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만나 모임에서 약속드린 커피란 무엇인가의 마지막 번역물입니다.

독일어, 불어, 이태리어로 된 다른 자료들도 있으나 능력이 안되어 영어 자료만을 번역해 올림을 용서바랍니다.

또한 영어도 많은 부분에 살수를 너그럽게 이해해 주시길 빕니다.

1편 - 다양한 품종, 경작과 커피로 만드는 과정

2편 - 유럽에서의 커피

3편 - 커피와 그 대용물의 이데올로기

4편 - 과학적 시각으로 볼 때의 커피

감사합니다

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과학적 시각으로 볼 때의 커피/Coffee from a Scientific Angle - 세계에서 가장 대중적인 음료에 대한 몇 가지 사실들/A few facts on the world’s most popular Beverage

By Karl Bauttig: 쮜리히, 괴팅겐과 파리에서 공부 후 석사 학위를 받았다. 1957년부터 1959년까지 National Institutes of Mental Health, Bethesda, USA의 방문 과학자였다. 그 후 쮜리히에 있는 스위스 연방기술연구소에서 노동위생과 생리학부문에 참여했다. 현재 같은 연구소의 비교생리학과 행동생물학 교수이다. (1988년 현재)

 

카페인에 관한 많은 과학 연구들이 매우 오래된 것이다. 그러나 최근 몇 년 동안 카페인 연구의 전성기 모습이 보인다. 왜냐하면 카페인의 복용이 몸에 더 좋다는 행동 방침에 따르는 것이 가능하게 되었기 때문이다. 이 주제에 대한 연구가 카페인 셀룰러 효과(Caffeine’s Cellular Effects)라는 새로운 개념의 등장과 매우 넓은 범위의 물질이 장기적으로 우리 건강에 미치는 결과에 대한 커지는 우려로 촉진 되었다.

커피 소비와 카페인 물질대사 – Coffee Consumption and Caffeine Metabolism

한잔의 보통 커피는 80mg의 카페인을 포함한다. 초콜렛은 그 물질(카페인)의 흔적만을 포함하고 있는 반면에, 코카콜라나 약한 커피는 “좋은” 커피의 양의 약 반 정도를 포함하고 있으며, 에스프레쏘는 2배이다. 극단적 예로서 과하게 강한 “보통” 커피와 “카페인 푸리” 에스프레쏘의 경우와 같이, (원두) 제품, 만드는 방법과 (원두의) 품질에 따라 이들 값들은 상당히 다양하다. 스칸디나비아(국가들)는 년간 인당 커피 소비가 10Kg이상으로 (커피) 소비 리스트의 맨 위에 있고, 3Kg 보다 적은 동구권국가와 차 마시기 문화를 갖고 있는 나라들은 소비 리스트의 아래에 있다. 이 리스트에서, 스위스, 서독(1988년으로 독일 통일 전) 그리고 베네룩스 국가들은 중간보다 높은 부분에 있다. 차는 실제로 커피보다도 단위 중량당 더 많은 카페인을 함유한다. 그러나 (찻잔이 작아) 컵 당으로는 적은 양을 마신다.

카페인은, 물의 함량에 따라 어떤 비율로 몸의 조직으로 빠르게 확산한다. 최고치는 커피를 마신 후 20 ~ 30분 후 혈장에서 얻어진다. 그리고, 몸으로부터 완전히 제거되는 것인 “반감기간”은 3 – 6시간에 이른다. 임신 후반기에는 이 시간이 실제 두 배가 된다. 신생아에게선 그들이 아직 카페인 물질대사 능력이 없어서, 심지어 10배까지 길어진다. 그러므로 (신생아들은 물질대사로) 바뀌지 않은 상태의 카페인을 제거해야만 한다. 다른 쪽의 극단적인 예를 우리는 카페인 뿐 아니라 약을 포함하여 다른 많은 물질을 제거하는 흡연자에서 발견한다. 개략적으로 비흡연자 보다 2배 빠르다. 이유는 담배 연기 속의 물질들에 의한 효소유발(Enzyme Induction)이다. 왜 커피 소비량이 사람에 따라서 그렇게 폭 넓게 차이가 있는지는 여전히 의문점이다. 성격, 연령, 성별이나 직업이 어떤 명확한 법칙으로 작용되지는 않는 것 같아 보인다. 한 가지 눈에 띄는 사실은, 흡연자는 많은 커피를 마시는데 그 이유가 흡연자들이 카페인을 보다 빨리 잃는다는 사실 때문인지 아닌지는 알려져 있지 않다.

