달달하게 먹으면 계속 중독되는 이유…알고 보니 과당과 포도당의 황금 조합? [와우! 과학]

우리 주변에는 수많은 가공식품이 존재한다. 가공식품은 저렴하고 언제든지 요리하지 않고 바로 먹을 수 있을 뿐 아니라 맛도 훨씬 좋다. 예를 들어 탄산음료는 물보다 맛있고 시원하며 빠르게 갈증을 해소하는 것처럼 느껴진다. 결국 여기에 맛을 들이면 마치 중독된 것처럼 다시 찾게 되는 경우가 드물지 않게 된다.

하지만 과학자들은 특정 가공식품에 중독된 것 같은 느낌이 단순한 느낌이 아니라 실제로 중독된 게 맞다는 점을 발견했다. 예를 들어 가공식품에 널리 첨가되는 고과당 옥수수 시럽 (HFCS) 혹은 액상 과당은 소비자들이 계속해서 찾는 달달한 맛의 주역으로 많은 연구가 이뤄졌다.


고과당 옥수수 시럽은 이름처럼 저렴한 옥수수 전분을 효소로 분해해서 과당과 포도당이 풍부한 시럽 형태로 만든 식품 첨가제다. 가장 널리 쓰이는 ‘HFCS-55’는 과당 55%라는 의미로, 나머지는 대부분 포도당이다. 따라서 과당만 들어 있는 건 아니기 때문에 국내에서 친숙한 이름인 액상 과당은 사실 잘못된 번역이라고 할 수 있다.

식품 제조사들이 고과당 옥수수 시럽을 대량으로 첨가한 것은 가격이 저렴한 탓도 있지만, 설탕보다 더 달고 맛있기 때문이다. 하지만 과학자들은 동시에 과당이 포만감을 덜 느끼게 만들어 더 많이 먹게 만든다는 점을 알아냈다.

예를 들어 과당은 포도당과 달리 인슐린 분비를 자극하지 않고 포만감을 느끼게 하는 ‘렙틴’의 분비를 유도하지 않는다. 그래서 많이 먹어도 뇌는 충분히 먹지 않았다고 생각해서 더 먹게 만든다. 또 과당은 위장에서 분비되는 식욕 촉진 호르몬인 ‘그레린’ 분비도 자극하지 않아 공복 상태가 아닌데도 공복 상태로 잘못 오인하게 만든다.



하지만 자연적으로 과당을 많이 포함한 과일은 가공식품처럼 중독적인 음식 섭취를 유발하지 않는다. 따라서 과당 하나만이 문제가 아님을 짐작할 수 있다. 미국 필라델피아의 모넬 화학감각센터(Monell Chemical Senses Center) 연구팀은 과당과 포도당의 뇌 신호 전달 체계의 차이점을 연구하면서 고과당 옥수수 시럽의 중독성 기전을 조사했다.

연구팀은 쥐를 이용한 동물 실험을 통해 식욕을 유발하는 핵심 뇌세포인 ‘AgRP 뉴런’의 활동을 관찰했다. 연구팀에 따르면 과당은 미주신경을 통해 AgRP 뉴런의 활동을 완만하게 억제하는 반면, 포도당은 이 뉴런을 직접적으로 강력하게 억제했다.

그러나 가장 놀라운 점은 고과당 옥수수 시럽을 주었을 때의 반응이었다. 가장 흔히 쓰이는 HFCS-55를 섭취했을 때, 쥐들은 과당만 단독으로 섭취했을 때보다 HFCS-55를 훨씬 더 선호했으며, HFCS-55가 AgRP 뉴런을 억제하는 효과 또한 훨씬 강력하게 나타났다.

과당은 배부름 신호를 약하게 보내서 계속 먹게 만드는데, 여기에 포도당이 섞여 있으면 뇌의 특정 경로를 자극해 “이 음식은 정말 맛있다”라는 식의 보상 신호나 음식 선호도를 유발한다. 따라서 적절하게 과당과 포도당을 섞으면 뇌의 보상 및 식욕 조절 회로를 교란해 더 많이 먹게 할 뿐만 아니라 계속 다시 찾게 만들 수 있다. 이 기전에 중독되면 목이 마르지 않거나 물을 대신 마셔도 되는데도 탄산음료를 찾게 되는 것이다.

물론 가공식품도 너무 많이 먹지 않으면 건강에 크게 해로운 음식은 아닐 수 있다. 하지만 배고프지 않은데도 먹고 목마르지 않은 상태에서도 마시는 상태까지 이르렀다면 문제가 있는 것이다. 이는 과도한 열량 섭취로 이어져 결국 비만과 각종 만성 질환의 위험도를 높일 수밖에 없다. 그런 상태에 이르기 전에 스스로 절제하고 자제하는 노력이 필요하다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com