왜 커피가 신진대사에 영향을 미칠까요?

커피

한눈에 보는 정보 -

  • 연구원들은 보통 크기의 커피 한 컵에 든 카페인이 갈색 지방 활동을 자극하여 더욱 많은 에너지를 연소하며, 잠재적으로 인슐린 민감성을 개선한다고 밝혔습니다. 이러한 활동은 체중 관리 개선에 도움을 줄 수 있습니다
  • 매일 커피를 마시는 사람들은 또한 지방산에 들어 있는 신진대사 및 신체에서 반대 효과를 나타내는 엔도카나비노이드 시스템의 하향 조정 효과를 대마초를 섭취할 때보다 더 많이 나타냅니다. 이 엔도카나비노이드 시스템은 인지, 면역, 수면 및 식욕을 조절하는 역할을 합니다
  • 신체에는 백색 지방 및 갈색 지방세포가 들어 있는데, 백색 지방 세포는 특별한 단백질에 의해 프로그래밍이 자연스럽게 억제되지 않을 때 갈색 세포로 변화될 수 있습니다. 백색 지방의 갈색 지방으로의 변환은 "베이지" 혹은 "브라이트" 지방으로 알려져 있습니다
  • 지방의 위치는 중요합니다. 왜냐하면, 피부 바로 아래에 있는 피하지방은 기관 주변의 복부 깊숙이 자리 잡은 내장지방만큼 위험하지 않기 때문입니다
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머콜라 박사로부터

많은 사람들은 비만 및 과체중으로 어려움을 겪습니다. 비록 코카콜라(Coca-Cola)와 같은 일부 회사는 운동이 열악한 식단을 상쇄할 수 있다고 암시하지만, 연구에 따르면 건강한 식단과 운동이 조합되었을 때, 가장 큰 이점을 얻을 수 있다고 합니다.

2015년 중반, 뉴욕타임즈에서는 글로벌 에너지 밸런스 네트워크(Global Energy Balance Network)의 활동을 보고한 바 있는데, 이 단체는 운동이 식단보다 더욱 중요하다는 주장을 홍보하기 위해 코카콜라사로부터 자금을 지원받았던 비영리 단체입니다. 이 단체는 2015년 말에 해산되었습니다.

리서치 회사인 Marketdata, LLC에 따르면, 매년 체중 감량 및 체중 관리에 들어가는 돈이 660억 달러(한화 약 78조)에 이른다고 합니다. 보도 자료에서, 활발하게 다이어트를 하는 사람들의 수가 2015년 이래로 10%만큼 감소했다고 보고되었습니다.

체중 감량 산업의 일부 제품에는 다이어트 알약, 다이어트 쉐이크 및 보조제, 체중 감량 클리닉, 냉동식품 및 온라인 서비스 등이 있습니다.

매일 밤 충분한 자고, 건강에 이로운 장내 미생물을 지원하며, 홀푸드를 더 많이 섭취하고 가공식품을 덜 섭취하는 것 등은 체중 감량 능력에 기여하는 요소입니다. 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 실린 최근 한 연구에서는 커피가 신진대사에 영향을 미칠 수 있으며, 대사적으로 활발한 갈색 지방을 동원할 수 있다고 입증했습니다.

연구는 커피가 갈색 지방을 자극한다고 밝힙니다

커피 한 컵

갈색 지방 조직(BAT)은 열을 만들어내고, 미토콘드리아의 UCP1에 의해 중재되는 미토콘드리아 반응을 통해 포도당과 지방을 연소합니다. 에너지 균형은 비만의 발달을 예방해주며, 신체 활동이 일부 에너지를 소모할 수 있지만, 신체는 또한 열 발생 시스템 즉, 에너지 연소를 통해 생성되는 열을 활용하게 됩니다.

UCP1의 상향 조정은 비만에 걸릴 잠재성을 줄여주고 인슐린 민감성을 개선해주는데, 왜냐하면 UCP1가 갈색 지방에 들어 있는 열 발생 시스템 중 하나이기 때문입니다. 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 실린 연구에서, 연구원들은 시험관 및 인간을 대상으로 실험했으며, 카페인이 갈색 지방 조직에 미치는 효과를 조사했습니다.

