하루 종일 에너지 넘치는 사람의 비밀? 답은 미토콘드리아

그럼 몸 안에서는 이 에너지 생산이 어떻게 이루어지는 거냐 그 자체적으로 이 안에서 에너지 생산을 할 수 있는 되게 특별한 종류의 세포가 있었는데 그게 바로 다름 아닌 미토콘드리아입니다 내가 지금 마음이 아프고 우울하고 집중이 안 되고 내가 ADHD야 우울증이야 불안장애야 이 온갖 종류의 정신적인 문제들을 안고 있는데 이 문제가 결국은 내 뇌세포의 문제다 그리고 뇌세포 안에 있는 배터리 충전해주는 미토콘드리아의 문제다 그러면 어떠한 것들이 세포 안에서 미토콘드리아가 에너지 생산을 잘할 수 있도록 만들어주는가 안녕하세요 뇌과학 박사 장동선입니다 오늘 가져온 주제는 우리 뇌의 에너지에 대한 얘기를 하려고 합니다 사실 오늘 이야기의 중심에는 브레인 에너지라는 책이 있습니다 크리스토퍼 팔머 교수라는 분이 하버드 의대 정신의학과에서 15년 넘게 연구하고 실제로 환자들을 다루면서 약간 충격적일 수 있는 새로운 가설을 제시한 책을 가져왔습니다 그냥 제목만 보고는 사실 약간 아 뭐야 이거 사입이 아니야? 우주의 에너지를 받아서 너의 뇌에 넣어라 과학적이지 않은 내용을 괜히 뇌과학에 전복시키려고 한 게 아닐까라고 생각했었는데 언뜻 보고 우려했던 거랑은 반대로 이 책에서는 에너지라는 개념을 물리학적으로, 연력학적으로, 생물학적으로 굉장히 심도 깊게 다루면서 정말 과학적으로 뇌가 어떠한 형태로 에너지를 사용하고 왜 뇌의 에너지가 중요한가라는 얘기를 하고 있어요 사실 우리의 뇌가 경험하고 있는 정신적인 문제들이 에너지 결핍 문제로 설명할 수 있지 않을까라고 하는 이야기를 하고 있습니다 되게 되게 흥미롭습니다 당연히 내가 좀 정신적으로 힘들어서 에너지가 없어 이렇게 생각할 수도 있지만 내가 정말로 피지컬하게 생물학적으로 세포레벨에서 에너지가 없기 때문에 많은 정신적인 문제들이 생겨나는 게 아닐까 이렇게 거꾸로 질문을 할 수도 있는 거죠 이 책은 바로 이 두 번째 질문을 하고 있습니다 뇌가 세포레벨에서부터 에너지를 생산할 수 있는 능력 자체가 문제가 생겼기 때문에 모든 종류의 정신적인 문제가 생겨나는 거다 그렇다면 이 에너지가 대체 어떤 에너지일까 자 일단 에너지란 무엇인가부터 정의를 합시다 우리는 물리학자들의 정의를 가져갑니다 연력학 제1법칙, 제2법칙에서 에너지를 다루고 있는데 에너지 보존법칙이 제1법칙이고 전체적으로 에너지라는 것은 없앨 수도 없고 그 총량 자체는 변하지 않는다라는 에너지 보존법칙이 연력학 제1법칙이고 제2법칙은 뭐냐 에너지의 흐름과 방향성을 이야기하고 있는데 전체 시스템의 엔트로피는 항상 높아지는 방향으로 간다를 얘기하고 있는 거예요 엔트로피는 우리가 또 쉬운 말로 번역을 해보면 무질서도라고 표현하기도 하는데 질서도가 높은, 모여있는 상태에서 질서도가 낮은, 무질서한 그냥 우주의 온갖 분자와 원자들이 아주 넓게 진동에 퍼져 있는 이 무질서도가 높은 상태로 가려고 하는 방향성이 존재한다 이거는 물리학자들이 연력학 제2법칙에서 이야기하고 있는 거죠 그럼 나라는 존재는 인간은, 생명은 어떤 존재일까 이게 물리학자 슈레딩어가 생명이란 무엇인가 라는 책에서도 제기했던 의문이죠 물리학자의 답은 외부 세상보다 이 생명체 안의 시스템의 상태가 질서도가 높은 상태를 유지해야 생명이다라는 거죠 근데 우주는 