NIH 논문에 보고 된 카페인 효능 5가지!!

카페인 효능에 관한 글을 찾고 계시군요 ! 🙄

하루 2잔 이상의 커피는 암도 예방한다는 사실…😏

암 예방 외에도 어떤 효과가 있는지 아래 글을 통해 확인해 보세요~😃

카페인의 모든것!

카페인의 모든것!
카페인이란?
카페인 효능 5가지
카페인 부작용
카페인 권장량
국내 인기 브랜드 커피점 블랙커피 카페인 함유량
결론

카페인이란?

한국인의 커피 사랑은 세계 어느나라와 비교해도 뒤쳐지지 않습니다. 하루 한끼는 굶어도 커피는 꼭 마시는 나라니까요. 그런데 밥보다 더 즐겨마시는 커피에는 “카페인”이라는 향정신성 화학물질이 들어 있습니다.

적당히 먹으면 기분을 개선하거나 정신을 각성시키는 등 중추신경계를 자극해 정신활성물질¹로 작용합니다.

커피는 커피의 기원지로 알려진 에티오피아²에서 “양(sheep)”들이 특정 식물을 먹을 때마다, 에너지가 넘치며 밤에 자지 않는 현상을 어떤 한 목자가 발견하면서 카페인의 역사가 시작됩니다.³

이 후, 18세기 초에 들어들면서 독일의 화학자인 “프리들리프 페르디난트 룽게⁴“에 의해 카페인이 발견 되는데, 처음에는 커피의 유효성분을 뜻하는 “카페바제”로 명칭을 정했으나, 프랑스의 학자들에 의해 “커피를 뜻하는 프랑스어 café와 접미사⁵-ine”가 붙어 Caffeine이라 불리게 됩니다.⁶

이렇게, 탄생한 카페인의 화학명칭은 1,3,7-트리메틸크산틴(C₈H₁₀N₄O₂).

카페인(Caffeine)은 다른 약물과는 다르게 경미한 부작용으로, 세계에서 가장 많이 사용되는 향정신성 약물⁷을 말합니다.

그렇다면, 카페인은 인간에게 정확히 어떤 현상을 야기할까요?

카페인 효능 5가지

1. 신경보호

인간의 신경(神經) 구조는 대단히 복잡합니다. 대략적으로 인체에는 7조개에 해당하는 신경이 존재한다고 알려져 있으며, 신경은 2가지 유형으로 구성됩니다.

중추신경계(CNS)

뇌와 척수로 구성되어 있으며, 뇌는 학습, 기억, 의식 등 정보처리를 담당한다. 척수는 신경 신호를 뇌로 전달하고 몸의 다른 부분에 명령을 보내는 역할을 한다.

말초신경계(PNS)

중추신경계에서 뻗어나온 수 많은 신경세포들이 뇌와 척수를 제외한 인체의 모든 부분에 신경이 나뭇가지 처럼 뻗어있는 것을 말한다. 심박, 소화, 호흡, 운동 신경 등 생리 기능을 담당한다.

이 2가지 유형의 신경은 세포와 세포끼리 서로 전기 자극을 전달하여 뇌에서 명령을 내리고 감각 반응을 일으키는데, 손상이 되면 치명적인 질병으로 이어진다는 것입니다.

대표적인 질병으로, 알츠하이머와 파킨슨 병이 있습니다.

현대 의학자들은 이 2가지 질환의 원인을 중추신경계의 신경세포 손상으로 보고있으며, 카페인은 중추신경계에 영향을 미치는 향정신성 화학물질이라는 점에서 신경보호 효과가 있다고 알려진 것입니다. 다만, 커피에 들어 있는 다양한 화합물은 카페인과 달리 신경퇴행성 질환⁸에는 큰 도움이 되지 못하는 것으로 밝혀졌습니다.

🔔 이러한 근거로, 커피의 카페인은 중추신경계의 신경세포를 보호하면서 알츠하이머와 파킨슨 병과같은 신경퇴행성 질환에 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

2. 항산화 작용

건강에 관심이 있는 분이시라면 항(抗)산화라는 단어 한번쯤은 들어보셨을 겁니다. 생명체는 산소(O₂)를 통해, 생명을 유지합니다. 문제는 체내에 들어온 소수의 산소가 약 1~2%에 해당하는 활성산소(ROS)로 변한다는 것이죠.

