치료 전략의 정교화에 도움을 줄 수 있는 중요한 출발점이 될 수 있다.