어쨌든 에너지가 흩어지려는 성향을 갖고 있고 엔트로피가 높아지는 방향으로 가려고 하기 때문에 내가 닫혀있는 생명체라는 시스템을 유지할 수 있기 위해서는 어떤 방식으로든 이 안에 에너지를 넣어놔야 되는 거예요 그 과정에 있어서 이게 모여있을 수 있도록 하기 위해서는 그 에너지를 써야 되는 겁니다 에너지 소모를 해야 되는 거예요 그럼 몸 안에서는 이 에너지 생산이 어떻게 이루어지는 거냐 가장 최소단, 이 몸 안의 최소단의 세포죠 그 자체적으로 이 안에서 에너지 생산을 할 수 있는 되게 특별한 종류의 세포가 있었는데 그게 바로 다름 아닌 미토콘드리아입니다 이건 우리가 이미 다 알고 있는 기초적인 내용이지만 고등학교 생물 시간 때 이미 다 배웠어요 그런데 그때 배워놓고 까먹었지 내가 지금 마음이 아프고 우울하고 집중이 안 되고 내가 ADHD야, 우울증이야, 불안장애야 이 온갖 종류의 정신적인 문제들을 안고 있는데 이 문제가 결국은 내 뇌세포의 문제다 그리고 뇌세포 안에 있는 배터리 충전해주는 미토콘드리아의 문제다 이런 생각까지는 우리가 해본 적이 없잖아요 근데 이 브레인 에너지라는 책은 인간의 뇌가 작동하기 위해서 가장 기본적인 단위인 에너지가 중요하고 그 에너지를 만드는 미토콘드리아가 엄청 큰 역할을 하고 있다라고 하는 사실 엄청 새로운 혁신적인 가설을 던지는 겁니다 왜 굳이 정신질환이라는 거를 미토콘드리아까지 들여다보면서 설명을 해야 될까 그 이유는 사실 정신질환의 원인 정신질환의 치료 이거에 대해서 완벽하게 모두가 동의하는 근데 사실 모든 병의 치료는 두 가지 방식이 있어요 병을 만든 근본적인 원인을 없애는 것과 그냥 증상 자체를 완화시켜주는 두 가지의 접근법이 다 존재합니다 그런데 정신질환의 경우가 좀 특별한 게 이 증상을 완화시키는 대중요법 이라고 하는 게 메인이에요 왜냐하면 많은 경우에 왜 정확하게 이 질병이 생겼는지를 알기 어렵다 그러니까 치료하기도 어렵다는 문제가 있는 거죠 구체적으로는 세 가지 포인트를 듭니다 첫 번째는 뭐냐 헤트럴 지니티라고 부르는 똑같은 증상명을 가지고 있지만 굉장히 다양하게 표현이 된다는 거예요 무슨 얘기냐 우울증이 다 똑같은 우울증이 아니에요 누구는 잠을 더 많이 자고 누구는 잠을 못 자고 누구는 더 많이 먹고 누구는 아예 못 먹기도 하고 이게 신체적으로도 발현되는 것들이 저마다 사람들이 다 달라요 누군가는 이게 신체적인 대사 호르몬의 부족으로 생겨나기도 하고 누군가는 굉장히 충격적인 사람과 사람사의 관계에서의 어떤 시련이나 배신의 아픔 때문에 우울증이 발명하기도 하고 그러니까 이게 너무 다양한 원인들과 그리고 이 증상이 발현되는 방식들이 있다 보니까 이 다양성들을 우리는 다 묶어서 이건 우울증 같은데요 이거는 ADHD 같은데요 라고 그 증상들을 체크하는 설문과 테스트를 통해서 일단 진단명 우울증이다 라고 넣긴 했지만 이게 다 같은 우울증인가 라고 하는 부분에 대한 의문이 정신의학계에는 존재하는 겁니다 또 다른 건 뭐냐 서로 겹치는 증상들이 많아요 우울증하고 조울증이 완전히 분리가 되냐 우울하고 불안이 분리가 되냐 ADHD를 앓고 있는 사람에게 우울이 없냐 이러면은 사실은 서로 다른 종류의 그 진단명을 갖고 있는데 그것들이 겹쳐가지고 복합적으로 나타나는 경우들이 많죠 마지막으로 이 근본적인 원인은 구체적인 메커니즘을 