카페인 음료가 피로를 잊게 만드는 것은 피로 물질인 아데노신이 뇌 수용체에 결합하는 것을 카페인이 대신 결합해서 그렇다고 하는데, 그 원리는 무엇인가요?

Question

카페인 음료가 피로를 잊게 만드는 것은 피로 물질인 아데노신이 뇌 수용체에 결합하는 것을 카페인이 대신 결합해서 그렇다고 하는데, 그 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

카페인이 피로를 잊게 만드는 핵심 원리는 분자 구조의 유사성을 이용해 아데노신 수용체를 먼저 선점하는 경쟁적 길항 작용 때문입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.

카페인의 화학 구조는 피로 물질인 아데노신의 퓨린 고리 구조와 매우 비슷하여 뇌의 아데노신 수용체는 카페인을 아데노신으로 착각하여 결합 부위에 쉽게 받아들입니다. 원래 아데노신이 수용체와 결합하면 신경 세포 활동을 억제하고 혈관을 확장해 졸음과 휴식을 유도하지만 카페인은 결합만 할 뿐 졸음 신호를 발생시키지 않으며, 진짜 아데노신이 결합하지 못하게 차단합니다. 아데노신에 의한 억제성 브레이크가 해제되면서 뇌의 신경 세포가 계속 활성화되어 도파민, 노르에피네프린, 글루타메이트 같은 각성 및 기분 개선 신경전달물질의 활동이 유지되어 집중력과 경계심이 상승합니다.

카페인은 아데노신을 소멸시키는 것이 아니라 뇌가 피로를 인지하지 못하도록 잠시 가려줄 뿐이고 시간이 지나 카페인이 간에서 분해되어 수용체에서 떨어져 나가면, 그동안 뒤에서 계속 쌓여 있던 아데노신이 한꺼번에 수용체에 결합하면서 극심한 피로감이 밀려오게 됩니다.