식품과 지능? 오메가-3 지방산

1. 수능이 국가 행사인 나라

이번 주에는 국가적 중요한 행사가 있습니다. 바로 수능(수학능력시험)입니다. 이 행사는 국민들의 출근 시간을 한시간 늦추기도 합니다. 그리고 저녁에는 전국의 외식업체들과 유흥가가 간만에 호황을 누리기도 합니다. 사실 대학입시가 전국민에게 중요한 사건이 되어야 한다는 것은 약간 비극이기도 합니다만, 당사자들에게는 또 일생의 중요한 사건이기도 합니다.

그런데 이렇게 수능시즌이 되면 언제나 수험생들에게 도움이 될만한 뉴스들이 많이 나옵니다. 마지막 점검은 어떻게 해야 하는지, 컨디션 조절은 어떻게 해야 하는지 등등 다양한 뉴스가 나옵니다. 그 중에는 수험생의 기억력을 높여주는 먹거리에 대한 뉴스였습니다. 게다가 요즘에는 brain food (두뇌음식)이라는 것이 유행을 하기도 하지요. 그 대표로 오메가-3 지방산에 대한 이야기가 많이 나오는데요. 오늘은 그 오메가-3 지방산에 대한 이야기를 좀 해보려고 합니다.

흔히 두뇌 음식이라고 하면 다음과 같은 종류들이 있습니다. 

1) MBC 스페셜에서 나왔던 내용에 따르면 두뇌음식이란 "두뇌를 구성하고 활발히 활동하는 데 필요한 필수 영양소들이 풍부하게 들어 있는 건강한 음식"으로 뇌의 영양분인 당분,  뇌세포의 커뮤니케이션에 필요한 비타민과 미네랄(마그네슘, 호박씨; 브로콜리, 엽산), 그리고 뇌의 구성성분인 오메가-3 지방산을 이야기하더군요.  가만 보면 사실 다 골고루 먹어야 한다는 이야기입니다.

2) 그리고 두뇌음식을 주장하는 다른 기사들을 종합해보면 파킨슨병을 예방해 준다고 하는 레시틴, 코엔자임Q10 함유제품, 우울증 억제효과가 있다는 제절초 (St. John's Wort) 제제, 최근 식약청 개별 인정형으로 '기억력개선'효능 인증을 받은 '피브로인 BF-7' 등이 있습니다. 

2. 오메가-3 지방산이 왜 주목을 받는가?

오메가-3 지방산이 주목을 받은 것은 극지방에 사는 사람들, 특히 그린랜드라든가 알라스카 지방에 사는 사람들이 심혈관계 질환에 걸리는 확률이 서구인들에 비해 10분의 1밖에 되지 않는다는 것을 안 다음부터입니다. 1970년대 초반 덴마크의 Dyerberg 박사가 그린랜드의 에스키모인을 조사한 결과 동맥경화, 뇌경색, 심근경색 질환이 매우 낮았다는 것을 발견했는데요. 일반 덴마크인의 심근경색 사망률이 40%인데 반해 그린랜드의 에스키모의 심근경색사망률이 3.6%에 불과했다는 것입니다. 더군다나 이 에스키모인들의 주식은 바다생선, 바다표범, 물개등으로 지방의 성분이 많은 것들이었는데 하지만 오메가-3지방산 섭취량은 덴마크인들이 하루 150mg 내외인데 반해 에스키모인들은 2115mg이었다고 합니다. 그래서 검사를 해보니까 에스키모인들의 혈액에는 EPA, DHA, HDL-콜레스테롤의 함량이 높았다고 합니다. 바로 이 EPA, DHA가 오메가-3-지방산의 대표물질이죠. (기능성식품학/송재철 외/p183)

3. 오메가-3 지방산이란 뭔가?

1) 일단, 지방산이란?

오메가-3 지방산을 알기전에 일단 지방산을 먼저 알아야 하는데 지방산은 긴 탄화수소(탄소와 수소로 된 물질)의 끝에 산성인카복실기가 붙어있는 것입니다.

2) 오메가-3 지방산이란?

그 긴 탄소들의 이름을 붙이는데 맨 앞에서부터 알파, 베타, 감마, 이렇게 순서를 붙이고 맨 뒤의 것을 오메가라고 합니다. 그리스어 알파벳이 알파에서 오메가까지이기 때문입니다. 그래서 오메가-3 지방산이란 끝에서부터 3번째 탄소에 이중결합을 가지고 있는, 이중결합을 가지고 있다는 것은 불포화되었다는 것이므로, 불포화지방산입니다.

3) 오메가-6 지방산?

오메가-3 지방산 말고 오메가-6 지방산 (리놀레익산, 감마리놀레닉산, 아라키돈산) 도 있는데, 이것은 끝에서부터 6번째 탄소에 이중결합이 있는 지방산을 말합니다. 그런데 이 오메가-6 지방산과 오메가-3 지방산은 우리 몸에서 아주 중요한 일을 합니다. 하지만 서로 경쟁을 하기도 하지요.

