왜 바닷물은 갈증을 풀지 못할까? > 자유게시판

바닷물처럼 짠 물을 마시면 갈증을 풀 수 없다.

소금기가 많은 물로는, 갈증을 제어하는 뉴런(뇌 신경세포)을 만족시킬 수 없기 때문이다.

반대로 소금기 없는 맹물은 한 모금만 마셔도 바로 갈증이 사라진다.

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미국 샌프란시스코 캘리포니아 대학(UCSF)의 과학자들이 짠 물로 갈증을 풀 수 없는 이유를 처음 밝혀냈다. 체내로 들어오는 물의 염도를 측정해 뇌에 신호를 보내는 장(腸)의 '소금 센서(salt sensor)' 때문이었다.

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27일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 이 대학의 재커리 나이트 신경생물학 교수팀은 관련 연구보고서를 과학저널 '네이처(Nature)' 온라인판에 이날 발표했다.

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나이트 교수는 자신의 이름을 딴 연구소를 운영하면서, 인체의 항상성 유지 메커니즘을 주제로 인간의 뇌가 공복감, 갈증, 체온 등을 어떻게 감지하고 대응하는지 연구해 왔다.

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이번 연구는, 어떻게 뇌가 갈증이 풀렸는지를 곧바로 알 수 있을까 하는 궁금증에서 출발했다.

그러려면 물이 너무 짠지 아니면 적당한지를 뇌의 '갈증 뉴런(thirst neurons)'에 신호로 알리는 무언가가 있어야 한다.

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3년여의 생쥐 실험과 연구 끝에 미지의 신호를 찾아낸 곳은 바로 장이었다.

이 소화관이 장내 염도를 측정해 그 정보를 직접 뇌에 전달하는 것으로 밝혀진 것이다.

또한 대장과 뇌가 갈증에 관한 정보를 실시간으로 주고받는다는 것도 확인했다.

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사실 과학자들이 인체의 갈증 제어 메커니즘을 연구하기 시작한 건 한 세기 이전부터다.

초기엔 목이 바짝 마르거나 혈중 염도가 높을 때 뇌에 갈증 경보가 울리는 것으로 생각했으나 수십 년 전부터 소화관에 더 많은 관심을 보였다.

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그러나 장이 어떻게 갈증을 제어하는지, 어떤 경로를 통해 뇌의 어떤 부위에 갈증 신호가 전달되는지 등은 여전히 미스터리였다.

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그래서 나이트 교수팀은 처음부터 뇌에 이식한 광섬유 센서를 통해 뇌를 직접 관찰하기로 했다.

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먼저 확인된 건 목구멍의 갈증 신호다.

목마른 생쥐가 물을 한 모금 마셔 입안과 목을 적셔주자 일군의 뉴런이 곧바로 꺼진 것이다.

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그런데 소금물을 마시면 똑같은 뉴런들이 잠깐 꺼졌다가 다시 흥분 상태로 돌아갔다.

짠 물만 갖고는 갈증을 풀지 못하고, 뭔가 다른 중요한 게 있다는 뜻이다.

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일련의 실험 끝에 연구팀은 뇌에 신호를 보내는 '붙박이(built-in)' 소금 센서를 장에서 발견했다.

아울러 맹물을 생쥐의 장에 직접 주입하면 '갈증 뉴런'이 꺼지지만, 소금물을 넣으면 계속 '온(On)' 상태를 유지하는 걸 확인했다.

장의 소금 센서가 결정적인 역할을 한다는 게 검증된 셈이다.

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특히 주입액의 염도에 따라 뇌로 가는 신호 강도가 달라지는 것도 연구진의 시선을 끌었다.

나이트 교수는 "어떻게 장이 소금 농도를 정확히 측정할 수 있는지 놀랍기만 하다"고 말했다.

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연구팀은 뇌에서 갈증 신호를 평가하는 부위도 정확히 찾아냈다.

바로 뇌 시상하부의 정중 시삭전핵(median preoptic nucleus)에 위치한 뉴런들이었다.

이곳에서 장·목구멍·혈액 등에서 보내는 신호를 분석해 실제로 갈증이 나는 상태인지 판단했다.

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몸이 갈증을 감지하는 체계는 비교적 단순하다.

하지만 세부적인 메커니즘을 더 연구하면 음식물 섭취나 체온 조절 같이 복잡한 체계도 이해할 수 있을 것으로 연구팀은 기대한다.