연구원들은 과거 연구들이 영양 혹은 추위 노출을 통한 갈색 지방 조직의 활성화를 입증했다고 밝히고 있습니다. 카페인은 비만 쥐에서 UCP1의 상향 조정을 입증했지만, 이것이 인간의 BAT에 직접적으로 어느 정도의 영향을 미쳤는지는 아직 밝혀지지 않았습니다.

이번에 연구원들은 최초로 시험관에서 배양한 쥐와 인간의 골수 줄기세포에서 나온 세포를 사용하여 카페인을 주입했습니다.

그들은 미토콘드리아 염색, 투과 전자 현미경 및 유전자 발현 분석 등 여러 테스트를 통해 분석을 시행했습니다. 다음으로, 평균 체질량 지수가 23으로 나타나는 정상 범주에 있는 9명의 건강한 참가자들을 연구에 참여시켰습니다. 참가자들에게 카페인 음료나 물 중 한 가지를 마시고, 30분 동안 앉아 있도록 했습니다.

연구원들은 카페인 세포 배양 치료가 UCP1의 발현을 증가시키는 것으로 나타났다고 밝혔습니다. 그들은 또한 카페인 음료를 마시기 전과 마시고 난 후 30분이 지난 상태의 참가자들의 열 사진을 비교 분석하기도 했습니다.

해당 사진에서는 커피를 마신 후 성인의 쇄골하 부위에서 갈색 지방 조직 온도가 증가하는 것으로 나타났습니다. 이는 갈색 지방 조직에서 열 발생이 증가하는 것을 보여주는데, 이는 물을 마셨던 참가자들에게서는 나타나지 않았던 현상입니다.

보통 크기의 커피 한 컵을 마시는 것이 체중 관리에 도움이 될 수 있습니다

학술지 사이언티픽 리포트의 연구원들은 이 실험이 카페인이 UCP1에 자극을 나타내는 것을 보여주는 최초의 시험관 연구이며, 연구 결과는 인간이 표준량의 커피 한 컵을 마심으로써 카페인을 섭취하는 것에 투영될 수 있다고 밝혔습니다.

연구원들은 표준량의 커피 한 컵이 대사율을 증가시키고 갈색 지방 조직 기능의 강화를 암시한다고 생각합니다. 그들은 이 활동이 체중 감량에 기여하는 잠재성을 지닌다고 이론화합니다. 연구원들은 다음과 같이 밝히고 있습니다.

"결론적으로, 이러한 결과는 카페인(및 커피 음료)이 갈색 지방 조직의 기능을 인간에 호환 가능한 용량으로 촉진할 수 있다는 시험관 내 및 생체 증거 상의 새로운 보완을 제공해줍니다."

매일 마시는 커피는 여러 방식으로 신진대사에 영향을 미칩니다

커피에 관한 새로운 발견 사항 및 커피가 건강에 미치는 영향이 자주 보고됩니다. 일부 보고서는 카페인이 수명을 늘려주는 데 도움이 된다고 주장하는 반면, 다른 보고서는 카페인이 위험을 높인다고 보고하고 있습니다. 어떤 것을 믿어야 할지 알기 어려운 상황입니다.

학술지 Northwestern Medicine에 실린 한 연구에서, 과학자들은 커피가 지금껏 알려져 왔던 것보다 신체에 있는 훨씬 많은 대사 물질들을 상당히 변화시켰다고 밝힌 바 있습니다. 음식을 먹거나 마신 후, 신체에서는 대사 물질 혹은 화학 물질을 생성하게 됩니다. 영향을 받은 대사 물질들이 많다는 것은 커피가 신체에 미치는 효과를 부분적으로 설명해줍니다.

연구원들은 47명의 습관적 커피 애호가들을 모집하여, 그들에게 커피를 한 달 동안 중단할 것을 요청했습니다. 다음 달, 참가자들에게 매일 4컵의 커피를 마시고, 마지막 달에는 매일 8컵의 커피를 마시도록 했습니다. 연구 기간 동안, 연구원들은 참가자들의 혈액 내 샘플을 채취했으며, 대사 물질의 수와 유형을 평가했습니다.

연구원들은 115가지 대사 물질들의 수치가 커피를 마신 후 변경되었으며, 그중 82가지의 물질이 33가지 생물학적 경로에 영향을 미치는 것으로 알려졌습니다. 그들은 또한 스테로이드 대사 물질, 지방산, 커피가 엔도카나비노이드 시스템에 미치는 영향 등 커피와 관련된 세 가지 새로운 연결성을 발견했습니다.

