카페인 각성 효과 새로운 단서 발견

중앙일보

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커피 한잔을 마시면 오랫동안 깨어있을 수 있다. 그리고 과학자들은 이런 현상의 원인을 찾아낸 것 같다. 이번에 한 연구진이 단백질이 카페인의 효력을 한 단계 더 강화시키는 역할을 한다는 사실을 발견한 것이다.

연구원들은 과학저널 네이처지 수요일자에 발표한 연구 결과에서 단백질의 한 종류인 DARPP-32의 새로운 역할을 설명했다. 이 단백질은 쥐의 뇌에서 찾아볼 수 있고 인간의 몸에서도 비슷한 것이 발견된다. 이번 연구는 커피가 우리에게 어떻게 작용하는지 설명해준다.

쥐가 커피를 마시거나 과학자가 쥐에게 카페인을 주사하면, 카페인의 일부는 쥐의 두뇌에까지 도달한다. 그곳에서 카페인은 쥐의 신경을 자극한다. 그리고 당연해 보이는 효과가 나타난다. 쥐는 초조해져서 심장박동수가 늘어나며 마구 뛰어다닌다.

일단 카페인이 효력을 발휘하면 DARPP-32는 그 상태를 계속 유지시킨다.

스웨덴 카롤린스카 재단의 연구원이자 보고서의 공동 저자인 질베르토 피소네는 "DARPP-32는 카페인의 효과를 오래 지속시켜주는 증폭 요소 역할을 한다"라고 말했다.

DARPP-32는 카페인이 만들어낸 작은 신호를 큰 신호로 바꿔 오래 지속되도록 만든다. 과학자들은 이같은 현상을 긍정적 환류 구조라고 부른다. 작은 양의 커피가 반응을 일으키면 DARPP-32가 이를 지속시킨다.

피소네는 "DARPP-32는 카페인을 더 오래 지속시켜준다"고 말했다.

과학자들은 DARPP-32를 파악하기 위해서 이 단백질이 없는 돌연변이 쥐들을 만들어냈다. 과학자들은 이 쥐들에게 일반인이 마시는 커피 3잔 분량의 카페인을 투입했고 카페인이 이 쥐들에게는 아무런 영향을 끼치지 않는다는 것을 발견했다. 이 쥐들은 카페인 신호를 증폭시킬 DARPP-32가 없었기 때문에 정상적으로 행동한 것이다.

과학자들에 따르면 이 쥐들에게 커피 6잔 분량의 카페인을 한꺼번에 투여해도 소량의 카페인을 준 정상적인 쥐들와 똑같이 행동했다. 이 실험은 과학자들이 쥐들에게 증폭이 필요없을 정도로 많은 카페인을 주입한 것이었다.

과학자들은 쥐를 통해 밝혀낸 결과는 사람에게도 적용될 수 있다고 밝혔다. 사람에게도 쥐에 있는 DARPP-32와 비슷한 단백질이 있기 때문이다. DARPP-32는 식욕 감퇴제나 코카인에 대한 두뇌 반응과 관계가 있고, 중독성 행동 등 기타 신경학상 장애에서 일정 역할을 하고 있을 수도 있다.

피소네는 "DARPP-32는 정신자극제 효과의 공통분모일 수도 있다"고 밝혔다.

Bill Davis (CNN) / 윤소원 (JOINS)