초코렛과 신경계

 

Choco

 

달콤한 초콜렛의 신비 발견

Ellen Kuwana 씀 청소년들을 위한 신경과학 작가

초콜렛의 역사

아메리카 대륙의 고대 마야인과 아즈텍인들은 초쿌렛을 먹었습니다. 이들은 요즘 우리가 마시는 핫초콜렛과 같이 뜨거운 물에 분말로 만듣 카카오나 초콜렛 원두를 녹여 마셨습니다. 그러나, 그들의 카카오는 쓰거나 내부에 매운 것이 들어있었습니다. 마야인들과 아즈텍인들이 카카오 원두를 화폐단위로 사용 한 것으로 미루어 초콜렛을 보물로 여겼음을 이해할 수 있습니다. M&M을 동전대신 사용한다고 상상해 보십시오!

어떻게 초콜렛이 세계에 퍼지게 되었을까요? 1502년, 크리스토퍼 콜롬버스는 신대륙으로의4번째이자 마지막 항해에서 카카오 원두를 포함한 농산물을 운반중이던 카누와 마주쳤습니다. 그는 카누에 있던 물건들을 압수하고 카카오를 스페인으로 돌려보냈습니다. 초콜렛은 유럽에 오랫동안 잘 알려지지 못했었지만 수 십년 후 스페인에서는 카카오에 설탕을 첨가한 것이 역사라고 합니다. 초콜렛은 곧 유럽 왕실에서 선호하는 음료가 되었습니다. 초콜렛이 어떤 병이든 치유할 수 있다는 믿음이 있었습니다.

카카오 원두(코코아 원두로 더 잘알려진)를 본 적이 있습니까? 이 원두는 테오브로마 카카오 나무에서 자랍니다. 카카오 나무는 작은 날벌레에 의해 수분되고 적도를 기준으로 위도 10-20도 내에서만 자랍니다. 이러한 지역에는 서아프리카, 중부아메리카, 남부아메리카 일부, 캐리비안섬이 있습니다. 나무의 열매 꼬투리에 자라는 원두는 일반적으로 1년에 두번 수확됩니다. 각 꼬투리는 한 손 정도의 크기로 20-50개의 원두를 담고 있습니다. 꼬투리는 익으면 밝은 노란색, 주황색 또는 붉은색으로 변합니다. 원두는 말린다음 수작업으로 가운데 부분을 도려내면 발효될 수 있습니다. 원두는 다시 말린 후에 팔리게 됩니다. 초콜렛 제조자는 반드시 원두와 다른 부스러기를 분리하고 단단한 외피를 제거해 원두의 가운데 부분을 분쇄합니다.

초콜렛, 초콜렛 천국

초콜렛 바, 저녁 식사 후 우리는 초콜렛이 함유된 브라우니, 트러플, 도넛, 쵸코우유를 먹습니다. 따뜻한 것과 찬것, 고형의 것과 액체, 아이스크림 위를 덮고 있는 것…심지어는 고기 위에도?! 그렇습니다. 단맛을 없앤 멕시코의 “몰”이라 불리는 소스는 고기위에 얹는 소스로 사용되었습니다. 초콜렛은 아주 다양한 맛을 냅니다. 초콜렛은 여드름과 충치를 일으킨다는 비난도 받았지만, 연구결과 무관하다고 밝혀 졌습니다. 이는 아주 많은 전 세계 사람들의 안도의 한숨을 자아냈을 것입니다: 미국만 보아도 초콜렛은 매년 50억원 상당 팔리고 있습니다. 이런 미국도 단지 초콜렛 소비에 있어 8위에 그칠 뿐 입니다. 매년 개인당 21파운드 이상을 먹는 스위스 사람들이 초콜렛 소비에 있어 세계의 선두를 달리고 있습니다.

식욕을 돋구는 초콜렛

우리가 초콜렛에 열망하는 이유는 무엇일까? 초콜렛만큼 맛있는 것이 없을 때가 있습니다. 초콜렛 말고는 어떤것도 원하지 않고,어떤것도 초콜렛을 대신할 수는 없게 됩니다. 심지어 초콜렛을 열망하는 사람을 부르는 초코홀릭이라는 말이 있습니다. 거의 통제 불가능할 정도로 급한 상황입니다.

몇몇 과학자들은 미국인들이 매년 11파운드의 초콜렛을 먹는 이유가 궁금했습니다. 초콜렛의 내용물을 분석하기로 결심한 그들은 그 성분들이 우리의 뇌와 감정에 어떠한 영향을 주는지 알아냈습니다. 카페인이 사람을 들뜨게 하는 것 처럼 초콜렛도 우리가 행복하게 느끼도록 하는것처럼 보입니다.