커피는 카페인을 빼고는 약리작용을 하는 다른 중요한 물질을 함유하지 않는다. 그러나, 커피 속의 비-카페인성 물질이 커피의 맛에 영향을 미치고, 결과적으로는 소비량 수치에도 영향을 준다. 커피 한잔의 약리학적 효과는 미미하며, 최소 유효 복용량과 독성 복용량의 관련성도 애매모호하다. 지금까지 임상자료에 기록된 치사 효과가 있는 제일 낮은 일회 복용량은 순수 카페인 4g이다. 이것은 대략 질 좋은 커피 50잔에 상응하는 것이다. 커피를 최소 2잔 내지 4잔 마신 후, 생리학적이거나 심령학적 효과가 현재 가용한 방법으로 측정될 수 있다.

카페인의 셀룰라 효과 – Cellular Effects of Caffeine

우리는 최근 몇 년 간 신경세포의 전달자와 향정신성 물질의 화학적 상호작용에 있어서 향정신성 물질의 역할을 설명하는데 연이은 성공을 했다. 오늘날 카페인의 심령학적 효과는 아데노신(Adenosine) 수용감각기관(Receptors)에서 카페인과 아데노신 사이의 적대적인 상호작용 때문이라고 믿고 있다. 수용감각기관(Receptors)은 매우 특수한 단백질 분자(Molecules)로써, 한쪽 끝은 세포막(Cell Membrane)을 뚫고 나와 있고, 다른 끝은 세포 내부의 물질들과 연결되어 있다. 아데노신은 아데노신 수용 감각기관의 바깥 쪽 끝에 그 차체로 들어붙을 수 있다. 그래서 세포내의 특별한 효소처리과정을 활성화한다.  이 과정은 밖에서 공급된 아데노신이 너무 빨리 물질대사를 해버리므로 최근까지 연구하기 위하여 접근하는 것이 매우 어려웠다. 허나 지금은 비교적 안정된 아데노신의 동종체(Homologues)를 개발할 수 있게 됨으로써 이를 증명하게 되었다. 이것은 완전한 활동억제 상태를 만들고, 일시적 의식 상실과 구별하게 해서 아데노신의 효과가 어떤 뉴런(신경원)의 활동을 금지하는 것으로 이해되었다. 이 금지활동이 매우 높은 투여량에서 조차 독성 결과를 갖기 어렵다는 것에 주목하는 것은 흥미롭다.

어떤 부분이 카페인이 이러한 메커니즘으로 작용하게 하는 것인가? 카페인은 아데노신의 연결 점을 점유함으로써 분명히 아데노신과 경쟁할 수 있다. 이 방법으로 카페인은 아데노신의 활동억제를 막는다. 아직 좀 더 많은 세세한 것들이 규명되어야 하지만, 이 연구가 복잡한 카페인의 역할을 단지 보다 더 잘 설명하는 것에 그치지 않고, 보다 새로운 의약품을 개발 가능하게 할 수도 있을 것이다.

커피와 수면 – Coffee and Sleep

커피가 수면을 방해하는 방식은 사람마다 현저하게 다르다. 카페인을 제거한 커피 한 잔 후, 잠 못 이루는 밤을 맞이하는 사람이 있는가 하면, 두 잔의 더블 엑스프래쏘를 마신 후 평화롭게 잠을 자는 사람도 있다. 허나 평균적으로는 재현 가능한 복용과 효과의 상관관계가 관찰된다. 이 의문점을 규명함에 있어서 크게 기여한 것은, 계속해서 뇌 전류, 근육 긴장과 눈동자의 움직임을 전자적으로 기록(등록)한 “현대수면연구실”(The Modern Sleep Laboratory)의 기술이다. 이것은 잠이 드는데 걸리는 시간을 연장하고, 전체 수면 기간을 짧게 하고, 깊은 수면 단계를 방해할 뿐만 아니라 수면의 상대적인 질을 저하시킴을 밝혀냈다. 그러나 카페인은, 심령학적으로 매우 중요한, 수면 중 꿈의 단계에 거의 영향을 주지 않는 다른 물질이나 약물과는, 다르다.

