나는 카페인의 각성 효과를 느껴본 적이 없다. 밤 10시에 커피를 마셔도 금방 잠이 든다. 한번은 카페인 연구원의 제안에 따라 한 달 동안 디카페 음료만 마시다가 그 다음 한 달 동안은 카페인이 가득한 음료로 바꾼 적이 있다. 마찬가지로, 아무런 영향이 없었다. 커피에 대한 경험은 사람마다 다르다는 사실이 밝혀지고 있다. 몸이 커피에 반응하는 방식, 커피 맛에 대한 선호도, 심지어 커피가 심장마비나 고혈압 위험에 미치는 영향은 모두 유전자에 의해 결정된다.

■커피 유전자

특히 CYP1A2라는 한 개의 유전자가 우리 몸의 카페인 민감성에 큰 영향을 미치는 것으로 보인다. 이 유전자는 체내에서 카페인을 분해하고 카페인을 제거하는 역할을 하는 효소를 제어한다. 따라서 이 유전자의 변이에 따라 카페인 대사 속도가 달라지는 것이다.

전체 인구의 약 절반은 CYP1A2 “빠른” 변이체를 두 개 가지고 있어 카페인 대사가 ‘빠른’ 사람이다. 40%는 한 개의 변이체만 가지고 있어서 ‘느린’ 대사자이며, 나머지 10%는 변이체가 없는 ‘매우 느린’ 대사자라고 토론토 대학교의 영양과학 교수인 아메드 엘-소헤미는 말한다. 엘-소헤미는 유전학 기반 영양검사를 실시하는 뉴트리제노믹스(Nutrigenomix)의 설립자이다.

카페인의 반감기는 2~8시간이다. 즉, 각 사람의 신진대사에 따라 체내 카페인의 절반을 제거하는 데 짧게는 2시간, 길게는 8시간이 걸릴 수 있다는 말이다. 하지만 카페인 대사 속도만이 커피나 카페인 음료를 마셨을 때 기분에 영향을 미치는 유일한 요인은 아니다.

■커피와 뇌

카페인은 뇌의 아데노신 수용체(수면 욕구에 영향을 미치는 수용체)에 결합하여 이 수용체가 활성화되는 것을 차단하는 방식으로 작용한다고 보우도인 대학의 신경과학 프로그램 책임자인 마누엘 디아즈 리오스는 설명한다.

뇌에 있는 이 수용체의 수는 유전적 요인과 일상적으로 섭취하는 카페인의 양에 따라 결정된다. 예를 들어, 커피를 지속적으로 많이 마셔 해당 채널이 지속적으로 차단되면 신체는 더 많은 아데노신 수용체를 만들어 보충한다. 그러면 같은 효과를 얻기 위해 더 많은 카페인이 필요해지므로 카페인 내성이 증가한다.

그러나 어떤 사람들은 자연스럽게 다른 사람들보다 특정 신경 수용체의 수치가 높은 상태로 태어나고 “유전적으로 이러한 수용체를 많이 생성하는 사람이라면 다른 사람보다 카페인에 덜 민감할 가능성이 높다”고 디아즈-리오스는 말한다. 이런 사람들은 아데노신 수용체가 너무 많아서 정상 또는 과량의 커피를 마셔도 수용체를 모두 차단하지 못한다.

노스웨스턴 대학교 파인버그 의과대학의 예방의학 부교수인 마릴린 코넬리스는 “카페인을 빨리 대사할 수 있는 유전적 변이가 있다면 카페인을 더 많이 섭취할 가능성이 높고 더 높은 수치를 견딜 수 있다.”라고 말한다.

유전학도 커피 선호도에 영향을 미칠 수 있다. 2021년 연구에서 그녀는 카페인 민감도가 높은 유전적 변이를 가진 사람은 다크 커피의 쓴맛을 덜 즐긴다는 사실을 발견했다.