알지 못하기 때문이죠 자 그렇다면 정신질환이라는 게 왜 생겨나는 걸까 라고 하는 거에 대해서 이 책에 저장인 팔머박사는 자동차 세 개를 들고 비교를 해요 첫 번째 차는 캘리포니아 같이 대부분 햇살이 짱짱한 동네에서 아스팔트 도로 잘 깔린 곳에서 잘 달리는 차에요 큰 문제가 있을 리가 없죠 출고되고 나서 큰 고장 없이 늘 잘 달립니다 두 번째 차는 알라스카 같이 좀 극한의 환경 엄청 춥기도 하고 눈비 내리고 도로가 얼기도 하고 이런 곳에서 차가 다니긴 좀 어렵지만 그래도 얼은 도로를 달리려면은 뭐 체인을 단다든지 와이퍼가 얼지 않도록 스프레이 같은 거 뿌려준다든지 히터 빵빵하게 나온다든지 이러면 차가 좀 더 힘든 상황을 달려야 되긴 하지만 차를 잘 타고 다닐 수 있습니다 세 번째 상황은 어디냐 대한민국을 가정해볼게요 어딘가 뭐 캠핑 가기 좋아하고 막 비포장도로도 달리기 좋아하는 차입니다 근데 이 차가 좀 희한해요 가끔 막 햇볕 짱짱한 날도 갑자기 와이퍼가 풀로 막 들어오면서 유리창을 끓는 소리가 막 나면서 이 와이퍼를 멈추지를 못하고 또 막 갑자기 엄청 추운 날 에어컨이 풀로 나와가지고 너무 추워가지고 막 덜덜덜하면서 달려야 되고 이 상황에 맞지 않는 이상한 반응을 보이는 차인 거죠 그럼 이 차는 사실 제대로 도로를 달리기가 어려울 겁니다 근데 팔머박사는 바로 이 세 번째 차가 정상적으로 작동하지 않는 사람의 뇌를 표현하고 있다라고 얘기를 하는 겁니다 비 오는 날 와이퍼가 작동하면 문제가 없지만 비 안 오는 날 와이퍼가 작동하면 문제가 되잖아요 이게 대표적으로 불안장애 같은 거라고 설명을 합니다 불안이라는 건 우리가 미래 예측하는데 굉장히 도움이 되고 우리가 이걸 가지고 있어야 꼼꼼하게 일을 잘 하는 거지만 불안할 게 전혀 없는데도 막 작동을 해버리면 내가 정상적으로 뭔가를 하기가 어려워진 상태가 되는 거니까 햇볕 짱짱한 날 풀로 와이퍼 돌아가고 있는 차랑 비슷한 거다라고 보는 거죠 저자가 하고 싶은 말이 뭐냐 우리가 지금까지 우울증 치료, 분환 치료할 때 약을 주는 거는 와이퍼를 간다든지 브레이크를 교체한다든지 차에 어떤 문제가 있는가라고 하면서 차 안에서 자꾸 뭔가를 교체해주는 그 나와 있는 증상만을 가지고서는 다른 거지 근본적인 원인인 운전자가 이거 문제 일으키는 게 아닐까요? 라고 하는 질문을 해본 적이 없다라고 얘기를 하는 거죠 그렇다면 이 팔머박사가 브레인 에너지에서 이야기하는 운전자가 대체 누구냐 미토콘드리아가 차 전체 운행을 책임지고 있었던 운전자가 아닐까 가설을 제기하는 게 이 책의 핵심이라고 보면 됩니다 그러면은 정말로 우리의 정신 우리의 뇌가 작동하기 위한 모든 기능에 미토콘드리아가 관여하고 있다는 증거들이 필요한데 실제로 최신의 연구 결과들이 재밌는 사실들을 보여주더라고요 대표적으로 우울증 환자들의 뇌를 봤더니 미토콘드리아가 정상적으로 작동하지 않고 있다라고 하는 연구 결과들이 꽤 많이 나와 있습니다 그렇다면은 우리가 인위적으로 미토콘드리아가 좀 더 활성화될 수 있도록 도와주는 물질을 주입하면 미토콘드리아가 더 잘 작동하게 되면서 우울증이 좋아지게 되는 걸까라고 거꾸로 실험을 해보려고 했는데 실제로 쥐에서 미토포신2라고 하는 단백질을 통해서 이 미토콘드리아가 제대로 잘 작동할 수 있도록 외부에서 주입해서 높여줬더니 미토콘드리아가 