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우유와 두뇌활동

두뇌 활동이란?

사람의 두뇌 정보량은 2x1018 또는 2x1020 비트라고 한다. 이는 현재 사람이 만들 수 있는 컴퓨터의 최대 정보량이 1011 비트인 것을 감안할 때 사람의 능력이 얼마나 큰 지 비교할 수 있다.
인간의 두뇌는 신경조직으로 이루어져 있으며 움직이고, 배우고, 생각하는 등 전체적인 신체의 활동을 총괄하는 기능을 갖는다.

두뇌는 크게 대뇌(大腦), 소뇌(小腦)와 뇌간(腦幹)의 세 부분으로 구분된다. 대뇌는 생각하고 느끼고 우리 몸을 움직이게 하는 곳으로 조금이라도 손상되거나 파괴되면 의식을 잃고 꼼짝 못하게 된다. 뇌간은 호흡과 심장 등 내장을 지배하는 곳이다. 만약 대뇌만 상하고 뇌간에 이상이 없다면 아무 것도 느끼지 못하고 생각도 못하며 말도 못하고 눈동자도 전혀 움직이지 못하지만 호흡과 심장 등 생체기능은 정상적으로 유지될 수 있다<그림 1>.

그림 1. 뇌의 구조와 기능그림 1. 뇌의 구조와 기능

어린이의 두뇌발달

인간의 두뇌 발달에 관하여는 많은 요소들이 아직 잘 밝혀지지 않고 있다. 그러나 두뇌도 다른 조직세포와 같은 형태로 성장한다.

그림 2. 사람의 두뇌 발달(성인 두뇌의 환산치)그림 2. 사람의 두뇌 발달(성인 두뇌의 환산치)

두뇌 조직에 있어 DNA의 합성, 즉 세포수의 증가는 태아 시기에는 거의 직선적인 성장을 하다가 출생 후 증가 추세가 감소하기 시작하여 생후 8∼12개월이 되면 최대치에 도달하게 된다<그림 2>. 이처럼 인간의 두뇌 발달이 가장 빠르고 가장 중요한 시기는 출생 직전과 출생 직후이다. 그러므로 임신기간 동안의 영양상태는 태아의 두뇌 세포 발달에 크게 영향을 미칠 수 있기 때문에 임신부 영양의 중요성이 강조되는 것이다.

두뇌의 발달은 태아기 말기부터 출생 후 만 2세 이전까지 대부분 이루어진다. 이 시기의 영양상태가 훗날 아동의 두뇌 발달과 인지기능 및 학습능력에 영향을 미치는 것으로 조사되고 있다.

두뇌가 발달되는 시기의 영양결핍은 학습동기 및 수행능력 저하, 심리적 안정감 및 사회성의 결여, IQ의 저하등을 초래할 수 있다<그림 3>.

그림 3. 정상 어린이(n=129)와 영양 결핍아(n=129)의 평균 IQ그림 3. 정상 어린이(n=129)와 영양 결핍아(n=129)의 평균 IQ

우유의 성분, 두뇌기능에 어떤 영향을 미칠까?

식품의 섭취를 통하여 영양소를 얻고 이를 통해 생명을 유지하는 현상은 인간의 역사와 더불어 함께 이어져 왔다. 인간은 자신에게 주어진 환경과 끊임없는 상호작용을 하면서 식품을 선택하여 왔으며 식품의 선택은 인간의 지식발달의 역사와 함께 하고 있다.

인간의 두뇌 기능을 위해서 균형적인 영양소의 섭취가 중요하다는 연구 결과가 보고되고 있다. 실제로 단일의 영양소와 식사를 비교할 경우 단일영양소의 보충효과는 식사 속에 포함 된 많은 여러 영양소의 상호작용과 비교할 경우 효율성이 떨어진다.

단일 식품인 우유의 경우 여러 영양소가 균형적으로 포함되어 있으며 우유내의 영양소가 서로 상호작용을 하므로 체내에서 더욱 효율성이 높다.

우유는 단백질, 탄수화물, 지방, 무기질, 비타민이 균형적으로 포함되어 있는 식품으로 수분 87∼88%, 지방 3.2∼3.7%, 단백질 3.2∼3.3%, 탄수화물(유당) 4.7∼4.9%, 무기질 0.6∼ 0.7%, 그 외 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B2 등이 미량 들어있다. 무기질 중에는 Ca, K, P 등이 많이 들어있고, 비단백질소, 스테롤 및 인지질 등이 고루 함유되어 있다<표 2>.

