[신경과학] 15.1 : 식이행동(feeding behavior) - 3

 

 

이번 포스트에서는 식이행동이 나타나는 이유에 대해 알아보자.

 

 

우리는 왜 먹는 것일까. 크게 2가지 이유가 있을 수 있는데, liking과 wanting임. liking은 일종의 hedonic(탐닉적인)한 특성을 지니며, food에 대한 선호에 의해 음식을 먹게 되는 것을 의미함. 한편 wanting은 balance를 맞추기 위해 유발된 hunger에 의해 음식을 먹게 되는 것을 의미함. 

 

 

 

 

한편, 위 그림에 나타나 있는 실험은 electrical self-stimulation experiment인데, 보면 쥐가 레버를 누를 수 있게 해둔 상태에서 레버를 누를 시 쥐 본인의 뇌 중 특정 부분에 자극이 가도록 하는 system임. 이 때 어떤 특정 지역에 자극을 주게끔 해 줘 봤더니 쥐가 먹지도 자지도 않고 계속 버튼만 누르다가 죽어버린다는 것을 발견힘. 이 region이 바로 ventral tegmental area에 있는 dopaminergic axon임. (이 axon은 forebrain으로 projection됨) 한편 이후 실제로 dopamine receptor를 block하는 drug를 처리해봤더니 위와 같은 동일한 setting의 실험에서 쥐가 self-stimulation을 덜 하게 되는 것을 확인함. 이를 통해 강렬한 보상심리에 있어서 dopamine이 매우 중요하다는 것을 알 수 있음.

 

 

 

실제로 dopamine system은 뇌에서 위와 같이 구성되어 있으며, 이 또한 일종의 diffusable system임.

 

 

 

과거에는 dopamine projection이 hedonic reward와 밀접하게 관련되어 있을 것으로 생각되었었음. 그러나, 최근 dopamine axon을 없애봐도 LH에서 hedonic response는 그대로인 것을 확인함. 다만 특이한 것은, 입에 음식을 직접 넣어줄 경우 너무 행복하게 잘 먹지만, 입에 음식을 집어넣어주지 않으면 스스로 먹지는 않는 행동이 관찰됨. 이를 통해 아마도 LH 내의 dopamine axon을 stimulate시킬 시 food seeking이 촉진될 것으로 생각됨. 물론 dopamine projection이 food, alcohol, drug와 관련된 중독과도 관련이 있다는 것은 분명함.

 

 

 

 

위 그림에는 dopaminergic neuron이 식욕조절 circuit에 어떻게 관련되어 있는지가 나타나 있음. 참고할 것.

 

 

 

 

 

 

한편 위 data를 보면, 종소리가 난 후 5초 뒤 음식을 주는 실험을 수행할 때 처음에는 종소리 이후 음식을 주었을 때 비로소 dopamine neuron이 활성화되었지만, 이후 종소리가 울린 후 5초 뒤에 음식을 준다는 것을 알게 된 시점에서는 종소리를 울리는 시점에서 dopamine neuron이 활성화되고, 만약 이전과 같은 양의 음식을 5초 뒤에 준다면 음식을 줄 때는 neuron의 활성이 변하지 않으며, 더 많은 양의 음식을 준다면 dopamine의 양이 증가하고, 더 적은 양의 음식을 준다면 dopamine의 양이 감소한다는 것을 알 수 있음. 이를 통해 dopamine neuron은 단순히 reward와 관련되어 있다기 보다는 reward prediction error에 의해서 활성화되어 보상회로를 구성한다는 것을 알 수 있음.

 

 

 

 

위 그림에는 이와 관련된 circuit 자료가 다시금 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

 

 

 

 

한편 위 graph는 식전, 식중, 식후에 hypothalamic serotonin의 양이 어떻게 달라지는지를 나타내주고 있음. 실제로 음식을 먹은 후 기분이 좋아지는 것이 serotonin과 관련되어 있음. (한편 serotonin은 postabsorptive period에서는 감소하는 경향을 띄는 반면 food에 대한 anticipation이 이루어질 때는 증가하는 경향을 띈다는 것을 알 수 있음)

 

 

 

+) 우울증 환자의 경우 너무 많이, 혹은 너무 적게 먹으면 좋지 않는데, 이 또한 serotonin과 관련되어 있음.

 

 

 

 

 

 

위 표에는 각종 anti-obesity drug들이 나타나 있음. 이 중 Orlistat의 경우 ligase inhibitor인데, 이 녀석을 사용할 시 실제로 지방 흡수는 효과적으로 적어짐. 그러나 흡수되지 않은 지방이 다 대변으로 방출되는 과정에서 대변이 매우 기름져지고, 수의적으로 대변을 조절하지 못할 정도로 끊임없는 볼일을 보게 됨. 그 밖에 변의 냄새도 매우 좋지 않음. 이런 이유에 의해서 이 drug는 현재는 잘 사용되지 않고 있음.

 

 

그 밖에 위 표 중간에 나타나 있는 여러 drug들은 dopamine, serotonin과 관련되어 있음. 그러나 이들 drug들은 우울증을 유발할 수 있기에 다소 위험성이 있음.

 

 

마지막으로 Liraglutide의 경우 GLP-1 agonist이며, 이 녀석을 주사할 시 뇌가 음식을 먹은것처럼 인식해 식욕이 떨어짐. 이 drug의 경우에도 삶의 의욕이 약간 떨어지기는 하지만 앞서의 drug들 보다는 부작용이 적기 때문에 지금까지는 가장 효과적인 약물에 해당함.

 

 

 

 

다음 포스트에서는 drinking, 즉 마시는 행위에 대한 motivation이 어떻게 조절되는지에 대해 살펴보자.