제대로 작동하고 에너지 대사가 잘 이루어지면서 우울증과 불안과 같은 증상들이 싹 다 사라지고 치료가 됐다는 걸 보여주는 거죠 그래서 결과적으로 저자가 주장하는 것은 모든 정신질환은 결국은 미토콘드리아로 인해서 생겨나게 되는 뇌의 일종의 대사 중목입니다 결과적으로 내가 정신질환을 극복하고 건강해지기 위해서는 미토콘드리아를 다시 활성화시키고 몸의 세포에서 미토콘드리아가 에너지 생산을 제대로 할 수 있도록 만들어주면 모든 게 해결되지 않냐 그러면 어떠한 것들이 세포 안에서 미토콘드리아가 식단 조절, 수면, 운동, 그리고 스트레스 관리 결국 기본이 중요하다 이 중에서 한 가지를 조금 더 흥미롭게 살펴본다면 식단 조절이 흥미로웠어요 본인의 환자 중에서 비만과 우울증과 여러 가지 정신질환을 동시에 앓고 있었던 한 환자가 케톤 식단으로 전환을 하면서 저탄고지 이 식단 조절만으로 68kg을 강량을 하고 오랫동안 안고 있었던 정신질환들을 해결할 수 있게 됐던 계기가 식단 조절에서부터 나왔다 라고 하는 일을 또 이야기해주고 있거든요 식습관을 챙기는 것 자체가 치매를 늦추거나 치매 발병 위험을 낮춰주는 효과가 있다 이거 알고 있는 거고요 뇌전증, 간질발작이라고 얘기했던 요거를 치료하는데 사실 몇백 년 전부터 특히 케톤 식단 요것들이 많이 활용되던 민간 요법들이었거든요 내가 어떤 식단을 가지고 있느냐에 따라서 이게 내 뇌에도 지대한 영향을 끼친다 라고 하는 것들이 최근 연구 결과들을 통해서 점점 밝혀지고 있는데 이것들을 정말 뾰족하게 다 설명할 수 있는 답들은 없었거든요 미토콘드레아가 제대로 잘 에너지 생산을 할 수 있도록 만들어주는 것은 뇌만 영향을 끼치는 게 아니라 사실은 위장에도 똑같이 영향을 끼친다 라는 형태로 하나의 연결고리가 나오기도 하거든요 그래서 이게 되게 흥미로웠습니다 그렇다면 이 책을 읽고 저의 아주 솔직한 의견은 뭐냐 뇌과학자 입장에서는 매우 흥미롭죠 미토콘드레아 기반으로 해서 모든 정신 질환은 일종의 뇌 세포의 에너지 대사 질환이다 라고 이야기하는 가설이 약간 충격적이기도 하고 신선하고 새롭지만 말이 안 되는 건 아니고 정말로 모든 것들이 이걸 해결되고 설명될 수 있다 그래서 이 생문학적인 메커니즘을 잘 규명해서 우리가 지금까지 힘들어하던 많은 것들을 해결하는데 이게 도움이 될 수 있다 라고 한다면 대단한 이론이 될 것 같기는 합니다 개인적인 생각은 아직까지는 좀 더 많은 연구가 필요하고 시간을 두고 이 가설이 약속하고 있는 것들을 정말 지켜올 수 있을지 그래서 정말로 더 좋은 치료법들과 우리가 정신 질환을 극복할 수 있는 메커니즘에 이 가설이 도움이 될지 조금은 더 지켜봐야 된다 라고 하는 개인적으로는 좋은데 그렇지만 한번 두고 보겠어 라고 하는 생각으로 봤던 책이긴 합니다 사실 이 책은 벽돌 책에 가깝습니다 두껍고 내용이 굉장히 많이 담겨 있어요 그래서 오늘 저희 영상에서 책의 모든 내용들을 다 설명하지는 못했고요 만약 이 영상을 통해서 궁금증이 생기셨다면 책을 더 읽어보고 여러분이 더 많은 인사이트를 가져가도 좋겠다라고 생각이 됩니다 우리의 뇌가 늘 새로운 시각과 새로운 관점에 열려 있는 것이 굉장히 중요한 것 같습니다 그런 의미에서 여러분 모두 뇌를 궁금하게 만들어주시고요 Stay Curious 다음 시간에 또 돌아오겠습니다 감사합니다