이렇게 조금씩 체내에 활성산소가 쌓이게 되면, 인간의 신체조직이나 장기가 손상되는 산화스트레스(Oxidative stress)가 시작되는 것입니다. 정상적인 신체세포가 활성산소로 인해 손상이 되고 가속화되면서 신체에서는 다양한 증상으로 나타나는데,

예를 들어, 노화(老化)가 가속화되고, 각종 암(癌)이 발생하며, 심장병과 당뇨병 등 다양한 질병을 야기하게 됩니다.

이러한 관점에서, 카페인은 산화에 저항하는 대단한 작용을 합니다.

자연계에 존재하는 모든 식물에는 스스로를 보호하는 식물성 페놀(Plant phenolics)물질이 풍부합니다. 이 화합물질은 식물의 색상을 나타내거나, 자외선 차단 그리고 기생충 및 포식자로부터 방어기재를 하는것으로 알려져 있죠.

바로, 이 화합물질이 인간의 체내에서도 산화를 억제하는 효과를 갖습니다.

커피의 주요 원료인 원두
다크 초콜릿의 원료인 카카오
녹차
홍차

🔔 카페인을 포함한 모든 식품에는 식물성 페놀성분이 풍부하며, 이는 곧 항산화(抗酸化) 효과를 기대할 수 있는 것입니다. 중요한 것은, 순수한 식물성 페놀성분으로만 구성된 식품에서 효과를 기대할 수 있으며, 설탕이나 기타 첨가물이 들어간 제품에는 그만큼 항산화 효과가 감소됩니다.

더불어, 서로 다른 매체에서 카페인의 암 예방에 대한 의견이 서로다르므로, 이 점은 앞으로 더 지켜봐야 할 것 같습니다.

3. 지질 저하 효과

지질(脂質)은 고체인 지방과 액체인 기름을 통틀어 말하는 것입니다. 비만과 관련 된 연구 중에서 가장 많이 사용하는 지방세포가 바로 3T3-L1세포입니다.

3T3-L1세포는 Stem cell⁹로써, 세포의 분화를 촉진시키는 Differentiation inducer¹⁰ 사용하면 지방세포로 분화되는 세포를 말합니다.

이와 관련 된, 아주 흥미로운 연구 결과가 있습니다.

다양한 색상을 가진 원두(빨간색, 녹색, 노란색)가 3T3-L1세포에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구인데,

녹색 색상을 가진 원두는 대부분의 지방을 억제하는 효과를,
노란색 색상을 가진 원두는 지방 분해에 관여하는 “글리세롤”의 방출을 증가,
빨간색 색상을 가진 원두는 “신체의 지방 축적을 47%” 감소

이러한 연구 결과로 볼때, 지방합성을 억제하는 가장 좋은 원두는 녹색으로 서양에서는 “녹색 원두”를 이용해 체중 관리를 하는 것을 많이 볼수 있습니다.

또한, 원두를 가공하는 과정에서 “원두”를 덮고 있는 껍질이 인간의 콜레스테롤 수치를 감소시키는 것을 입증하면서 건강 보조제로 사용되는 등 카페인 효능이 입증되었습니다.

🔔 녹색 원두커피는 로스팅(Roasting)을 하지 않은 것을 말하며, 열에 가공되지 않기 때문에 더 많은 영양소와 항산화제 그리고 약리학적 활성 화합물이 풍부합니다.

4. 혈당 감소

혈당(血糖)은 혈액속의 포함 된 “포도당 농도”를 말합니다. 포도당은 우리가 자주 섭취하는 밥과 같은 음식에서 쉽게 발견할 수 있으며, 인간의 에너지원으로 사용됩니다. 중요한 것은 인간이 음식을 섭취하면 “혈액의 당이 급격하게 높아지는”상태가 발생하는데, 이 때 우리 몸 췌장에서 인슐린을 분비해 혈당 수치를 일정한 범위내로 유지시키는 작용을 하게됩니다.

당뇨(糖尿)는 혈당 수치를 제어하는 “인슐린 분비 또는 생성”에 문제가 생기기 시작하면서 발생되는 것으로, 몸 안의 포도당이 신체에 흡수되지 못하고 소변(尿)으로 배출시킵니다.

이러한 증상으로, 소변을 자주보게 되고 허기가 지며 피곤하고 시력에 문제가 생기는 등 다양한 증상을 나타냅니다.

🔔 이러한 관점에서 커피의 주요 활성 물질인 카페인은 혈당을 낮추는 효과가 있는데, 이는 원두를 로스팅하는 과정에서 얻어지는 카페올(Caffeol)이라는 화학물질이 포도당을 자극하고 인슐린 분비를 증가시켜 포도당 흡수를 높이는 잠재적인 항당뇨 특성을 갖고 있기 때문입니다.