4) 오메가-3 지방산의 종류는? : EPA, DHA, 원료물질 알파-리놀레닉산 (18:3)

여러 가지가 있지만 가장 많이 알려진 것은 EPA (eicosapentaenoic acid, 20:5)와 DHA (docosahexaenoic acid, 22:6)입니다. 이 두 물질은 알파-리놀레닉산으로부터 우리 몸에서 만들어 질 수 있습니다. 하지만 알파-리놀레닉산은 사람 몸에서 만들어지지 않고 식물성 기름에 많습니다. (올리브유는 단일불포화지방산인 oleic acid가 많음)

5) 오메가-3 지방산은 어디에 많은가?

가장 많은 것은 생선, 특히 등푸른 생선입니다. 그 외에는 고래, 바다표범 등에도 많이 있습니다. 육류에도 약간 들어있는데 서구인들은 육류섭취가 많기 때문에 주로 육류를 통해 섭취한다고 합니다. 채소나 곡류에는 알파-리놀레닉산만 많고 EPA나 DHA는 거의 없습니다.

참고) 채식주의자들을 위한 오메가-3 지방산?
오메가-3 지방산은 생선이 만든다고 하지만 실은 미세조류(식물성 플랭크톤)가 주로 만들고 그 미세조류를 섭취한 생선이 저장한다고 생각하고 있습니다. 그래서 해양성 미세조류를 배양해서 DHA/EPA 등을 만들려는 시도를 하고 있고 이 미세조류의 오메가-3 지방산은 비린내가 없으며 어류 사료로 사용하면 양식을 통해 DHA/EPA 함량이 높은 어류 양식이 가능하고 수은과 같은 중금속 오염 가능성이 적고 채식주의자들에게 판매도 가능하다는 장점이 있습니다.

 
6) 얼마나 먹어야 하는가?

현재 서양식단의 경우 하루 150mg 정도 섭취하고 있습니다. 열흘에 생선 한 마리 먹으면 섭취할 수 있는 양입니다. 하지만 미국 국립보건원 (US National Institutes of Health)에의 워크숍에서 권장한 양은 하루 650mg이고 국제지방산및지질연구회에서 권장하는 양은 하루 500mg입니다. 또한 미국 심장재단에서는 하루 300mg 이상 (일주일에 두 마리 생선) 먹도록 권장하고 있고, 관상동맥심장병이 있는 경우는 하루에 1000mg을 먹도록 권장하고 있습니다.

하지만 너무 과한 것도 좋지 않아서 미국 식품의약품안전청 (FDA)에서는 하루 3000mg이하로 먹도록 권장하고 있습니다. 너무 과하면 혈당조절이 잘 안되고, 출혈이 나면 잘 멈추지 않고, 나쁜 콜레스테롤이라고 불리우는 LDL 콜레스테롤 수치가 높아질 수 있다고 합니다. 또한 혈압약을 드시는 분들은 과도하게 혈압이 떨어지는 경우도 있다고 하니까 의사선생님과 상의가 필요하다고도 합니다.

사실 에스키모인의 건강에 대한 또다른 보고도 있는데요. 약 150년 전 독일의 한 의사는 에스키모인들이 결핵에 걸리면 유달리 가래에 피가 많이 나오고, 출혈이 멈추지 않는다는 사실을 알게 되었다고 합니다. 이는 아마도 에스키모인들의 음식 섭취가 대부분이 동물성이고, 특히 고래고기의 지방섭취와 관련이 있을 것으로 추정했는데 에스키모인들은 하루 6.5g 정도를 섭취해서 과도한 오메가-3 지방산 섭취가 이런 문제를 불러 일으킬 수도 있는 것입니다.  뭐든지 과하면 좋지 않습니다. (이건 진리 중의 진리!!!)

4. DHA 와 EPA의 기능은?

1) ACSH의 과학적 증거 수준

ACSH (American Council of Science and Health, 미국 과학건강협회)는 현재 유통되고 있는 여러 기능성 식품의 효과에 대한 과학적 증거의 수준을 다섯가지(매우강력 very strong; 강력 strong; 중간 moderate; 미약에서 중간 weak to moderate; 미약 weak)로 분류를 한 바가 있습니다. 이중에서 오메가-3 지방산의 심장질환 위험 감소효능은 강력 (strong)한 수준으로 상당히 그 효과를 인정받고 있습니다. 

2) EPA의 기능성 : 심혈관관련 질환 예방은 거의 확실

혈소판 응집유발물질을 생성하는 아라키돈산 (오메가-6 지방산)과 경쟁적으로 작용하여 혈전예방작용을 하지만 아라키돈산이 없으면 염증반응이 안일어나서 외부 균의 침입등에 대처하기 어렵기도 합니다. 또한  혈액응집인자형성을 억제하여 심장질환의 위험성을 감소시키고 사이토카인(세포의 분화나 증식에 관여하여 세포 기능의 활성과 변화를 유도 는 물질)등의 발생을 억제하여 항염증 작용을 하는 것으로 알려져 있습니다.

