지식더하기 카페인의 두 얼굴

현대인의 혈관에는 피 대신 아메리카노가 흐른다는 농담이 있다. 야근에 찌든 직장인이나 시험 전날 밤을 새우는 학생들에게 커피 한 잔은 졸음을 싹 가시게 해주는 마법의 물약이다. 커피 속에 듬뿍 들어있는 '카페인(Caffeine)'이 우리 뇌를 깨워주는(각성) 것은 사실이지만, 카페인이 진짜로 우리 몸에 '에너지'를 넣어주는 것은 절대 아니다. 카페인은 에너지를 주는 영양소가 아니라, 인간의 뇌세포를 교묘하게 속여먹는 '사기꾼 화학 분자'일 뿐이다. 피로를 없애주는 것이 아니라 뇌가 피로를 느끼지 못하게 감각을 차단해 버리는 카페인의 얄팍하고도 중독적인 생화학적 속임수를 낱낱이 파헤쳐 보자.

수면 유도 물질, 아데노신(Adenosine)의 축적

우리가 아침에 일어나서 눈을 굴리고 머리를 쓰며 활동을 하면, 뇌 속에서 에너지가 타들어가며 '아데노신'이라는 피로 찌꺼기 물질이 계속 뿜어져 나온다. 저녁이 되어 이 아데노신 찌꺼기들이 뇌세포 겉면에 돋아나 있는 자물쇠(아데노신 수용체)에 철컥철컥 갖다 꽂히면, 뇌는 "아, 에너지를 다 썼으니 이제 스위치를 끄고 자야겠다"라고 판단하며 우리에게 미친 듯한 졸음과 피곤함을 몰고 온다. 즉, 아데노신은 우리 몸이 과로해서 쓰러지지 않게 막아주는 고마운 수면 브레이크다.

뇌를 속이는 사기꾼 분자, 카페인

우리가 커피를 마시면 혈관을 타고 카페인 분자가 뇌로 직행한다. 여기서 기가 막힌 우연이 발생한다. 카페인의 화학적 생김새가 '아데노신'과 너무나도 똑같이 생겼다는 것이다! 가짜 열쇠인 카페인은 뇌세포의 자물쇠(수용체)로 냅다 달려가, 진짜 피로 물질인 아데노신이 꽂히기도 전에 먼저 자물쇠 구멍을 꽉 틀어막아 버린다. 카페인이 구멍을 막아버리니, 피로 물질(아데노신)이 뇌에 "이제 자야 해!"라는 신호를 보내지 못하고 밖에서 둥둥 떠돌게 된다. 결국 뇌는 "어? 피로 물질이 안 꽂히네? 아직 쌩쌩한가 보네!" 하고 착각하며 심장을 쿵쾅거리게 펌프질하고 억지 각성 상태(불면증)를 유지하게 되는 것이다. 피로가 사라진 것이 아니라, 뇌의 눈을 잠시 가려놓았을 뿐이다.

카페인이 안 듣는 이유, 내성(Tolerance)의 역습

매일 벤티 사이즈 아메리카노를 3잔씩 마시다 보면 어느 순간부터 커피를 마셔도 졸음이 쏟아지는 현상(내성)을 겪게 된다. 우리 뇌는 바보가 아니다. 카페인이 자물쇠 구멍을 며칠 내내 꽉 막고 있으면, 뇌는 "아니 왜 피로 신호가 안 오지? 자물쇠가 부족한가?" 하고 판단해 버린다. 그래서 뇌세포 겉면에 아데노신을 받을 수 있는 '새로운 자물쇠(수용체)'를 엄청나게 더 많이 늘려버린다(수용체 상향 조절). 자물쇠 구멍이 늘어났으니, 쏟아져 나온 피로 물질(아데노신)들이 쏙쏙 꽂히게 되고, 결국 커피를 때려 부어도 졸음이 쏟아지게 되는 것이다.

주말의 끔찍한 두통, 금단 증상

평일에 커피를 미친 듯이 마시던 사람이 주말에 푹 자겠다고 커피를 딱 끊어버리면 어떻게 될까? 뇌에는 이미 늘어난 엄청난 숫자의 자물쇠 구멍이 입을 벌리고 기다리고 있다. 카페인이 사라진 틈을 타서, 그 수많은 구멍으로 밀려 있던 피로 물질(아데노신)이 한꺼번에 융단 폭격처럼 꽂혀버린다. 그 결과 평일보다 수십 배나 끔찍한 극도의 피로감과 근육통, 뇌혈관 확장에 의한 깨질듯한 편두통(금단 증상)이 당신의 휴일을 지옥으로 만들어버리게 된다. ![카페인 봉쇄를 우회하기 위해 뇌가 완고하게 수십 개의 여분의 새로운 파란색 '아데노신' 수용체를 키우는 것을 보여주는 '카페인 내성'을 보여주는 다이어그램으로, 깨어 있기 위해 훨씬 더 많은 커피를 요구합니다](https://image.pollinations.