측정 가능한 수면 교란은 평균 약 150mg의 카페인이나 두 잔 이상의 커피를 마신 어떤 경우에 일어났다.  200mg에서는 명확하게 인지되었다. 더욱 많은 투약은 표나게 불편해 했다. 이러한 교란 특성이 카페인을 “수면의 계승자” 보다는 오히려 “당신을 항상 깨어 있게 유지시키는 어떤 것”이 되도록 해 왔다. 사실 많은 사람들이 깨어 있기 위하여 혹은 이를 원 할 때 잠을 피하기 위하여 커피를 마신다. 그들은 얼마만한 양이 효과를 발휘 하는지를 꽤 잘 알고 있다.

커피와 근지구력 – Coffee and Stamina

만일, 커피가 단지 우리를 깨어 있게만 한다면, 낯에 커피의 효과는 별로 크지 않다. 왜냐하면, 우리들은 어느 경우이던 깨어 있기 때문이다. 신경연구실의 조사는 커피가 많은 업무에 있어서 우리들의 지구력(Staying Power)을 개선할 수 있다는 것을 보여준다. 개인 성향은, 효과가 더욱 폭 넓게 변화를 주는데, 그리고 수면교란에 있어서 보다 투여량에 적게 종속되도록 하는데, 어떤 중요한 부분에서 역할을 한다. 잠을 깨우는 유기체는 수면 유기체 보다 카페인의 촉진활동에 대항하여 매우 잘 견디는 것 같아 보인다.

자동차 같은 근지구력(Stamina)의 개선이 한 개나 지정된 근육 체(쥐는 세기, 연필 치기, 타자치기 등)에서 뿐 만 아니라, 전체 근육시스템(장거리 달리기, 자전거 타기)에 대하여 확인되었다. 개선은 오래 지속되는 정신적 노력에 대하여도 관찰되었다. 그 고전적인 예는 빈번히 일어나지 않고, 잘 들리지 않는 신호를 놓치지 않는 경계시험(Vigilance Tests)이다. 이 시험의 가장 오래된 하나는 천천히 회전하는 시계바늘을 불규칙하게, 매우 빈번하지 않은 시간 차로 잠시 멈추는 것이다. 한 시간이나 두 시간의 집중 후에는 이 (멈추는) 신호를 점점 자주 놓치게 되는 것이 일반적이다. 커피는 관찰자의 지구력을 20% 혹은 그 이상 향상시킨다. 유사한 노력이, 예를 들면 영화 감독하기, 다양한 매일 매일의 반복적인 일들, 운전 시뮬레이터와 타자치는 일 같은, 전문적인 시험에서도 확인되었다.

동물 시험은 완화된 임무나 상황에 의해 주어진 요구조건일 때, 커피의 지속 효과가 더 훌륭했다고 할 수 있어 보인다. 예를 들어, 복잡하고 흥미 있는 미로를 마주쳤을 대 보다 단순하고 심지어 심심하기 가지 한 미로를 빙빙 돌 때, 쥐에게서 (커피의) 흥분(효과)는 아주 극명하게 나타난다. 레버를 누르는 쥐의 성취도는, 보상의 자연 현상에 틀림없겠지만, 단위 보상 당 적은 일을 해야 할 때 더 개선될 것이다. 다른 한편, 최대성취도 개선에 관한 보고서는, 특히 그것이 짧은 기간 동안 일 때, 지구력의 개선 결과들 보다 매우 드물다. (통상적이지 않다).

