KAIST, 단백질 땡기는 이유 찾았다…장→뇌 '이중 신호' 역할

국내 연구진이 단백질이 부족할 때 우리 몸이 본능적으로 필수 아미노산이 풍부한 음식을 찾게 되는 원리를 규명했다.

한국과학기술원(KAIST) 그렉 서(Greg S. B. Suh) 교수 연구팀은 장에서 뇌로 전달되는 '이중 신호'가 특정 영양소에 대한 식욕을 정교하게 조절하는 과정을 발견했다고 밝혔다. 해당 연구 결과는 지난 21일(현지시간) 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.

연구에 따르면, 체내 필수 아미노산이 부족해지면 장 세포에서 신경펩타이드 'CNMa' 분비가 증가한다. 이 CNMa는 두 가지 경로를 통해 뇌에 신호를 보내 식욕을 조절한다.

첫 번째는 '빠른 신경 경로'다. CNMa는 장 내부의 특정 신경세포(CNMaR+ 장신경)를 활성화한다. 이 신호는 신경망을 통해 수 밀리초 만에 뇌의 특정 영역(타원체 R3m)에 도달해 필수 아미노산을 찾도록 하는 행동을 즉각적으로 유도한다.

두 번째는 '느린 호르몬 경로'다. 혈액으로 방출된 CNMa는 호르몬처럼 온몸을 순환하며 뇌의 동일한 신경세포(R3m)를 지속해서 자극한다. 이는 아미노산 섭취 욕구를 유지하고 강화하는 역할을 한다.

특히 이 신호 전달 체계는 당분 섭취를 감지하는 다른 신경세포(DH44)의 활동을 억제하는 것으로 나타났다. 단백질이 필요할 때는 설탕 등 불필요한 영양소에 대한 식욕을 줄여, 목표 영양소 섭취 효율을 높이는 것이다.

연구팀은 초파리와 쥐를 이용한 동물실험에서 이 같은 아미노산 식욕 조절 메커니즘이 동일하게 작동하는 것을 확인했다. 이는 종을 넘어 보존된 중요한 생명 현상임을 시사한다.

이번 연구는 영양 결핍 감지부터 특정 식욕 유발까지 이어지는 완전한 신호 전달 과정을 처음으로 밝혔다. 연구 결과는 노년층의 근감소증 예방을 위한 맞춤형 영양 전략 개발이나 식욕 이상 질환의 기전 이해, 대사성 질환 치료제 개발 등에 새로운 단서를 제공할 것으로 기대된다.