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피로탈출 넘버원!

9월 12 업데이트됨


많은 학생들의 5교시 수업시간 모습

벚꽃의 꽃말은 중간고사, 꿈같은 여름방학 앞의 최종 보스 기말고사. 한과영 학생을 비롯한 수많은 학생들은 이 보스를 처리하기 위해 밤낮없이 공부하곤 합니다. 하지만 학생들의 열정을 방해하는 장애물이 있으니...그것은 바로 ‘잠’입니다. 아침에 일어나자마자 하는 1교시, 점심시간 이후의 5교시, 그리고 하루의 피로가 잔뜩 쌓인 자습 시간까지, 잠은 시도 때도 없이 우리를 찾아와 공부를 방해하곤 합니다. 그리고 한과영에선 ‘잠’이라는 엄청난 장애물을 뛰어넘기 위해 도서관 소파에 누워 잠을 자는 학생들, 냉장고에서 에너지 드링크를 꺼내 마시는 학생들, 그리고 비싼 돈을 지불하고 친구에게 에너지 드링크를 사는 학생들을 어렵지 않게 찾아볼 수 있습니다. 하지만 이런 갖가지 방법을 동원하더라도 잠을 이겨내기는 쉽지 않았을 것입니다. 따라서 잠을 이겨내기 어려워하는 많은 사람을 도와주기 위해 피로를 과학적으로 빠르게 풀 수 있는 방법을 소개하고자 합니다.


청소의 왕, 잠

피로를 과학적으로 빠르게 푸는 방법에 알아보기 전에, 우리가 처리해야할 장애물인 ‘잠’이 우리의 몸에서 어떤 역할을 하는지부터 알아봅시다. 고대 철학자 아리스토텔레스가 ‘잠에 대하여’라는 글을 썼듯이, 잠에 대한 연구는 오랜 과거에서부터 지속되어 왔습니다. 그리고 최근에서야 밝혀진 잠의 중요한 역할 중의 하나는 뇌의 노폐물을 청소하는 것입니다. 우리 몸에는 이미 림프계라고 불리는 노폐물을 청소하는 시스템이 갖춰져 있습니다. 림프계는 세포 사이사이에서 단백질을 비롯한 다른 찌꺼기들을 받아들이고 혈관에 버리는 방식을 통해 우리 몸이 에너지를 소모하는 과정에서 부산물로 생성된 노폐물을 처리합니다. 그렇기에 림프계는 우리 몸 구석구석에 위치하여 우리 몸의 노폐물들을 처리합니다.

우리 몸에 위치한 림프계의 모습


하지만 뜻밖에도 뇌엔 노폐물을 처리하는 림프계가 없습니다. 그렇다면 뇌는 노폐물을 청소하지 않는 것일까요? 그렇지 않습니다. 뇌는 잠을 자는 과정을 통해 노폐물을 처리합니다. 우리가 잠에 들면 뇌 외부의 빈 공간을 채우고 있는 뇌척수액이 뇌의 내부로 이동하여 뇌를 통과하면서 뇌세포 사이사이에 있는 노폐물을 뇌의 외부로 가지고 나가 뇌 내부에 있는 노폐물을 청소합니다. 하지만 여기서 한 가지 의문점이 생깁니다. 왜 뇌척수액은 우리가 잠을 잘 때만 뇌를 청소하는 것일까요? 우리가 깨어있을 때도 계속해서 노폐물을 청소한다면 더 좋은 것 아닐까요? 하지만 잠을 잘 때 뇌척수액이 뇌를 청소할 수 있는 이유를 알고 나면 얘기가 달라집니다. 뇌척수액이 뇌를 청소할 수 있는 이유는 잠에 들었을 때 뇌세포의 움직임 때문입니다. 우리가 잠에 들면 뇌세포는 수축하게 되고 그로 인해 뇌세포 사이사이의 공간이 넓어지게 됩니다. 이렇게 벌어진 공간 사이로 뇌척수액이 이동하면서 노폐물을 청소하는 것입니다. 우리가 잠을 자지 않을 땐 뇌세포가 수축하지 않아 뇌세포 사이사이의 공간이 뇌척수액이 통과할 정도로 넓지 않아 노폐물을 청소하지 못하는 것입니다. 그렇기에 잠을 잘 때만 뇌가 노폐물을 청소할 수 있습니다.


