청소년 카페인 위험? “뇌 발달 유전자 약화 가능성” 연구 나왔다

청소년이 자주 마시는 카페인이 성장 중인 뇌 발달에 중요한 유전자 활동을 약화시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 어린 뇌에서는 성인과 다른 방식으로 작용해 불안 행동과 신경 발달 변화까지 유발할 가능성이 제기됐다.

청소년 카페인 경고… “집중력 음료가 아니라 뇌 발달 변수?”

중국 베이징 칭화국제학교에 다니는 16세 학생 소피아 쩡은 자신과 어머니가 카페인에 다르게 반응한다는 점에서 연구를 시작했다. 차를 마신 어머니는 집중력이 높아졌지만, 소피아는 두통이 생겼고 끊으면 금단 증상까지 겪었다. “왜 어떤 사람은 기분이 좋아지고 집중이 잘되는데, 어떤 사람은 스트레스와 두통이 심해질까?”라는 궁금증은 결국 실험으로 이어졌다.

소피아는 먼저 성체 생쥐의 카페인 관련 기존 연구 데이터를 분석했다. 그 결과 카페인이 뇌에서 특정 유전자 활성, 즉 유전자 발현에 영향을 줄 가능성을 확인했다.

이후 실험실에서 쥐의 뇌 신경세포를 배양해 서로 다른 농도의 카페인에 노출했다. 형광 염색으로 신경세포를 관찰한 결과, 카페인 농도가 높을수록 신경세포 수가 줄고 세포 간 연결인 시냅스 형성도 감소하는 경향이 나타났다. 즉, 신경망 구조가 더 단순하고 빈약해진 것이다.

또 다른 실험에서는 어린 제브라피시(얼룩말물고기)를 카페인에 노출시켰다. 카페인을 더 많이 섭취한 물고기일수록 수조 안을 더 많이, 더 불규칙하게 움직였으며 보통 차분한 물고기가 피하는 구역까지 돌아다녔다. 연구진은 이를 불안 행동 증가 신호로 해석했다.

어린 뇌일수록 더 취약? “성인과 다르게 작용 가능성”

소피아는 물고기 뇌에서 발달과 관련된 유전자 4종의 활동도 분석했다. 그 결과 카페인에 노출된 물고기에서는 모든 유전자의 활성 수준이 낮아졌다.

흥미로운 점은 어린 물고기에서 나타난 유전자 변화가 성체 쥐 신경세포에서는 동일하게 관찰되지 않았다는 점이다. 이는 카페인이 연령에 따라 뇌에 다르게 작용할 가능성을 시사한다.

연구 전반을 종합하면 카페인은 신경세포 유전자 활동을 변화시키고, 그 결과 뇌 발달과 행동에 영향을 줄 수 있다는 패턴이 나타났다.

소피아는 “우리는 카페인을 너무 당연하게 소비하지만 충분히 이야기하지 않는다”며 “탄산음료, 차, 에너지 음료 등을 통해 청소년들이 생각보다 훨씬 많은 카페인을 섭취하고 있을 수 있다”고 경고했다.

다만 이번 연구는 동물과 세포 실험 기반이라는 한계가 있어, 실제 청소년 뇌에서 같은 변화가 일어나는지 확인하려면 추가 연구가 필요하다.

성치훈 기자 / hello@sciencewave.kr

출처: Science News, “Caffeine may dial down genes crucial for brain development, teen finds”