영양성분이 같아도 달라지는 몸과 뇌의 반응, 초가공식품의 영향

버지니아텍(Translational Biology, Medicine, and Health 등) 소속 연구진은 영양 성분을 가깝게 맞춘 식사를 비교한 무작위 교차설계 연구에서 초가공식품(UPF) 섭취가 비초가공식품 섭취에 비해 더 큰 인슐린 반응과 다른 기질(연료) 분배를 초래한다고 밝혔다. 이 연구는 Nature Metabolism에 2026년 10월 5일 게재됐다.

연구진은 전체 등록자 57명 가운데 32명이 두 종류의 식사를 모두 소비한 대사 세션을 완료했고, 52명이 기능적 자기공명영상(fMRI) 세션을 완료한 참가자 집단을 분석했다. 대사 세션에서는 참가자들이 영양적으로 일치시킨 약 300 kcal의 UPF 또는 비UPF 식사를 무작위로 섭취하고, 50분 기준선 측정 뒤 3시간 동안 전실간접열량측정(whole-room indirect calorimetry)과 혈액 검사를 시행해 시간 경과별 대사와 혈중 지표를 비교했다.

핵심 결과는 세 가지로 요약된다. 첫째, 혈당의 전체 노출(곡선 아래 면적)은 두 조건에서 유사했지만, 혈당의 시간 경과 양상은 달라 비UPF에서 급격히 올랐다가 빨리 떨어진 반면 UPF에서는 후기(120~180분)까지 상대적으로 높은 상태가 유지되는 경향을 보였다. 둘째, 인슐린 곡선 아래 면적은 UPF 조건에서 유의하게 더 컸다. 셋째, 비록 칼로리와 다량영양소가 일치했음에도 불구하고 UPF는 식후 총대사율(AUC)을 더 크게 유지했고, 비UPF는 호흡교환율과 탄수화물 산화의 일시적 증가를 더 뚜렷하게 보였다. 즉, UPF는 식후 지방에서 탄수화물로의 전환을 완만하게 만드는 양상을 보였다.

뇌 영상과의 연관 분석에서는 대사 반응 차이와 음식 자극에 대한 뇌 반응이 연결됐다. 비UPF 대비 UPF에서의 최고 탄수화물 산화 차이(비UPF가 더 큰 경우)는 좌측 상측두회와 선행적으로 정해둔 줄무늬체(striatum)의 여러 영역(우측 꼬리핵·좌측 배측선조체) 반응과 연관을 보였고, 이는 음식-단서 반응과 대사 변화가 관련될 수 있음을 시사했다. 한편, 참가자들이 실제로 지불할 의사금액(가치 평정)은 두 조건에서 차이를 보이지 않았으나, 가치와 연관된 뇌 활동은 비UPF에서는 정(positive) 상관을, UPF에서는 부(negative) 상관을 보이는 영역들이 관찰됐다.

연구의 대상은 평균 나이 약 26세의 건강 체중 성인이고, 대사 세션의 주된 비교는 동일한 무게·열량·다량영양소·당화지수·식이섬유 등으로 엄밀히 매칭된 약 300 kcal 식사 간의 급성(3시간) 반응이었다. 따라서 이 결과는 짧은 시간 내에 영양 성분이 맞춰진 상태에서도 가공 수준이 대사 및 신경 반응에 영향을 줄 수 있다는 근거를 제공한다. 논문은 이러한 처리가 소장에서의 영양 노출을 바꿔 장-뇌 신호를 증폭시키고 음식의 평가와 소비학습에 기여할 가능성을 제시했다.

연구에 사용된 표본의 규모(대사 분석 n=32, fMRI n=52)와 모집단 특성은 본 논문에 명시된 사실이다. 본문에서 제시한 결과는 단기 실험 설정과 건강 체중 성인 집단을 대상으로 한 관찰에 기반한다는 점을 독자가 유의해야 한다. 논문은 식사 처리가 대사와 뇌 반응에 미치는 영향에 대한 잠재적 메커니즘을 제시했으나, 장기적 건강 결과나 다양한 환자군·임상 환경에서의 적용 가능성 판단을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.