장이 뇌 움직여 부족한 영양소 먹게 한다

[이데일리 김응열 기자] 소화기관인 장이 뇌의 신경회로를 움직여 몸에 부족한 영양소를 찾아 먹도록 유도한다는 연구 결과가 나왔다.

오양균 이화여대 생명과학과 교수. (사진=이화여대)

이화여대는 오양균 생명과학과 교수 공동연구팀이 체내 단백질 부족 신호를 감지한 장이 뇌의 신경회로를 바꿔 필수 아미노산을 우선 선택하도록 행동을 조절하는 원리를 규명했다고 22일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 마이크로바이옴-체-뇌 생리학연구단, 서울대와 함께 진행됐다.

장은 소화기관이면서 다양한 호르몬을 분비해 혈당·식욕·면역·대사 등 전신 기능을 조절한다. 그러나 장 호르몬 신호가 어떻게 뇌에 도달해 특정 음식을 선택하도록 유도하는지는 밝혀지지 않았다.

연구진은 앞서 2021년 단백질 결핍 시 장에서 분비되는 ‘CNMa’ 펩타이드 호르몬이 단백질 섭취를 유도한다는 사실을 밝혔냈다. 그러나 구체적인 전달 경로와 뇌 신경회로 조절 메커니즘은 규명되지 않았다.

이어진 이번 연구에서는 영양소 부족 신호의 전달 경로뿐 아니라 새로운 신경회로의 역할, 영양소 선택 원리 등 장과 뇌 간 섭식 행동 조절 원리와 과정을 추가로 밝혔다.

이번 공동연구에서 연구팀은 단백질이 부족할 때 장이 ‘빠른 신경망’과 ‘느린 호르몬 신호’를 동시에 가동해 영양 결핍에 정밀하게 대응한다는 새로운 개념을 제시했다. 장에서 단백질 부족을 감지하면 먼저 장-뇌 신경 경로를 통해 빠르게 뇌로 신호를 전달해 즉각적인 필수 아미노산 섭취를 유도한다.

이와 동시에 분비된 CNMa 호르몬은 순환계를 타고 느리게 뇌에 도달해 단백질을 찾는 행동을 지속시킨다. 신경 경로와 호르몬 경로를 동시에 사용하는 협력 메커니즘을 통해 단백질 결핍 상황에 효과적으로 대응한다는 것이다.

연구팀은 CNMa 신호가 탄수화물 섭취를 억제한다는 사실도 규명했다. CNMa가 포도당 섭취를 촉진하는 뇌 속 DH44 뉴런의 활성을 억제해 필수 아미노산을 우선 선택하고 탄수화물 섭취를 배제하는 선택적 섭식 행동 메커니즘을 규명한 것이다.

오양균 교수는 “이번 연구결과는 차세대 식욕 조절 치료 전략 개발에 중요한 기반이 될 것”이라며 “비만·대사질환·섭식 장애 치료에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.