신체는 통상적으로 신경학적 계통에 카나비노이드 수용체를 보유하고 있습니다. 연구원들은 이 시스템과 관련된 신경 전달물질이 하루 4컵에서 8컵의 커피를 마신 후 줄어드는 것을 확인했습니다. 이 효과는 대마가 섭취되었을 때 기대되는 효과와 반대되는 것입니다.

연구원들은 신체의 엔도카나비노이드 시스템이 인지, 면역, 수면, 식욕 및 에너지 기능 등을 조절한다고 지적합니다. 추가로, 연구원들은 안드로스테로이드 시스템과 관련된 대사 물질들을 발견했는데, 이는 연구원들에게 커피가 체내 스테로이드를 제거하는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 암시합니다.

갈색, 베이지 혹은 백색 지방이란 무엇인가요?

세 가지 다른 유형의 지방은 체내에서 각기 다른 기능을 수행합니다. 특집 연구에서 연구원들은 카페인이 갈색 지방 조직 활성화에 미치는 영향 및 그로 인해 열 발생 및 에너지 대사가 증가하는 것에 대해 관심을 갖고 있었습니다. 시몬드(Symonds)는 다음과 같이 논평했습니다.

"갈색 지방은 신체의 다른 지방에 다른 방식으로 작용하며, 종종 추위에 반응하여 설탕과 지방을 연소함으로써 열을 생성해냅니다. 갈색 지방을 활성화하는 것은 혈액 내 지질 수치를 개선할 뿐만 아니라 혈당 조절을 개선해주며, 연소된 추가 열량은 체중 감량에 도움이 됩니다.

하지만, 현재까지 그 누구도 인간에게서 갈색 지방 조직의 활성화를 자극할 수 있는 그 어떠한 수용 가능한 방법도 발견하지 못했습니다.

이는 한 컵의 커피와 같은 무언가가 갈색 지방 기능에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다는 사실을 보여주는 인간을 대상으로 하는 최초의 연구입니다. 우리의 결과에서 잠재적으로 암시하는 바는 꽤 큰데, 왜냐하면 비만이 사회적으로 주요 건강상의 우려 사항이며, 당뇨병 확산도 나날이 증가하고 있기 때문입니다. 그리고, 갈색 지방이 이에 대한 잠재적인 해결 방안이 될 수 있기 때문입니다."

지방 세포의 가장 흔한 유형은 백색 지방 세포인데, 이는 과도한 에너지가 저장되어 비만의 위험을 높이게 됩니다. 이러한 세포가 지나치게 많아지면 제2형 당뇨, 심혈관 질환 등과 같은 관련 질병으로 이어질 수 있습니다.

반대편의 스펙트럼에 있는 것은 갈색 지방 세포인데, 이는 열 발생적으로 활발하며 성인보다 어린이에게서 더 많이 나타납니다.

연구원들은 백색 지방 세포가 갈색으로 변하도록 신체가 프로그램화되어 있을 수 있다고 밝혔지만, 이러한 프로그래밍은 FLCN 단백질에 의해 억제됩니다. 갈색 지방 프로그래밍을 억제하는 기능은 또 다른 경로와의 협조에서 수행되는데, 이 경로는 종양 형성, 인슐린 저항성 및 지방 세포 성장 등의 세포 과정 중에 활성화됩니다.

mTOR이라고 불리는 이러한 특별한 경로는 성장 요인뿐만 아니라 아미노산과 인슐린에 의해 활성화되는데, 이는 곧 갈색 지방 프로그래밍을 억제합니다. 백색 지방을 갈색 지방 조직 세포로 변환하는 것은 "브라이트" 혹은 "베이지" 지방 세포로 알려져 있습니다.

신체의 교감신경계는 소규모로 이 변환을 수행할 수 있지만, 백색 세포가 다른 기관계와 연결되어 있기 때문에, 체내에서 대규모로 이러한 지방 세포를 변환하는 것이 불가능합니다. 과학자들은 체외에서 백색 지방을 베이지 지방으로 변환하여, 지방을 퇴치하는 데 도움을 줄 수 있도록 재도입하는 것에 관해 실험하고 있습니다.