5. 간 질환 예방

인간의 내장기관 중 가장 큰 부위를 차지하는 간(Liver)은 지방을 분해하거나, 술과 약물에서 발생하는 독소 제거 및 노폐물 배출 등 신체에서 매우 중요한 역할을 담당합니다.

문제는, 이러한 간에 문제가 생기면 증상이 즉각적으로 나타나지 않는다는 것입니다. 증상이 나타날 때 쯤이면 아마도 중증 질환일 가능성이 매우 높으며, 치료하기도 매우 까다로울 수 있습니다.

카페인 효능 중 간 세포를 보호하는 기능이 있으며, “간암, 간 경변, C형 간염, 비 알콜성 지방간 질환” 발병률을 낮춥니다. 이는 원두에 함유된 다양한 항산화제 성분에 영향을 받기도 하지만, 카페인이 체내에서 대사되는 과정 중 “파라잔틴(Paraxanthine)”이라는 물질을 생성되기 때문인 것으로 보입니다.

카페인이 간 질환에 미치는 영향에 대한 논문은 많습니다. CNN에서 인용한 “BMC 공중 보건“에서도 다음과 같은 대목이 나옵니다.

카페인 섭취를 한 사람은 섭취하지 않은 사람에 비해 “만성 간 질환 발병 가능성”이 21% 낮았다.
만성 또는 지방간 질환 발병 가능성도 20% 낮았으며
만성 간 질환으로 인한 사망할 확률은 무려 49% 낮았다.

이러한, 근거로 보아 카페인 섭취는 간 보호 효과에 뛰어나 보이며 모든 커피 유형이 도움이 될 수 있다고 말합니다.

🔔 하지만, 이러한 견해는 완벽하지 않은 것으로 보입니다. 블랙 커피(Drop Coffee)를 제외한 믹스커피에는 설탕과 기타 첨가물이 들어있어 항산화 기능을 감소시키고 당뇨 환자같은 특정 질환자에게는 “당”이 치명적으로 작용할 수 있기 때문입니다.

이렇게, 카페인 효능은 5가지로 분류 될 수 있으며 요약하자면 다음과 같습니다.

카페인은 인간의 중추 신경계에 영향을 주는 향정신성 약물에 속하며, “홍차, 녹차, 카카오, 원두” 등의 식물성 원료에서 가장 많이 발견된다. 카페인은 자연 식물에서 발견되는 폴리페놀 그룹에 속하며, 우리가 섭취할 때 아래와 같은 효과가 나타날 수 있다.

👇

신경 퇴행성 질환 예방
노화 예방
체중 관리 및 다이어트
당뇨 예방
간 질환 개선 및 예방

카페인 부작용

우유만 마시면 배가 아프고 설사를 경험해 보신적이 있으신가요?

바로, 인간의 소화기관에서 우유속에 있는 유당¹¹을 분해하는 효소인 “락티아제”가 부족하기 때문인데요?

카페인도 이와같은 증상을 나타내는 사람이 있습니다. 전문용어로 “카페인 불내증(Caffeine intolerance)”이라 부르기도 합니다.

카페인의 대사과정을 잠깐 살펴보면, 카페인은 대부분 인간의 간에서 대사¹²되는데, 이 과정은 카페인을 탈메틸화¹³ 하여 “테오브로민, 테오필린, 파라잔틴”과 같은 화합물질로 대사되며 나머지 3% 소변으로 배출됩니다.

즉, 카페인을 간에서 분해하여 신체에 필요한 물질을 만드는 작업을 하는 것이죠.

그런데, 간(肝) 상태가 좋지 않다면 카페인 대사가 잘 될까요? 아무래도 건강한 사람의 간 보다는 대사과정이 쉽진 않을 겁니다.

더 재밌는 건, 카페인이 간 건강에 도움이 된다는 사실입니다.

위의 내용을 종합하면,

카페인은 대부분 간에서 대사됩니다.
간 상태가 좋지 않다면 카페인 대사가 느리거나 문제가 발생합니다.
그럼에도, 카페인은 간을 건강하게 유지하는데 도움이 됩니다.

카페인 부작용 증상은?

카페인은 향정신성 약물에 속함에도 불구하고, 대부분 경미한 부작용 증상을 나타냅니다. 카페인 부작용 증상은 다음 아래와 같습니다.