정신적 효과 - Mental Effects

커피는 토론을 하거나 지적인 활동을 할 때 종종 마신다. 그리고 과거, 커피하우스에서는 이따금 사색가와 정치인들의 회합 장소로도 발전되었다. 지적 능력은 정신력(창조성, 직관력 등)두뇌 속에서의 정보 처리 속도에 달려 있다. 카페인의 정신적 효과에 대하여, 문헌들은 불공평하기까지 하지만, 긍정적인 효과가 가능하다는 일반적인 느낌을 남긴다. 그러나 (카페인이) 정신력 보다는 정신처리공정 속도의 개선에 더욱 (기여할) 가능성 있는 것 같아 보인다.

최근에 쮜리히에 있는 스위스 연방 기술연구소(Swiss Federal Institute of Technology)는 가능한 가장 엄격한 컴퓨터 제어 환경하에서 이 가설에 대한 평가를 수행했다. 정신력(Mental Power)은 시험자가 노브를 앞으로, 뒤로, 왼쪽으로, 오른쪽으로 돌려, 어떤 잘못도 기록되지 않고 목표에 도달하는 방식을 숙달 해야만 하는 “상상(imaginary)미로” 라는 수법으로 측정되었다. 대부분의 참가자들은 몇 번의 연습 후에 정확한 길을 찾았다. 그러나 커피는 숙득 과정을 가속화 하지는 못했다.

정신 정보 처리 속도도 정보의 신속한 처리가 요구되는 임무에 의해 평가되었다. 한 개의 숫자가 랜덤하게 스크린에 나타난다. 세 개의 홀수나 짝수가 연속으로 나타나면 버튼을 눌러야 한다. 숫자는 올바른 답이 되면 빨리 나타났고 잘못된 답에는 늦어졌다. 성취는 개별 임무 단위로 보상되었는데 시험자들은 금방 괄목할 만한 신속함과 규칙성 (분당 80 ~ 130숫자)에 도달했다. 그들은 각각 한 시간 반이나 계속되는 첫 번과 두 번째 시험 사이에 제공되는 과일 주스와 카페인이 제거된 커피 속에 얼마만한 카페인이 들어 있는지 전혀 몰랐다. 한잔의 에스프레쏘에 들어 있는 양의 카페인이 들어 있는 제공된 커피든 과일 주스는 정량적으로 현격한 5 ~ 10%의 성취 개선을 가져왔다. 세배의 투여는 개선 양을 증대키 어려웠지만, 시험자의 많은 부분에서 효과를 얻었다. 이것은 카페인이 정보 처리 속도를 높임으로써 간접적으로 정신 성취도(Mental Performance)를 개선할 수 있다고 하는 것이 매우 타당할 것 같다.

카페인의 댓가 - The “Costs” of Caffeine

이익이나 혜택에는 (댓가를) 지불해야 하고, 이것이 카페인에도 적용되는 것은 자연스러운 것이다. 카페인의 생리학적 효능은 놀랄 만큼 미약하나 그것은 가끔 신체기능의 한 부속시스템의 흥분을 방해하는 반면 다른 것은 흥분시킨다. 예로써, 심혈관(Cardiovascular System)에서는 정 반대의 효과가 뇌의 혈관(Blood Vessel)이고 통제의 중심인 심근(Myocardium)에서 카페인 과다 투여의 반응으로 단지 맥박비가 올라가는 것이 관찰된다. 또한 갑작스런 편차도 생긴다. 결론적으로 혈압은 카페인에 길들여지지 않거나, 카페인을 끊다가 다시 한 시험자들의 혈압을 높였다. 카페인에 의해 혈관이 팽창되는 경향이 있다. 이것이 카페인 흡수가 습관화된 사람에게 카페인을 끊는 것이 이따금 두통을 일으키는 원인이 되는지를 설명할지도 모른다. 어떤 이들에게는 커피가 가슴앓이(Heart Burn)를 일으킬지도 모른다. 그러나 이것은 커피 콩을 볶을 때 생성되는 2차 물질 때문이다. 그 외의 다른 효과들은 많이 과대 평가된 경향이 있다. 이뇨 행위를 예로 들면, 동일 한 양의 물 보다 아주 대단하지 않다.

