Coffee
많은 사람들이 ‘과학’이라는 단어를 들으면 머리 속에 가장 먼저 떠올리는 생각이 어렵고 나와는 관계없다는 것입니다. 하지만, 조금만 관심을 가지고 들여다 보면 ‘과학’은 우리 생활의 모든 것을 공부하는 것이라는 알 수 있죠. 저는 우리 주변의 일어나는 여러 가지 흥미로운 이야기를 가지고 ‘과학’에 대해서 쉽고 재미있게 다가가 보려고 합니다. 저의 글을 통해서 ‘과학’이라는 어려운 이름이 나의 오늘을 존재하게 하는 주변환경, 나에 대해 조금 더 알게 하는 시간이 되었으면 합니다. 오늘은 여러 주제 중에서 어쩌면 지금 이 글을 읽고 있는 당신의 손에 들려 있을 ‘커피(Coffee)’에 대해서 이야기 해보려고 합니다.
4월과 5월은 이스터 (Easter) 방학을 맞은 영국 대학생들에게도, 3월 개학을 하고 중간고사를 맞는 한국 대학생에게도 바쁜 시기입니다. 봄바람이 불어 춘곤증이 힘들게 하지만, 졸린 잠을 참아가며 책상에 앉은 많은 사람들이 먼저 찾게 되는 것이 커피가 아닐까 생각이 듭니다. 꼭 졸린 잠을 깨기 위해서가 아니라 하루를 시작하면서 습관적으로 커피를 마신다는 이야기도 주변에서 쉽게 들을 수 있습니다. 이러한 사람들의 이야기를 증명하듯 농림수산식품교육문화 정보원의 통계자료는 개인당 매일 하루 1잔의 이상의 커피를 마시고 있다고 보여줍니다. 그렇다면 이렇게 매일 커피를 마시면서 어떻게 해서 커피가 우리의 잠을 깨는데 도움을 주는지에 대해서 생각해 본 적이 있나요? 오늘도 커피로 하루를 시작한 혹은 커피와 함께 밤을 보내고 있는 당신을 위해 커피에 대해서 조금 더 알아봅시다.
Photo: Courtesy of 수산식품 교육문화 정보원
우리가 잘 알고 있듯이 커피가 잠을 깨는데 도움을 주는 이유는 커피에 카페인 (Caffeine) 이라는 성분이 들어있기 때문입니다. 카페인은 커피뿐만 아니라 차, 콜라, 초콜릿에도 포함 되어 있습니다. 우리가 커피를 마시면, 카페인이 우리 몸 속에 들어와 가장 큰 영향을 까치는 곳은 신경계 입니다. 중학교 과학시간에 배운 기억을 되살려 볼까요? 뉴런 (Neuron)은 신경계의 가장 작은 단위의 이름입니다. 뉴런은 손의 손 잡고 서로 연결 되어 있는 것이 아니라 뉴런과 다음 뉴런 사이에는 공간이 존재하고, 그 공간을 통해 전달물질을 전달하는 방식으로 우리의 온 몸에 자극을 전달합니다. 이러한 신경 전달 물질의 이동은 설렘, 슬픔과 같은 우리의 감정을 만들어 내고, 그로 인해 나타나는 웃음, 심장 박동 증가와 같은 몸의 변화를 일으킵니다. 또한, 연필을 잡기 위해 손을 움직이고, 음식을 먹으면 매운 맛을 우리가 느끼는 것도 신경계가 있기에 가능한 일입니다. 앞서 말했던 여러 감정과 반응을 나타내기 위해서 뉴런은 수많은 전달물질들을 서로에게 전달합니다. 뉴런이 전달하는 수많은 물질 중에서 우리가 오늘 살펴볼 것은 ‘아데노신 (Adenosine)’이라는 물질 입니다. 이 글을 읽으면서 이러한 이름들을 기억할 필요는 없습니다. 내 몸 안에 이러한 이름을 가진 물질이 있고, 이것이 어떠한 역할을 하는지 한번 생각해 보면 그것으로 충분합니다. 다시 ‘아데노신’ 이야기로 돌아와서 ‘아데노신’은 전달물질 중 하나로써 신경계에 전달되면 여러 역할을 하지만, 그 중에서 ‘도파민 (Dopamine)’이라는 물질이 몸에 분비되는 양을 줄이는 신호역할을 합니다. 그렇다면 아데노신이 카페인과는 어떠한 연관성을 가질까요? ‘카페인’은 아데노신과 생김새 즉 화학적 구조가 비슷하게 구성되어 있습니다. 구조의 유사성은 카페인이 몸 속으로 들어와 아데노신이 원래 결합하는 자리에 카페인이 들어가는 것을 가능하게 합니다. 하지만, 카페인은 모양만 비슷할 뿐 아데노신의 원래 역할을 수행할 수 없기 때문에 아데노신의 역할이었던 도파인의 양을 줄이는 일을 하지 못하게 되는 것 입니다. [1]
뉴런의 구조
그렇다면 도파민은 우리의 몸에서 어떠한 역할을 하는 것일까요? 도파민을 가장 쉽게 설명하는 방법은 우리가 흔히 이야기 하는 ‘심쿵’ (‘심장이 쿵쾅대다’의 약자로 가슴이 설레다 두근되다의 의미를 가지는 은어)을 일으키는 호르몬 이라고 할 수 있을 것 입니다. 도파민은 누군가를 보고 첫눈에 반했을 때 와 같이 갑작스런 ‘행복’을 느끼게 되었을 때 가장 많이 분비된다고 알려지는 호르몬 입니다. 도파인이 몸에 분비되면, 몸은 긴장상태를 유지하게 됩니다. 도파민이 뇌와 근육에 일할 수 있는 원료가 되는 산소와 포도당이 더 많이 공급 될 수 있도록 명령을 하기 때문에 심장이 빨리 뛰고 근육이 수축하게 되고 뇌가 깨어있는 상태가 되는 것 입니다.