두통 증상

카페인은 뇌를 둘러쌓고 있는 혈관을 수축시키는 성질이 있습니다. 혈액이 흐르는 혈관이 수축됨에 따라 혈액 흐름이 감소되고 각종 영양분과 산소공급이 감소됨으로써 두통을 발생시킬수 있습니다.¹⁴

불면증 증상

카페인은 수면을 유도하는 아데노신¹⁵ 수용체¹⁶를 차단하고, 정신을 각성시키는 작용을 합니다.

적당한 카페인 섭취는 정신을 각성시키는 카페인 효능으로 작용하지만, 과다 섭취는 카페인 부작용을 야기합니다.

탈수 증상(이뇨제 작용)

커피를 많이 마시면 갈증이 심해지는 경험을 한번 씩 해보셨을 겁니다. 실제, 카페인은 이뇨제¹⁷로 작용합니다.

커피의 카페인은 뇌의 뇌하수체¹⁸에 신호를 보내 항이뇨¹⁹ 작용을 하는 ADH 호르몬을 억제합니다.

즉, “커피의 카페인, 술의 주원료인 에탄올“이 ADH 호르몬을 억제해 체내에 있는 수분을 밖으로 배출시켜 갈증과 탈수 증상을 발생시킨다.

심장 박동수 증가

카페인은 아데노신 수용체를 억제하고 카테콜아민²⁰과 같은 화학물질을 생성하는 자율신경계의 활동을 촉진시킵니다. 이로인해, 심장 박동수가 더 빨라지고 혈압이 높아집니다.

불안 증상

카페인을 과다섭취하면 부작용으로 불안 증상이 나타날 확률이 높습니다.

카페인이 중추신경계를 자극하는 향정신성 약물이라는 점에서 이 화합물질은 아드레날린²¹과 스트레스 호르몬인 “코르티솔”호르몬 분비를 촉진시킵니다.

이는, 혈압을 상승시키고 심장박동수를 가파르게 상승시켜 정신적인 불안 증상을 초래하게 됩니다.

카페인 권장량

커피는 세계에서 가장 많이 소비되는 3대 음료 중 하나입니다.

중추신경계에 영향을 주는 향정신성 약물임에도 불구하고 경미한 부작용에 비해 좋은 효과를 누리기 때문입니다. 적당한 카페인 섭취는 카페인 효능을 극대화 시킵니다.

일반적으로, 가장 안전한 카페인 권장량은 200~400mg로 알려져 있습니다.

조금 더 구체적으로, 체중에 따른 카페인 섭취량을 계산할 수 있습니다.²²

체중 1kg = 카페인 3mg (안정적)
체중 1kg = 카페인 6mg (최대치)

만약, 자기 몸무게가 90kg이라면 90kg x 3mg = 카페인 일일 권장량 270mg

90kg이라면 90kg x 6mg = 카페인 일일 권장량 540mg

카페인 6mg으로 계산할 경우 최대 권장량 400mg를 벗어나게 됨으로, 가급적 3mg을 기준으로 계산하여 섭취하는 것이 안전합니다.

국내 인기 브랜드 커피점 블랙커피 카페인 함유량

국내 인기 커피브랜드의 커피 카페인 함유량을 보면 평균적으로 150~350mg에 해당되는 카페인이 함유되어 있는걸 확인할 수 있습니다. 모든 카페인 함량 수치는 해당 웹사이트에서 참고하였음을 알려드립니다.

결론

카페인이 마약과 같은 향정신성 약물 그룹에 속함에도 불구하고, 세계에서 가장 많이 섭취하는 3대 음료에 뽑힌것을 보면 대단한 성분임에는 틀림없어 보입니다. 다만, 카페인 효능을 최대로 높이기 위해선 몇 가지 주의 할 점이 있습니다.

일일 권장량 400mg 넘기지 말것
설탕 및 기타 첨가물이 들어간 커피는 카페인 효과가 낮다는 점
간에 문제가 있는 경우, 카페인 불내증이 발생할 수 있다는 점

이러한 점을 잘 고려하여, 커피나 카페인이 들어 있는 음식을 섭취하면 정신을 각성시키거나 기분을 개선하는 등 다양한 효과를 누릴 수 있습니다.

참고문헌

카페인 효능과 구성성분 . (2021). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8704863/.
카페인 부작용 . (2021). https://medlineplus.gov/caffeine.html.
카페인이 인체에 미치는 영향 . (2021). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8467199/.