3) DHA의 기능성 : 뇌 및 시력과 관련된 기능들

DHA는 뇌세포 구성물질로서 뇌세포 지방산의 10%, 뇌내 해마세포의 25%를 차지하며 뇌간문을 통과할 수 있는 물질 (EPA는 불가능)입니다. DHA가 부족하면 기억력, 판단력, 집중력이 떨어지고 우울증, 주의력결핍과다활동장애(어린이의 심신기능부조), 뇌혈관형 치매와의 연관성에 대한 연구결과들이 있으나 그 효력에 대해서는 논쟁중입니다.

현재 알쯔하이머에 효과가 있는지가 큰 관심사인데 미국에서 임상 3상 실험중이고 2009년 4월에 임상시험이 끝난다고 하니까 귀추가 주목됩니다. 또한 몇가지 알러지 반응의 억제에도 관여하는 것으로 보고되고 있습니다. 알레르기 및 염증성 반응의 조절인자인 류코트리엔 생합성을 억제하여 알레르기 및 염증성 반응을 조절한다고 생각하고 있습니다. 

끝으로 최근의 관심사는 아토피 환자의 경우 혈중 오메가-6 지방산의 함량이 높아지고 오메가-3 지방산 함량이 낮다는 보고가 있다는 것입니다. 오메가-6 지방산 대사 이상이 아토피와 관련이 있다는 보고가 있지만 역시 논쟁중인 내용이고 현재까지의 결론은 오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산을 균형있게 먹어야 한다는 것입니다.

5. DHA와 지능 : DHA는 IQ를 좋아지게 하는가? : 루카스의 실험

1992년 영국 캠브리지 의과대학의 소아과 의사 앨런 루카스 박사팀이 영국 의학잡지인 Lancet에 보고한 내용으로 조산아로 태어난 300명 아기들이 8세가 되었을 때 모유를 먹은 아이와 분유를 먹고 자란 아이들과 비교해 본 결과, 모유아가 분유아보다 지능지수가 평균 8.3이 높았다는 연구 결과인데 이 연구 결과를 근거로 분유에 DHA/EPA를 넣게 되기도 했다고 합니다. 

하지만 모유를 먹은 아이와 DHA/EPA를 첨가한 분유를 먹은 아이를 비교한 다른 사람의 실험에서도 역시 모유를 먹은 아이들이 심리운동 발달지수와 전반적인 성장, 발달에서 더 우수한 것으로 나타났다는 연구결과도 있는데 이는 EPA가 아라키돈산을 저해했기 때문이라는 해석입니다. (고급영양학/이양자/p311)

게다가 모유를 너무 오래 먹고 자란 아이는 성인이 됐을 때 심혈관 질환을 일으킬 가능성이 있다는 주장이 역시 앨런 루카스 박사의 연구에서 보고되기도 했는데 1969-1975년에 캠브리지 산부인과 병원에서 출생한 20-28세의 성인 331명을 대상으로 실시한 조사 결과 신생아때 4개월 이상 모유를 먹은 사람은 모유 수유기간이 4개월 이하이거나 조제분유를 먹은 사람에 비해 동맥경화에 걸릴 위험이 높은 것으로 나타났다고 합니다.

결론적으로 DHA가 기억력과 학습능력을 높인다는 보고들은 뇌혈관형 치매와 같은 환자들의 경우에 확실해 보이지만 정상적인 청소년의 경우에는 확실치 않습니다. 루카스의 실험도 매우 다양한 논쟁을 불러왔으나 결론적으로 DHA가 어린 아이나 태아의 두뇌 발달에 영향을 주는 수준에서는 인정받고 있지만 유아기를 지난 청소년의 두뇌 발달에 도움을 주는지의 여부는 불확실하다고 하겠습니다. 식약청에서 허용하는 수준의 기능성은 두뇌 영양 공급 정도 입니다. 

6. 머리좋아지는 식품?

결론적으로 오메가-3 지방산이 심혈관계 질환 예방에는 효과가 있는 것으로 인정받고 있고, 태아나 유아의 두뇌 발달에는 도움을 주는 것으로 여겨지고 있지만 청소년들의 지능이나 기억력 향상에 도움을 준다는 것은 아직까지 증거가 조금 부족하고 더 엄밀한 연구가 필요합니다.

수험생들에게 더욱 중요한 것은 고른 영양과, 심리적 안정, 그리고 건강이므로 남은 이틀 동안 충분히 영양섭취를 하고 감기 걸리지 않도록 주의하고 평안한 마음을 갖는 것이 무엇보다 중요하다고 생각합니다. 수험생 여러분의 건투를 빕니다. 

참고자료
Breast milk and subsequent intelligence quotient in children born preterm. (루카스의 실험 논문)
Randomised trial of early diet in preterm babies and later intelligence quotient (루카스의 두번째 실험)
Role of long-chain polyunsaturated fatty acids in the first year of life
n-3 Polyunsaturated Fatty Acids and Atopy in Korean Preschoolers
The science behind dietary omega-3 fatty acids (최근 리뷰)