표 2. 우유 1잔(200㎖) 중 영양소 함량과 한국인 영양권장량과의 비교

  • 우유의 탄수화물과 두뇌기능우유 속의 유당은 칼슘 및 마그네슘, 아연 등의 체내 흡수를 촉진시킬 뿐만 아니라, 뇌세포막에 필요한 갈락토오스와 뇌조직 의 연료원인 포도당을 공급한다.
    뇌신경계의 당지질에는 갈락토오스가 비교적 많이 포함되어 있으므로 적절한 양의 갈락토오스 섭취가 뇌기능을 원활하게 유지시켜 주는 것으로 볼 수 있다.
    자연계에서 갈락토오스는 유당의 구성성분으로 존재하기 때문에 우유를 마시게 되면 두뇌의 에너지원인 포도당과 뇌신경계의 구성성분이 되는 갈락토오스를 충분히 섭취하게 된다.
  • 유당→갈락토오스(뇌신경계성분)+포도당(뇌중추신경계 에너지원)
  • 우유의 단백질과 두뇌기능우유 100㎖에는 단백질 3.2g이 포함되어 있으며 신경전달물질의 합성에 필요한 트립토판은 100g당 31㎎을 함유하고 있으며 티로신의 경우 100g당 143㎎을 함유하고 있다.

    우유에 함유된 트립토판으로부터 신경전달물질인 세로토닌이 형성되며 생성된 세로토닌은 편안한 기분을 들게하고 불안감을 해소하여 안정을 취하게 한다. 따뜻한 우유를 밤에 마시게 되면 우유의 부드러운 맛과 함께 체내에서 세로토닌이 생성되어 편안하게 수면에 빠지게 한다. 또 티로신으로부터 노에피네프린이나 도파민이 생성되며 이들은 우리 정신을 맑게 한다.

    단백질의 질이 두뇌의 인지기능에 영향을 준다는 연구결과가 보고되고 있는데 특히 우유의 유청단백질인 락토알부민을 공급할 경우 동물실험에서 인지기능이 더 증가된 것으로 보고되고 있다.
  • 달걀과 우유
  • 우유의 지방과 두뇌기능우유의 지방은 최적의 뇌건강을 위해 매우 중요하다. 우유는 100g당 3.2g의 지방이 있으며, 우유 속에 함유된 지방산의 조성비를 보면 68%가 포화지방산으로 구성되어 있고 불포화지방산 중 다중불포화지방산의 함량은 전체 지방산의 3.4%수준인 것으로 나타났다. 우유 속에는 소량이지만 ω-3 지방산으로 견과류인 호두나 잣에 풍부한 리놀렌산(linolenic acid), EPA(eicosapentaenoic acid, 에이코사펜타에노인산)이 함유되어 있다.

    ω-3 지방산은 뇌의 정상적인 성장에 도움을 주며 학습능력을 향상시킨다. 한편 우유에 함유된 아라키돈산(arachidonic acid)의 경우 아세틸콜린의 분비를 유지시켜 인지능력을 향상시켜줄 수 있다고 보고하고 있다.
  • 우유의 비타민과 두뇌기능비타민 B군은 신경전달물질의 합성에 필수적인데 두뇌의 원활한 자극전달을 위하여 신경전달물질의 합성과정은 매우 중요하다.

    하루 우유 1ℓ의 우유를 마시면 비타민 A 권장량의 12∼45%, 나이아신 2∼5%, 판토텐산 20∼30%, 비타민 C 4∼13%, 비타민 E 권장량의 약 10%를 충족시킬 수 있다. 항산화영양소인 비타민 A, 비타민 E 및 비타민 C는 자유기나 독성물질에 의한 세포의 상해를 막아준다. 균형적인 식사와 우유의 섭취는 신체 내의 자유기를 정상적으로 제거하며 신경전달물질을 원활히 합성할 수 있게 한다.
  • 아세틸콜린은 기억과 학습을 위한 신경전달물질이며 아세틸콜린의 전구물질인 콜린의 합성에 비타민 B1(티아민)이 관여한다.

    비타민 B6는 학습능력과 관련되며 스트레스를 해소해 주는 신경전달물질이 노에피네프린, 세로토닌, 도파민을 생성하는데 도움을 준다.

    비타민 B12는 신경세포를 싸고 있는 마이엘린을 정상적으로 유지하고 아세틸콜린의 합성에도 영향을 미치므로 기억과 학습능력을 중진할 수 있다.

  • 우유의 무기질과 두뇌기능우유에는 칼슘과 인 등의 다량무기질과 아연, 크롬, 코발트등의 미량무기질이 많이 함유되어 있다.
    칼슘, 마그네슘과 칼륨은 우리 몸의 중요한 전해질로 뇌의 기능을 적절히 유지한다. 또한 셀레늄, 아연이 인지기능의 감퇴를 저하시킨다고 보고되고 있다.

두뇌기능의 향상

<그림 4>는 균형된 식사와 우유의 섭취가 최적의 두뇌기능과 건강유지에 미치는 중요성을 요약한 것이다. 많은 사람들이 인지기능의 향상을 위해 건강식품을 찾고 있어 이에 대한 지나친 의존경향이 나타나고 있으며 이와 관련된 잘못된 정보 역시 범람하여 문제가 되고있다. 균형된 식사를 통해 정상적인 체중을 유지하며 우유를 매일 마시는 습관을 갖는다면 우리의 건강은 보다 증진될 수 있을 것이다.

그림 4. 균형된 식사와 우유섭취의 중요성그림 4. 균형된 식사와 우유섭취의 중요성