‘아데노신(adenosine)’ 이라는 말을 들어본 적 있는가? 카페인이 내 정신을 맑게 해주는 이유를 이해하려면 이것부터 알아야 한다. 하루 동안 많은 일과에 시달려 피로가 쌓이면 뇌에서 아데노신이라는 물질이 분비돼 자연스레 혈액 속에 쌓인다. 아데노신은 RNA를 구성하는 물질중 하나로 모든 동식물의 세포에 존재하며, 인체의 에너지원인 ATP(Adenosine TriPhosphate)의 구성요소이다. 각기 다른 세포막에서 특정한 퓨린수용체(purinergic receptors)와 결합하여 인체의 많은 생리적 기능을 조절한다.

“뇌에서 생성된 아데노신이 신경세포의 아데노신 수용체(adenosine acceptor)와 결합하면 신경세포의 활동을 둔화시켜 졸음을 일으킨다. 이렇게 아데노신은 두뇌와 근육을 연결하는 신경전달 물질의 이동을 방해하고 결국에는 정신적으로나 신체적으로 모두 느려지게 만든다.”고 미국 오클라호마 대학교 정신행동과학과 윌리엄 로발로 교수는 설명했다. 또한 아데노신은 자는 동안 혈액의 공급을 늘이기 위해 혈관을 확장 시킨다.

바로 여기에 카페인의 비밀이 숨겨져 있다. 카페인은 아데노신과 유사한 화학구조를 가지고 있어 아데노신 수용체에 결합할 수 있다. 아데노신 수용체와 카페인의 결합은 아데노신이 수용체에 결합 하지 못하도록 아데노신 수용체를 차단하게 되고 신경세포의 둔화를 일으키는 아데노신의 작용을 방해한다.

카페인(caffeine)과 아데노신(adenosine)의 화학 구조식 ⓒ 사이언스올

이 같은 작용으로 카페인은 신체의 중추신경계를 더 활발하게 만들고 졸음을 방지한다. 그리고 카페인과 아데노신 수용체의 결합은 혈관을 수축시켜서 혈압을 높이고, 간을 자극해 혈당을 분비하게 만들어 근육에게 운동을 준비시킨다. 카페인 섭취 후 피곤이 풀리고 몸이 가벼워지는 느낌이 드는 것도 이 때문이다.

또한 카페인은 도파민(dopamine)의 분비를 활발하게 만든다. 도파민은 뇌신경 세포들간에 신호를 전달하기 위해 분비되는 신경전달물질 중에 하나로 도파민과 도파민 수용체의 결합은 신경세포의 흥분을 유발한다. 이로 인해 심장박동수와 혈압을 증가시키는 효과를 나타내고 강심제, 호흡흥분제, 중추신경흥분제로도 사용된다. 카페인에 민감한 사람이 카페인 섭취 후 심장이 심하게 두근대는 증상이 나타나는 이유이다.

노한나 사이언스올 편집위원