■카페인 대사가 심장 건강에 미치는 영향

카페인 민감성은 단순히 커피를 마신 후 기분이 들뜨는지 여부에 관한 것이 아니다. 카페인 민감성의 유전학은 심혈관 건강에도 영향을 미친다. 2006년 4,000명 이상을 대상으로 한 연구에서 연구자들은 카페인 대사가 느린 사람의 경우 하루에 커피를 많이 마시면 심장마비 위험이 높아진다는 사실을 발견했다. 신진대사가 빠른 사람은 그런 위험이 증가하지 않았다.

커피를 많이 마시는 느린 대사자는 고혈압 및 신장 질환 등의 위험도 높다. 엘-소헤미 박사는 이러한 결과는 카페인이 혈류에 남아있을 때 다양한 신체 조직에 손상을 줄 수 있음을 의미하지만, 정확히 어떻게 발생하는지는 불분명하다고 말한다. 빠른 대사 촉진제는 카페인을 충분히 빨리 분해하여 이러한 손상을 일으키지 않는 것으로 보인다.

■카페인이 운동에 미치는 영향

카페인 대사는 카페인 음료가 운동 능력을 향상시키는지 여부에도 영향을 미친다. 카페인은 운동 능력을 향상시키는 것으로 알려져 있기 때문에 연구자들은 처음에 카페인이 체내에 더 오래 머물기 때문에 신진대사가 느린 사람이 더 많은 이점을 얻을 것이라고 생각했다. 하지만 결과는 정반대였다.

엘-소헤미와 다른 연구자들은 카페인 섭취 후 신진대사가 빠른 사람과 느린 사람의 운동 능력이 어떻게 달라지는지 측정했다. 이 연구에서 신진대사가 빠른 사람은 카페인 섭취 후 시간 측정에서 더 빠른 주기를 보인 반면, 느린 사람은 카페인 섭취 후 더 느린 시간을 보였다.

빠른 대사자와 느린 대사자의 차이는 악력 테스트에서도 나타났다. 2012년 남성 사이클리스트 35명을 대상으로 카페인의 운동 능력 영향을 분석한 연구에 따르면 고속 대사자의 운동 능력도 비슷하게 향상되는 것으로 나타났다.

신진대사가 빠른 사람은 카페인을 섭취하면 즉각적으로 운동 능력이 향상되지만, 신체가 카페인을 더 빨리 분해하기 때문에 카페인이 체내에 부정적인 영향을 미칠 만큼 오래 머물지 않는다. 카페인은 혈관수축제이므로 근육으로 가는 혈류를 감소시킬 수 있는데, 이는 신진대사가 느린 사람의 운동 능력을 방해할 수 있는 이유 중 하나이다.

■더 많은 답을 얻기 위한 유전자 검사

자신의 CYP1A2 상태가 궁금하다면 23AndMe와 같은 유전자검사 서비스를 통해 알아볼 수 있다. 카페인의 효과는 사람마다 크게 다르다. 경구 피임약은 CYP1A2 활동을 감소시키고 카페인에 대한 민감성을 증가시킬 수 있다고 코넬리스는 말한다. 흡연은 CYP1A2의 활동을 증가시켜 카페인을 더 빨리 대사하도록 하기 때문에 담배를 끊은 사람은 커피 민감성이 높아지므로 커피 섭취량을 줄여야한다.

주의력 결핍/과잉 행동 장애 또는 ADHD가 있는 사람은 카페인에 다르게 반응할 수 있다. 퍼듀 대학교의 심리과학 부교수인 새라 카랄루나스는 ADHD 환자는 도파민이 충분히 공급되지 않아 뇌의 자극이 부족한 경우가 많다고 말했다. 카페인은 뇌의 도파민을 향상시킬 수 있는 자극제이기 때문에 카페인을 섭취하면 ADHD 환자가 이러한 결핍에서 벗어나 보다 최적의 기능 수준으로 나아갈 수 있다는 것이다.

그러나 ADHD 약물(Adderall, Vyvanse or Ritalin)을 복용하는 사람들에게는 카페인이 과도한 자극을 유발할 수 있다. 이러한 약물은 뇌의 도파민과 노르에피네프린 수치를 증가시켜 작용하므로 카페인을 추가하면 부작용을 일으킬 수 있다.

<By Hannah Seo>