뇌척수액의 뇌 청소를 통해 뇌의 내부에서 외부로 이동하는 여러 가지 노폐물 중엔 대표적으로 베타아밀로이드(Beta-Amyloid) 단백질이 있습니다. 이 단백질은 뇌세포막에 있는 정상 단백질이 대사되는 과정에서 생성되어 분해되지 않고 덩어리를 만들어 뇌 안에 축적됨으로써 뇌신경세포 간의 신호전달을 방해하여 뇌세포를 파괴합니다. 그리고 이 단백질은 치매를 발생시키는 주요 원인으로 계속해서 거론되어왔습니다. 즉, 베타아밀로이드 단백질이 뇌척수액에 의해 제대로 청소되지 않고 뇌 내부에 남아있으면 치매를 발생시킨다는 것과 같은 의미입니다. 따라서 이는 뇌의 청소과정이 제대로 일어나야 여러 가지 질병을 막을 수 있다는 것을 의미합니다. 그렇기에 우리가 잠을 자며 뇌 내부의 노폐물을 청소시키는 것이 아주 중요하다는 것을 알 수 있습니다.

뇌 신경에 침적한 베타아밀로이드 단백질

커피와 잠의 이질적인 만남, 커피냅

점심시간 이후에 수업이 있는 학생이거나 상사의 눈치를 봐야 하는 직장인에게 오후에 잠을 잔다는 것은 매우 어려운 일입니다. 그래서 졸음이 쏟아지는 현대인들이 낮잠의 대용품으로 많이 선택하는 것이 바로 커피입니다. 커피는 나른한 몸을 깨워주고 졸음을 쫓아내는 데에 효과가 좋아 많은 사람들에게 사랑받는 기호 음료입니다. 그렇다면 커피가 우리의 나른한 몸을 깨워주고 졸음을 쫓아낼 수 있는 이유는 무엇일까요? 많은 사람들이 이미 알다시피 커피 속의 카페인이 그 이유입니다. 그렇기에 우선 카페인에 대해 자세히 소개하려고 합니다.


카페인이 어떻게 작용하는지 이해하려면 먼저 아데노신(Adenosine)에 대해 알아야 합니다. 우리가 몸을 움직이거나 머리를 쓰며 활동을 하면 뇌에 피로가 쌓이면서 뇌에서 노폐물인 아데노신을 생성합니다. 뇌에서 생성된 아데노신은 뇌의 각기 다른 세포막에서 아데노신 수용체와 결합해 많은 생리적 기능을 조절하는데, 신경세포의 활동을 둔화시켜 졸음을 일으키고 자는 동안 혈액 공급을 늘리기 위해 혈관을 팽창시키는 기능이 그중 하나입니다. 여기서 아래 그림을 살펴보면 카페인과 아데노신의 화학적 구조가 매우 비슷한 것을 발견할 수 있습니다. 카페인을 섭취하게 되면 아데노신과 구조가 매우 비슷한 카페인이 아데노신과 경쟁적으로 아데노신 수용체에 결합하려 하고 이는 아데노신이 아데노신 수용체와 결합해 생리적 기능을 조절하는 것을 방해하는 역할을 합니다. 그리고 카페인이 아데노신 대신 아데노신 수용체에 결합할 경우, 카페인이 혈관을 수축시켜 혈압을 높이고 혈당을 분비하여 근육을 자극하게 되고 이는 곧 몸의 각성으로 이어져 졸음을 쫓아내는 것입니다.

카페인과 아데노신의 구조

하지만 커피도 매일 마시기 시작하면 금세 내성이 생겨 효과가 점차 줄어들고 커피 없이 생활하기 힘든 상태에 빠지기도 합니다. 그래서 과학자들은 커피를 마셔서 잠을 이겨내기보다 ‘커피냅’을 통해 잠을 이겨내기를 강력하게 추천하고 있습니다. 커피냅은 커피의 ‘coffee’와 낮잠을 뜻하는 ‘nab’을 합성한 단어로 커피를 마시자마자 곧바로 15분에서 20분 미만의 낮잠을 자는 것을 말합니다. 커피냅을 시행하고 다시 일어나면 피로가 엄청나게 풀리고 머리가 맑아져 이후 일에 집중하는 데 큰 도움이 된다는 것을 느낄 수 있습니다. 하지만 대체 왜 커피냅이 그냥 커피를 마시는 것보다 피로를 풀고 몸을 각성시키는데 큰 효과를 줄 수 있는 것일까요? 앞선 내용에서 커피를 마시게 되면 커피의 카페인이 피로를 유발하는 노폐물인 아데노신 대신 아데노신 수용체와 결합해 피로를 덜 느끼게 해주고, 중추신경계를 자극해 머리가 맑아지는 각성효과를 얻을 수 있다고 소개했습니다. 이 과정에서 카페인은 피로를 유발하는 아데노신과 경쟁하여 아데노신 수용체에 결합하게 되는데, 이는 아데노신이 뇌의 내부에 많이 남아 있다면 커피를 많이 마시더라도 큰 각성효과를 보긴 어렵다는 것입니다. 그런데 커피냅은 커피를 먼저 마시고, 바로 낮잠을 자기 때문에 낮잠을 자는 사이에 뇌척수액이 뇌를 청소해 아데노신을 많이 줄여주게 됩니다. 그리고 카페인의 각성효과는 카페인을 섭취하고 20분이 지난 후에 나타나기 때문에 커피를 마시고 20분 뒤에 깨어나면 낮잠을 자며 아데노신이 많이 줄어든 상태에서 카페인이 작용하기 때문에 카페인이 아데노신과의 경쟁 없이 수월하게 아데노신 수용체와 결합하게 되어 카페인의 각성효과가 더 강력하게 나타나는 것입니다.


