시상 하부의 전체 부피가 과체중·비만인 젊은 성인 그룹에서 훨씬 더 크다
아몬드 크기 정도의 뇌의 작은 영역인 시상하부가 식욕 조절과 연관
고지방식 먹는 것은 식욕 조절 센터의 염증 유발할 수 있어
시상하부가 큰 사람들이 먹기 쉬운 성향이 있는지 확인은 더 많은 연구 필요
지난 24일 〈신경영상:임상(Neuroimage: Clinical)〉에 발표된 새로운 연구에서 케임브리지(University of Cambridge) 과학자들은 식욕조절과 관련된 뇌의 핵심 영역인 시상하부가 정상 체중인 사람들과 비교할 때 과체중인 사람들의 뇌에서 다르다고 보고했다.
연구원들은 이 발견이 체중과 음식 소비가 뇌 구조와 관련성이 있다는 증거를 추가한다고 밝히고 있다.
전 세계적으로 과체중이거나 비만인 사람은 19억 명이 넘는다. 영국에서는 성인의 거의 3분의 2가 과체중이거나 비만이며, 비만율이 가능 높은 나라는 미국으로 전 국민의 40%가 비만이다.
우리나라의 경우는 미국과 비교하면 성인 비만율이 7분의 1 수준이다. 경제협력개발기구(OECD)에 따르면 2022년 기준 한국 성인 비만율은 5.9%다. 선진국 32개국 중 31위로 두 번째로 비만율이 낮다.
비만은 제2형 당뇨병, 심장병, 뇌졸중, 암, 열악한 정신 건강을 포함해 여러 가지 건강 문제가 발생할 위험을 증가시킨다.
비만과 뇌의 식욕조절을 하는 시상하부의 관련성
사실 우리 생활에서 비만에 영향을 미치는 요인들은 많다. 먹는 음식의 종류와 양을 비롯해 유전학, 호르몬 조절, 환경 등 다양하다. 뇌에서 배가 고프거나 배부르다고 알려주는 것이 완전히 명확하지는 않지만, 이 연구에 따르면 아몬드 크기 정도의 뇌의 작은 영역인 시상하부가 중요한 역할을 한다는 것이다.
케임브리지 대학교 정신과 스테파니 브라운 박사(Dr. Stephanie Brown)는 "우리는 시상하부가 우리가 먹는 양을 결정하는 데 중요하다는 것을 알고 있지만, 실제로 살아있는 인간의 이 뇌 영역에 대한 직접적인 정보는 거의 없다. 그것은 전통적인 MRI 뇌 스캔에서 그것이 매우 작고 증명하기 어렵기 때문"이라고 말한다.
동물 연구에서 식욕 조절에서 시상하부의 역할에 대한 대부분의 증거가 나오며, 이는 시상하부 내에 복잡한 상호 작용 경로가 있음을 보여주는데 서로 다른 세포 집단이 함께 작용해 우리 몸이 배가 고프거나 배부른 때를 알려주는 것이다.
연구팀은 시상 하부의 전체 부피가 과체중 및 비만인 젊은 성인 그룹에서 훨씬 더 크다는 것을 발견했다. 실제로 시상하부 부피와 체질량지수(BMI) 사이에 상당한 관계가 있음을 발견했다고 밝히고 있다.
"구조적 변화가 체중 변화의 원인인지 결과인지를 포함하여 발견의 정확한 의미는 불분명하지만 한 가지 가능성은 변화가 염증과 관련이 있다"
이전의 동물 연구들은 고지방 식단이 시상하부의 염증을 일으킬 수 있고, 이것은 결과적으로 인슐린 저항성과 비만을 유발할 수 있다는 것을 보여주었다.
생쥐의 경우 지방이 풍부한 식사를 3일만 해도 이 염증을 일으키기에 충분했고, 다른 연구에서는 이 염증이 동물이 포만감을 느끼는 한계점을 높일 수 있음을 보여주었다. 포만감을 느끼려면 평소보다 더 많은 음식을 먹어야 한다는 것이다.
브라운 박사는 "만약 우리가 쥐에게서 본 것이 사람의 경우라면 고지방식을 먹는 것은 식욕 조절 센터의 염증을 유발할 수 있다. 시간이 지남에 따라 이것은 우리의 능력을 변화시킬 것이다. 우리가 충분히 먹었을 때 그리고 우리 몸이 어떻게 혈당을 처리하는지에 따라 우리는 살이 찌게 된다"라고 말했다.
"신체가 신경교로 알려진 뇌의 전문 면역 세포의 크기를 증가시켜 염증에 반응한다"
연구원들은 대규모 데이터 세트에서 뇌 스캔을 분석하는 이 새로운 접근 방식을 채택함으로써 이 연구를 인간으로 더 확장해 궁극적으로 이러한 미묘한 구조적 뇌 발견을 식욕과 식습관의 변화와 연관시키고 비만에 대한 보다 포괄적인 이해를 창출할 수 있기를 바란다.
다만 시상하부의 부피 증가가 과체중의 결과인지, 아니면 시상하부가 큰 사람들이 애초에 더 많이 먹기 쉬운 성향이 있는지를 확인하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 연구팀은 말한다. 또한 이 두 요인이 서로 상호 작용하여 피드백 루프(Feedback Loop, 개체의 행위가 인과 관계를 거쳐 자기 자신에게로 되돌아오는 현상)를 일으킬 가능성도 있다고 언급했다.
케미컬뉴스 김유정 기자