지방의 위치가 큰 차이를 만듭니다

지방이 신체의 어느 부위에 위치하느냐에 따라 건강에 미치는 효과가 달라집니다. 백색 지방은 두 가지 중요한 기능을 합니다. 백색 지방은 과도한 열량을 저장하고 대사 조절 호르몬을 분비합니다. 피부 바로 아래 저장되는 지방은 피하지방이라고 불리며, 장기 주변의 복부 깊숙이 저장되는 지방은 내장지방이라고 불립니다.

피하지방은 종종 허벅지와 둔부에 나타나며, 이는 내장지방만큼 많은 문제를 초래하지 않습니다. 잡지 하버드 헬스(Havard Health)에 따르면, 대부분의 사람들에게서 나타나는 90%의 체지방이 피하지방이며, 이는 손으로 꼬집을 수 있는 지방으로 설명될 수 있습니다. 이는 신체 하부에 축적되어, 배(과일) 모양을 만들어냅니다.

나머지 10%가 내부 복부지방 혹은 내장지방으로, 이는 복벽 아래에 위치하며 장기를 둘러싸고 있습니다. 이러한 지방 유형은 대사 증후군 및 인슐린 저항과 강하게 연관됩니다. 일리노이 대학교의 한 연구에서, 연구원들은 규칙적인 분자가 열량 섭취 증가와 함께 다량의 내장지방을 초래하는 신체 반응을 만들어낸다고 밝혔습니다.

갈색 지방 저장물을 활성화해 보세요

mTOR 경로가 자극되는 한 가지 방식은 과도한 단백질 섭취를 통해서입니다. 이러한 자극은 백색 지방이 갈색 지방 조직으로 프로그래밍되는 것을 억제하는 것을 돕습니다.

갈색 지방을 활성화하여, 더 많은 에너지를 연소하고 일부 백색 지방을 베이지 지방으로 변환시키며, 또한 약이나 수술 없이도 열 발생을 증가시킬 수 있는 추가적인 방법이 있습니다. 다음과 같은 다섯 가지의 추가적인 전략을 고려해 보세요.

운동 — 오하이오 주립 대학의 의학 센터(Ohio State University Wexner Medical Center)의 한 연구에서, 연구원들은 운동이 대사를 증진할 수 있는 한 가지 이유는 과거에 차가운 온도와 연관되어 온 리포카인 분자의 수치 증가를 통해서입니다.

연구원들은 운동 중 갈색 지방의 기능이 더 많은 지방산을 연료로써 사용하도록 근육에 신호를 보내는 것이라고 밝혔습니다. 연구원들은 동물 실험 결과, 쥐가 운동한 후 리포카인이 발견되었으나, 일단 갈색 지방 조직이 쥐에서 제거하고 난 후에는 운동으로 인해 유발된 리포카인의 증가가 발견되지 않았다고 밝혔습니다.

추위 — 수많은 연구들은 낮은 온도에 노출되는 것이 갈색 지방에서 나타나는 포도당의 연소를 증가시킨다고 밝혔습니다. 추위는 또한 갈색 지방 조직을 더욱 활성화하고, 지방을 줄이며, 골격근 및 갈색 지방 조직에서 나타나는 미토콘드리아를 변화시키는 것으로 나타났습니다. 매일 추위에 노출되는 것은 갈색 지방 조직의 양 및 산화 능력을 증가시킵니다.

수면 — 참가자들에게 수면 중에 시원한 환경에 노출시킬 수 있는 한 가지 방법은 주변 온도를 낮추는 것입니다. 연구원들은 4개월 동안 다섯 명의 남성을 대상으로 연구했습니다. 참가자들은 하루 중 규칙적인 활동을 했으며, 그리고 나서 매일 저녁 그들의 방으로 돌아왔습니다.

방의 온도는 첫 달 동안 섭씨 23.8도(화씨 75도)로 설정했으며, 다음 2개월간은 섭씨 18.8도(화씨 81도)로, 마지막 달은 27.2도(화씨 81도)로 설정했습니다. 연구원들은 참가자들이 약간 차가운 온도에 노출된 지 한 달 후, 갈색 지방 조직 용량이 42% 증가하고, 대사 활동이 10% 증가한 것을 확인했습니다.

+ 출처 및 참조