이 커피냅 효과는 많은 실험과 연구를 통해 이미 검증되었습니다. 1997년, 영국 러프버러 대학 정신생리학과 루이스 레이너 교수는 24명의 피실험자를 세 그룹으로 나눠 커피와 수면의 관계를 조사했습니다. 각 그룹은 커피만 마신 그룹, 15분~20분간 낮잠을 잔 그룹, 커피 한 잔을 마시고 15분간 낮잠을 잔 그룹으로 나눴고 이후 피실험자의 상태를 확인하기 위해 운전 시뮬레이션을 진행했습니다. 그 결과 커피와 낮잠을 함께한 그룹은 커피만 마시거나 낮잠만 잔 그룹보다 더 나은 주행 집중력을 보였습니다. 또한 미국 라이트 주립대학에서 진행된 연구에선 수면 장애가 있는 24명의 젊은 남성을 대상으로 한 그룹엔 200mg의 카페인을 투여한 뒤 낮잠을 자게 하고, 다른 그룹은 카페인 없이 낮잠을 자게 했습니다. 이후 피실험자들의 상태를 확인한 결과 카페인과 낮잠을 함께한 그룹이 이후 활동에서 더 높은 활력과 집중력을 발휘한다는 것을 알아냈습니다. 이렇듯 피로를 빠르게 회복하는데에 효과가 좋은 커피냅의 효과를 제대로 느끼기 위해선 커피의 종류 또한 신중하게 선택해야 합니다. 커피냅을 하기 전엔 에스프레소나 아이스 아메리카노처럼 빨리 마실 수 있는 커피를 선택하는 것이 좋습니다. 뜨거운 커피를 20분간 천천히 마시고 누우면 첫 모금으로 들어온 카페인이 이미 아데노신 수용체와 결합하여 천장만 바라보고 20분이 지나게 되기 때문입니다. 여기서 한가지 질문이 생깁니다. 불면증이 있어서 잠에 빠르게 들지 못하면 커피냅을 활용할 수 없는 것 아니냐는 질문일 것입니다. 하지만 연구에 따르면 커피를 마신 뒤 꼭 잠을 자지 않더라도 편안하게 20분 정도 누워있다가 일어나더라도 비슷한 효과를 누릴 수 있다고 합니다. 그러니 너무 많은 걱정은 하지 않으셔도 되겠습니다. 하지만 전문가들은 커피냅의 효과가 아무리 좋더라도 너무 자주 시도하는 것은 좋지 않다고 이야기합니다. 그 이유는 커피는 위산을 촉진하기 때문에 커피를 마시고 곧바로 잠에 드는 습관은 역류성 식도염을 악화시킬 수도 있다는 것입니다. 따라서 이 커피냅은 위가 약하신 분들은 자제하는 것이 좋습니다.


지금까지 피로를 빠르게 풀기 위해 에너지 드링크를 마시거나 짧은 낮잠을 자는 방법을 시도해보셨을 것입니다. 이러한 방법들도 피로를 푸는데 도움이 되지만 1분, 1초가 아까운 시험기간에 최대의 효율을 내기 위해 커피냅을 시도해보는 것을 어떨까요?



참고자료

[1] https://naturalismegner.tistory.com

[2] https://www.youtube.com

[3] http://m.amc.seoul.kr

[4] http://realfoods.co.kr

[5] https://www.yna.co.kr


첨부 이미지 출처

[1] https://naturalismegner.tistory.com

[2] http://news.khan.co.kr


KOSMOS BIOLOGY 지식더하기

작성자 | 박형준

발행호 | 2020년 여름호

키워드 | #잠 #피로 #커피냅



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