1. 섭식 행동
가. 설명
우리가 굶주린 상태라는 가정을 해보자. 지금 음식을 보는 순간 아마 우리 몸은 이렇게 반응할 것이다. 뇌 단계(cephalic phase), 위장 단계(gastric phase), 장 단계(intestinal phase 또는 substrate phase) 등 세 단계로 나뉜다.
1) 뇌 단계: 자율신경계의 부교감신경과 소화관 신경계가 활성화되어 입 안에 침이 분비되고, 위에서 소화액 촉진
2) 위장 단계: 음식을 씹고 삼키고 그리고 위가 음식으로 채워지면 반응이 더 강해진다.
3) 장 단계: 위에 음식이 채워지고 이제 일부 소화된 음식물이 장으로 이동함에 따라 영양분이 혈액으로 흡수 됨.
나. 과정
1) 그렐린: 최근까지 배고픔은 단순히 포만감의 결여라고 생각했다. 허나 1999년 그렐린(ghrelin)이라는 펩타이드의 발견으로 바뀌게 되었다. 그렐린은 원래 성장 호르몬을 촉진하는 인자로 분리되었다. 그러나 연구자들은 곧 이 펩타이드가 위에 매우 많이 분포하고 있으며 위가 비어 있을 경우에 혈액으로 분비된다는 것을 알게 되었다. 배고픔에 시달린 위는 소리를 내며 그렐린을 분비하는 것이다. 그렐린은 정맥에 주입하면 궁상핵의 NPY/AgRP를 발현하는 뉴런들(혈중 렙틴농도가 감소하는 경우 활성화되는 뉴런과 같은 뉴런들)을 활성화함으로써 식욕을 촉진하고 음식을 먹게 자극한다.
2) 위 팽만: 이는 무거운 식사 후 위가 가득 찼다고 느끼는 것으로 우리 모두 알고 있다. 위벽이 확장되는 것은 매우 강력한 포만 신호이다. 위장벽은 물리적 감각성 뉴런의 축삭에 의해 많이 자극되는데 이들 대부분은 미주신경(vagus nerve)을 통해 뇌에 전달된다. 미주 감각신경의 축삭은 연수의 고립로핵(nucleus of solitary tract)의 뉴런들을 활성화한다. 이 신호들은 섭식 행동을 억제한다. 고립로핵은 자율신경계의 조절에 중요한 중추 중의 하나이다.
3) 콜레시스토키닌: 콜레시스토키닌(Cholecystokinin, CCK)이란 펩타이드를 주입하면 식사 주기와 식사량을 줄일 수 있다는 것을 발견하였다. CCK는 장을 둘러싸고 있는 일부 세포와 내장신경계의 일부에 존재한다. 이 펩타이드는 특정 형태의 음식, 특히 지방성 음식이 장을 자극하면 분비된다. CCK의 주요 역할은 미주신경축삭에 포만신호 펩타이드로 작용하는 것이다. CCK는 섭식 행동을 억제하기 위해 위 팽만과 같이 공동으로 작용한다. 흥미롭게도, CCK는 다른 위장 펩타이드와 마찬가지로 중추신경계(CNS)의 특정 뉴런에서 발현되기도 한다.
4) 인슐린: 췌장의 베타 세포에서 혈액으로 분비되는 인슐린은 매우 중요한 호르몬이다. 포도당은 뉴런에 빠르게 운송되긴 하지만 신체의 다른 세포로 포도당을 운송하는 데는 인슐린이 필요하다. 이것은 포도당을 저장하기 위해 간이나 골격근 또는 지방세포 등으로 운반하는 동화대사 작용뿐만 아니라 포도당을 저장된 곳에서 방출하여 신체 다른 세포에서 연료로 쓰는 이화대사 작용을 위해서도 인슐린이 매우 중요하다는 것을 의미한다. 따라서 혈중 포도당 농도는 인슐린 농동에 의해 매우 치밀하게 조절된다. 인슐린 농도가 떨어지면 혈중 포도당 농도는 올라가고, 인슐린 농도가 올라가면 혈중 포도당 농도는 떨어진다. 췌장에서 분비된 인슐린은 여러 경로로 조절된다. 아침 식사로 케이크를 먹었을 경우, 뇌 단계에서는 췌장에 대한 부교감신경 자극은 췌장의 베타 세포를 자극하여 인슐린을 분비하도록 한다. 이에 따라 혈중 포도당 농도는 약간 떨어지며, 뇌의 뉴런은 이러한 변화를 감지하게 되어 먹고 싶은 충동을 증가시킨다. 위장 단계에서는 음식이 위장으로 들어가면 CCK와 같은 위장 호르몬들에 의해 인슐린 분비가 더욱 촉진된다. 음식이 최종적으로 장에서 흡수되고 혈중 포도당 농도가 증가하는 기질 단계(substrate phase)에서는 인슐린 분비는 최대에 이른다. 이 인슐린의 증가는 혈중 포도당 농도의 상승과 함께 포만 신호로 작용하여 먹는 것을 중단시킨다.
다. 왜 섭취하는가?
섭식 행동을 자극하는 신호들에 대해서 논의하였지만, 사실 이러한 것들이 무엇을 의미하는지에 대해서는 아직 논의한 적이 없다. 물론 우리는 음식을 좋아하기에 먹는다고 할 수 있다. 이러한 동기 부여 측면은 쾌락적인 부분이라고 할 수 있다. 기분을 좋게 하기 위해 먹는 것이다. 음식의 맛에서, 냄새에서 그리고 모양과 음식을 받는 기분, 마지막으로 먹는 행위 자체 등에서 우리는 즐거움을 누릴 수 있다. 그러나 배가 고파서 음식을 섭취하기도 한다. 이러한 동기 부여 측면은 동인저감원리(drive reduction)에 의한 것이라고 할 수 있다. 다시 말해서 먹고 싶은 갈망을 충족하기 위한 것이다. 정확하게 이야기 해보자면 좋아하는 것과 원하는 것은 통일된 한 과정의 두 측면인 것이다. 결국 우리는 일반적으로는 음식을 좋아하기 때문에 갈망한다. 그러나 사람과 동물을 통해 연구해본 결과, 좋아하는 것과 원하는 것에 관해 뇌에서는 서로 다른 회로에 의해 조절된다는 것으로 추정됐다.
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