초콜렛에는 약 380가지의 알려진 화학물이 포함되어 있어 초콜렛이 좋은 치료제인 이유를 알아내는 것이 어려운 것은 당연합니다. 또한 초콜렛의 한 두가지 성분에 의해 우리가 행복함을 느낀다고 누가 말하겠습니까? 초콜렛에 포함된 많은 화학물질이 다른 식품에서도 발견되지만 특별한 누군가에게 관심이 있음을 표현하기 위해 하트모양의 바나나를 사지는 못합니다. 바닐라나베리, 캐러멜의 가장자리에 초콜렛을 묻힌다면 독특한 화학물의 결합이 될 것입니다. 비록 초콜렛이 기분을 향상시킨다 말해지지만 포화지방과 설탕 역시 포함되어 있기에 너무 많이 먹어서는 안됩니다 - 최상의 건강식품은 아닙니다. 초콜렛을 멀리 두세요! 개는 초콜렛 합성성분 중의 하나인 데오브로민을 소화시키지 못하여 2온스의 초콜렛 조각도 치명적일 수 있습니다. 어린이들 또한 같은 이유로 초콜렛때문에 아플 수 있습니다.

쵸콜렛과 신경계

아담 드레노스키 미시건 대학교에서 초콜이 오피오이드 합성을 자극시키는가에 대하여 연구했습니다. 오피오이드는 다행감을 느끼게 하는 아편과 같은 화학물입니다. 드레노스키는 초콜렛을 먹게되면 뇌로부터 체내의 아편 생산을 야기해 통증을 감소시키고 다행감을 증가시키는 것을 발견했습니다. 만약 오피오이드 존재를 감작하는 뇌에 위치한 수용기가 차단 되면 초콜렛을 덜 먹으려고 할 것입니다. 그러나 이것은 초콜렛바의 성분인 고지방 또는 당분에 의한 것으로 알려 졌습니다.

샌디에고 신경과학 연구기관 연구자들인 엠마뉴엘 디토마소(현재 하버드 대학에 근무), 다니엘피오멜리(현재 캘리포니아 얼바인 대학에 근무)는 초콜렛의 화학적 합성물에 대해 조사하고 있습니다. 이들은 카나비노이드 유사체인 초콜렛의 세가지 물질을 발견하였는데 카나비노이드 수용체를 활성화 함으로써 직접적으로 작용하는 것, 아난다마이드의 증가를 통해 간접적으로 작용하는 것입니다. 이런 거창한 말들이 의미하는 것은 무엇일까? 약간의 배경지식이 좀더 이해하는데 도움이 될 것입니다.

수용체는 특정 화학물질과 상호작용하는 세포 표면의 구조를 말합니다. 수용체마다 다른 모양을 가지고 특이 분자와 상호작용하게 됩니다. 디토마소는 이 상호작용을 이렇게 묘사합니다: “활성화된 복합체는 단백질에 결합하여 세포 내부에서 반응을 유발한다.” 카나비노이드는 마리화나라고도 알려진 대마초같은 작용을 하는 물질입니다. 마리화나의 활성 화학물은 테트라하이드로카나비놀(THC)이라 불리고 이것의 수용체는 뇌에 있습니다. THC가 수용체에 결합하게 되면 사람들은 황홀감을 느낍니다. 아난다마이드는 주로 뇌에서 발견되는 지질입니다; THC와 동일한 수용체에 결합할 수 있고 따라서 유사하게 황홀한 상태의 효과를 유도합니다.

초콜렛이 마리화나와 동일한 방법으로 뇌에 영향을 주나요? 초콜렛에는 THC처럼 작용하는 화학물질이 있어 신경전달물질인 도파민 생산을 초래합니다. 그러나 초콜렛에는 THC가 없어 초콜렛을 먹음으로써 법칙을 파괴하지는 않습니다. 초콜렛의 한 성분인 아난다마이드는 이미 뇌에서 유리되고 있습니다. 아난다마이드가 이미 뇌에 있는데 왜 당신은 항상 즐거움을 느끼지 못할까요? 아마도 빠르게 소실되어 아난다마이드는 당신이 웃을 수 있을 만큼 장기간 뇌에 머물지 않을 것입니다. 그러나 초콜렛은 다행감을 연장시키는 것으로 보입니다. 피오멜리의 연구는 초콜렛에 있는 두 가지 성분에 의해 아난다마이드의 자연 소실이 억제됨을 시사합니다. 이것이 우리가 초콜렛을 먹는 이유입니다! 그리고 진한 초콜렛은 밀크 초콜렛에 비해 이러한 성분을 더 많이 포함하고 있습니다.