신경기능에 바람직하지 않은 효과가 통상적이지 않은 높은 투약 이후에 일어날 수 있다. 그 것들은 신경과민(General Nervousness), 지나치게 흥분된 상태(Over Excitement), 손 떨림(Feeling Shaky), 현기증(Dizziness), 혹은 홍조(Feeling Flushed) 등으로 정량적으로 기술되어 있다. 여기서 다시 한번 (말 하지만), 과도하게 폭 넓은 범위에서의 개별적 반응이 특징이다. 더욱 실제로 중요하고 바람직하지 않은 효과는 손의 안정성 결여이다. 중간 정도, 보통의 (카페인) 투여에서 조차, 바느질이나 정확한 연필 두드리기가 알아챌 수 있는 정도로 비 정상적이 된다.  이 효과는 카페인을 흡수 후 꽤 오랫동안 지속된다.  그러나, 총체적으로 바람직하지 않은 효과는 긍정적인 효과와의 대비에 의해 완화된다. 습관적으로 커피를 마시는 사람은 긍정적인 효과와 부정적인 효과가 균형을 이루도록, 예를 들어, 자러 가기 전에는 강한 커피를 피하는 것 같이, 커피 소비에 길들여진다는 것이 추가되어야 한다.

카페인과 커피의 장기적인 효과 - Long-term Effects of Caffeine and Coffee

장기간에 걸친 커피 소비에 의해 건강 손상이 생길 수 있는지에 대한 조사가 최근 몇 년 사이에 이루어졌다. 몇 몇 경고는 커피를 무지하게 많이 마시는 사람은 어떤 특정한 타입의 암, (특히 췌장암과 요도암)에 보다 쉽게 걸린다는 보고서가 원인이 되었다. 추가적인 조사는 이 것을 재 확인하는데 실패했다. 동물과 생체세포 시스템의 시험은 이 가설과 정반대로 갔는데 그 사유는 돌연변이 효과를 만드는데 요구되는 투여량이 매우 높아 그것과 매일 사용(먹는)하는 양과의 연관성을 발견하는 것은 매우 어려웠다. 결국에는 아무 해가 없는 물질도 과도하게 높은 투여에서는 독성 작용을 할 수도 있다는 일반적인 공리가 여기서도 적용되었다. 그리고 동일한 물질도 낮거나 높은 투여에서 반대 효과를 가질 수 있다는 것이 자주 관찰되었다. 다양한 시험 장치에서, 카페인의 낮은 수준과 중간 수준의 투여가 뇌종양(Tumour) 발병에 호의적이라기 보다 그것을 억제하는 것을 보여 준다. 태아의 손상 가능성에 대하여도 많은 같은 이야기를 할 수 있다. 과도한 투여가 설치류에 있어서 골격 형성을 교란하는 원인이 된다. 그러나 이것은 혈액의 순환과 호르몬 기능의 부차적 영향의 간접 결과라고 보여진다. 커피 소비와 관련되어 검토되고 있는 다른 장애들은 심장경색(Cardiac Infarction), 섬유낭성 유선증 (Fibrocytosis of the breast), 결합조직에서의 퇴행성 증대(Degenerative increase in coarse connective tissue)들 이다. 조심스런 조사가 어느 경우에 있어서나 인과관계의 증거를 밝혔다.

통계적인 역학 조사 연구는 오늘날까지 커피 소비에 대한 Case로 쓰였던 옛 데이터들 기본으로 하는 한, 해석에 있어서 상당한 어려움을 직면하는 것이 계속될 것이다. 따라서 미래에 더 진전되고 자세한 조사가 기대된다. 아직 일부만 이해되고 있는 유기체 내에서 카페인의 시간 종속 작용(Time-dependent Action)과 종종 현저하게 다른 생리적 효과(가 일어나는) 과정 간의 관계의 진실에 대해서도 같이 되길 바란다. 카페인의 셀룰라 메커니즘에 대한 쓰고 있는 이 때엔 커피와 스트레스간의 가능성 있는 상호작용에 관한 것은 그것이 성격상 긍정적이든 부정적이든 간에 찾기 어려웠다.

 

 


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