(Vagal neurons that carry signals from the gut to the brain (nuclei shown in blue), with cells responsible for fat preference in green. Credit: Mengtong Li / Zuker lab / Columbia's Zuckerman Institute)
비만의 유병률은 전 세계적으로 증가하는 추세입니다. 당분과 지방이 풍부한 가공식품이 범람하고 있는 반면 사람들의 육체 활동은 줄어들고 있어 쉽게 살이 찔 수 있는 환경이 마련된 것입니다. 하지만 이미 충분한 열량을 섭취한 후에도 여전히 기름기 많고 단 음식을 찾는 이유는 확실치 않습니다. 과학자들은 그 기전을 밝혀 새로운 비만 치료제를 개발하기 위해 노력하고 있습니다.
콜롬비아 대학의 멩통 리 박사 (Mengtong Li, Ph.D.)와 그 동료들은 지방에 대한 선호도를 결정하는 장-뇌 연결 gut-brain connection 을 발견했습니다. 기본적으로 우리 몸에 영양분이 부족하면 그 신호가 장에서 뇌로 가는 것이 자연스럽습니다. 흡수할 영양분이 적다는 신호를 장에서 뇌로 보내면 우리가 먹이를 찾는 행동을 할 수 있기 때문입니다.
연구팀은 이전에 당분이 부족한 경우 장에서 뇌로 신호를 보내는 경로를 확인했습니다. 이번 연구에서 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 이용해서 지방에 관련된 신경 경로를 찾는데 주력했습니다.
우선 연구팀은 지방의 맛을 느낄 수 없게 유전적으로 조작된 쥐가 지방에 대한 선호도를 보이는지 조사했습니다. 그 결과 맛을 느낄 수 없는 상황에서도 쥐는 지방을 섭취하려고 들었습니다. 이는 장에서 지방과 지방산을 감지하는 경로가 있다는 이야기입니다.
연구팀은 동물성 지방을 줬을 때 강하게 반응하는 caudal nucleus of the solitary tract (cNST)라는 부위를 찾아냈습니다. cNST는 사실 당분에 대한 선호도를 자극하는 부위이기도 합니다.
연구팀은 다시 cNST에 연결된 미주 신경 vagal nerve 두 가지를 찾았습니다. 연구 결과 두 신경 중 하나는 장에서 흡수하는 당분, 지방산, 아미노산 모두에 반응하는 반면 나머지는 지방과 지방산에만 반응했습니다. 이 경로들을 차단할 경우 쥐는 지방에 대한 흥미를 잃어버렸습니다.
사실 장이 지방이나 당분이 부족하다는 신호를 뇌에 보내는 일은 생존에 중요합니다. 제대로 신호를 보내지 않는다면 굶어 죽을지도 모르기 때문입니다. 하지만 고열량 음식이 전례 없이 풍부한 환경에서 살고 있는 인간의 경우 이런 신호가 강하다면 오히려 비만해질 가능성이 큽니다. 앞으로 이 경로를 억제하는 신약을 개발할 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2022-09-cravings-fatty-foods-gut-brain.html
Gut-brain circuits for fat preference, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05266-z
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