초콜렛 바 하나로 당신이 들뜨거나 황홀감을 느끼지는 않을 것입니다. 이는 아난다마이드와 효과를 강화시켜주는 두가지 합성물질이 뇌에 단기간 국소적으로 머무르기 때문이다. THC는 뇌에 전체적으로 퍼져있는 많은 수용체를 활성화시키기 때문에 그 효과가 커집니다. 초콜렛의 효과는 아난다마이드가 뇌 전체에 존재하지 않기때문에 제한적입니다. 과학자들은 초콜렛에는 아난다마이드나 다른 화학물들이 소량 포함되어있기 때문에 또 다른 효과가 있을지 궁금했습니다. 정신 건강 국립 기관의 크리스챤 펠더는 130파운드의 체중이 나가는 개인이 20파운드의 초콜렛을 한번에 먹은 경우 어떤 종류의 마리화나를 한 것 같은 효과를 나타낼 것이라 추정했습니다. 또한 이렇게 소화됨으로써 어느정도 혈액으로 흡수되고 뇌에 도달하는지를 알아내는 것은 어렵습니다.

아마 초콜렛에 의해 야기되는 느낌을 다르게 설명할 수도 있고 이러한 것이 카나비노이드, 아난다마이드, 수용체와는 관련 없는 것일 수도 있습니다. 초콜렛의 인기에 역할을 하는 여러가지 성분이 있습니다. 초콜렛을 먹게되면 갖가지 성분들의 독특한 상호작용에 의해 유쾌해 질 수 있을 것입니다.

초콜렛은 또한 암페타민과 관련된 페닐에틸아민을 포함하고 있습니다. 암페타민 처럼 이런 화학물은 혈압과 혈당을 상승시키고 이로인해 각성과 만족스러운 감정을 자아냅니다. 마치 당신이 사랑에 빠진 것 처럼 맥박을 빠르게 하기때문에 페닐에틸아민은 사랑의 약이라 불려져 왔습니다. 초콜렛에 포함된 카페인 또한 각성을 야기시키고 심장을 두근거리게 만듭니다. 초콜렛에 있는 다른 흥분제로는 데오브로민과 메틸잔틴이 있습니다. 이러한 카페인 관련물질들은 카페인보다는 약한 효과를 보입니다-커피 한 컵의 카페인만큼의 효과를 얻기위해서는 12개 이상의 허쉬초콜렛바를 먹어야 합니다. 이러한 흥분제들은 모두 뇌의 신경전달 물질의 활성을 증가시킵니다.All of these stimulants increase the activity of neurotransmitters in the brain.

시냅스

전기적 자극이 시냅스 전 말단의 소포체(그림의 븕은 점들)로부터의 신경전달물질의 유리를 촉진시킵니다. 신경전달물질의 분자들은 시냅스 간극을 통과해 시냅스 후막의 수용체에 결합합니다.

초콜렛이 인기있는 이유가 무엇이든 과학자들은 카카오의 달콤한 미스터리를 계속 알아낼 것입니다. 그 동안 스스로를 위한 하나의 초콜렛바와 발렌타인데이를 위한 초콜렛 한상자를 준비해 보세요.

초콜렛과 함께 더 달콤한 인생을.

For references and more information on chocolate, see:

1. Brain Cannabinoids in Chocolate, Nature, August 22, 1996, pp. 677-678 by diTomaso, E., Beltramo, M., and Piomelli, D.
2. Chocolate-Melting the Myths - An in-depth look at the chemical components of chocolate.
3. Chocolate: the Legal 'High', August 21, 1996, Medical Tribune News Service by Mann, D.
4. History and Science of Chocolate
5. Marijuana and Chocolate, AIDS Treatment News 257- October 18, 1996 by James, J.S.
6. Prescription-Strength Chocolate: Food for Thought - October 12, 1996 - A report on the chemistry behind chocolate and the brain.
7. The Sweet Lure of Chocolate - All about the history of chocolate and research about its effects, plus a list of references and related links.
8. Sweet Seduction - History of chocolate
9. The Science of Love - Research into why we love chocolate.
10. Trick or Treat from Food Endocannabinoids?, Nature, Vol. 396, December 17, 1998, pp. 636-637, by DiMarzo, Sepe, DePetrocellis, Berger, Crozier, Fride and Mechoulam - A letter to Nature raising questions and concerns about the original report of endocannabinoids in chocolate, plus a reply by two of the authors of the report, Beltramo and Piomelli.
11. Theobroma cacao - Tree Fruits & Nuts and Exotic Tree Fruits & Nuts

 

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