아데노신과 카페인의 작용 (출처 Ganines, on Brains)
이러한 상태는 우리가 커피를 마시고 나면 일어나는 몸의 변화와 비슷하다고 느끼실 것입니다.
카페인은 위와 같은 작용 이외에도 다양한 몸의 변화를 가져옵니다. 여러 가지 중에서 우리가 한번쯤은 격어 보았을 만한 이야기를 해보려고 합니다. 첫 번째, 카페인은 뇌로 가는 피가 흐르는 혈관을 좁아지게 만들어 같은 시간에 흐르는 피의 양이 카페인이 없을 때 보다 적어지게 만듭니다. 뇌로 가는 피의 양이 줄어들게 되면서 뇌에 피가 부족하게 되고, 이것이 두통의 원인으로 작용할 수 있다고 합니다. 두 번째로는 카페인이 간에서 여러 다른 물질로 바뀌게 되는데, 그 중에서 데오브로민 (Theobromine)이라는 성분이 이뇨작용과 관련성을 가진다고 합니다. [2] 이와 관련하여 한가지 재미있는 사실은 커피는 음료이기 때문에 마시고 화장실에 가게 되는 것을 이상하게 여기지 않을 지 모르겠지만, 데오브로민이라는 성분은 커피보다는 초콜릿에 더 많이 들어있다고 합니다. 그 양을 비교해 보자면 커피는 28g중 90mg 정도 포함되어 있다고 한다면 [3], 다크초콜렛은 28g 중 200mg 정도가 포함되어있습니다. [4] 이러한 화학 작용은 개인마다 몸에서 흡수 되는 양과, 변화를 일으키기 위한 최소량이 다르기 때문에 몸에 영향을 미치는 정도가 다릅니다. 그렇기 때문에 어떠한 사람은 커피를 많이 마셔도 잠을 깨는 효과를 보지 못하는 경우도 있고, 한 잔만 마셔도 두통을 호소하기도 합니다. 카페인은 몸의 정상적인 작용을 방해하고, 몸의 긴장상태를 유지하기 때문에, 한번에 많은 양을 섭취하거나 장기간 마실 경우 몸에 많은 부작용을 일으키는 원인이 될 수 있습니다.
The Science of LOVE (출처 Daily mail)
커피 속의 과학 이야기를 통해서 오늘 내가 마신 커피가 마법의 물약처럼 효과를 내는 것이 아니라 어떻게 나의 무거운 눈꺼풀을 깨우는지 조금은 이해하는 시간이 되었으면 좋겠습니다. 또한 커피를 마실 때 마다 커피 속의 카페인이 어떻게 작용하는지 기억하고 있다면 커피와 내 몸과 조금은 더 가까워진 느낌이 들 것 같습니다. 몇 일째 커피에 의지해서 밤을 지새우고 있다면 오늘 하루는 카페인이 우리 몸 속에 들어와 여러 가지 반응을 하는 것을 멈추고, 몸이 편안하게 쉴 수 있도록 하는 것은 어떨까요.
Reference
[1] Hass HL and Selbanch O (2000), Functiosn of neuronal adenosine receptors, Nov;362(4-5):375-81
[2] On-Line Medical Dictionary (2007), Theobramine. [Online] Available from: http://cancerweb.ncl.ac.uk/cgi-bin/omd?query=theobromine&action=Search+OMD
[3] SELFENutritiondata (2014) Cocoa, dry powder, unsweetened, processed with alkali Nutrition data. [Internet] Available from: http://nutritiondata.self.com/facts/beverages/3895/2 [Accessed 26/04/16]
[4] SELFENutritiondata (2014) Coffee and Cocoa powder (Mocha) powder, with whitener and low calorie sweetener, decaffeinated, Nutrition data. [Online] Available from: http://nutritiondata.self.com/facts/beverages/3895/2 [Accessed 26/04/16]
