공복 시 당 섭취 욕구가 생기는 대사적 이유

공복 상태가 지속되면 단 음식을 찾게 되는 욕구가 생기는 경우가 많습니다.

이러한 현상은 체내 에너지 상태를 감지하고 조절하는 복잡한 생리학적 메커니즘과 관련이 있습니다.

혈당이 낮아지면 뇌와 신체는 빠른 에너지원을 필요로 하며, 당류는 가장 신속하게 흡수되는 에너지원입니다.

생리학 연구에 따르면, 공복 시 당 섭취 욕구는 혈당 조절 호르몬, 식욕 조절 호르몬, 뇌의 보상 회로, 신경전달물질 등이 복합적으로 작용하는 결과입니다.

이러한 시스템은 생존을 위한 진화적 메커니즘으로, 에너지 부족 상태에서 신속한 에너지 공급을 유도합니다.

이 글에서는 공복 시 혈당 변화, 호르몬 반응, 뇌의 에너지 대사, 식욕 조절 메커니즘, 신경전달물질의 역할, 그리고 개인차를 유발하는 요인을 정리했습니다.

---

혈당과 에너지 항상성

혈당의 정상 범위

혈당은 혈액 내 포도당 농도를 의미하며, 체내에서 엄격하게 조절됩니다.

정상 혈당 수치

• 공복 혈당: 70-100 mg/dL
• 식후 2시간: 70-120 mg/dL
• 저혈당: 70 mg/dL 미만
• 고혈당: 126 mg/dL 이상 (공복 기준)

항상성 유지

• 간: 포도당 방출 또는 저장
• 췌장: 인슐린 또는 글루카곤 분비
• 근육과 지방: 포도당 흡수 또는 방출

공복 시 혈당 변화

식사 후 시간 경과에 따른 변화

0-2시간 (식후 초기):

• 혈당: 상승 상태
• 인슐린: 높음
• 글루카곤: 억제
• 에너지원: 식사 유래 포도당

2-4시간:

• 혈당: 점진적 하강
• 인슐린: 감소 시작
• 글루카곤: 증가 시작
• 에너지원: 간 글리코겐 분해 시작

4-8시간:

• 혈당: 공복 수준으로 하강
• 인슐린: 낮음
• 글루카곤: 증가
• 에너지원: 간 글리코겐 주로 사용

8시간 이상:

• 혈당: 유지 (70-90 mg/dL)
• 인슐린: 최저
• 글루카곤: 높음
• 에너지원: 간 당신생, 케톤체 생성 시작

---

혈당 조절 호르몬

인슐린

역할

• 혈당을 낮추는 호르몬
• 췌장 베타 세포에서 분비

작용

• 세포의 포도당 흡수 촉진
• 간 글리코겐 합성 촉진
• 지방 합성 촉진
• 단백질 합성 촉진

공복 시 변화

• 혈당 하강에 따라 분비 감소
• 낮은 인슐린 → 에너지 저장 중단
• 에너지 방출 모드로 전환

글루카곤

역할

• 혈당을 높이는 호르몬
• 췌장 알파 세포에서 분비

작용

• 간 글리코겐 분해 촉진
• 간에서 포도당 방출
• 당신생 촉진 (아미노산 → 포도당)
• 지방 분해 촉진

공복 시 변화

• 혈당 하강 감지 시 분비 증가
• 간 글리코겐 동원
• 혈당 유지 시도

코르티솔

역할

• 스트레스 호르몬이자 혈당 조절 호르몬
• 부신피질에서 분비

작용

• 당신생 촉진
• 단백질 분해 촉진
• 인슐린 저항성 증가
• 혈당 상승

공복 시 변화

• 장시간 공복 시 상승
• 에너지 확보 위한 대사 조정

---

뇌의 에너지 대사

뇌의 포도당 의존성

뇌의 에너지 소비

• 전체 기초대사량의 약 20%
• 하루 약 120g의 포도당 필요
• 체중의 2%이지만 에너지는 20% 소비

포도당 선호 이유

• 뇌는 혈뇌장벽으로 보호됨
• 포도당은 쉽게 통과
• 지방산은 직접 사용 불가
• 케톤체는 적응 기간 필요

저혈당과 뇌 기능

혈당 수준별 뇌 기능

정상 혈당 (70-100 mg/dL):

• 최적 인지 기능
• 정상 집중력
• 안정적 에너지 공급

경미한 저혈당 (60-70 mg/dL):

• 집중력 저하 시작
• 피로감
• 짜증, 불안감 증가
• 단 것 욕구 증가

저혈당 (50-60 mg/dL):

• 현저한 집중력 저하
• 떨림, 발한
• 강한 배고픔
• 급격한 당 섭취 욕구

뇌의 신호 전달

• 시상하부가 혈당 수준 감지
• 에너지 부족 신호 발생
• 식욕 중추 활성화
• 당류 선호 증가

---

식욕 조절 호르몬

그렐린

정의

• "배고픔 호르몬"
• 위에서 주로 분비

작용

• 식욕 증가
• 시상하부의 신경펩타이드Y(NPY) 자극
• 성장호르몬 분비 촉진

공복 시 변화

• 식사 전 분비 증가
• 공복 시간에 비례하여 상승
• 피크: 식사 직전
• 식사 후 급격히 감소

당 섭취 욕구와의 관계

• 그렐린 증가 → 식욕 증가
• 빠른 에너지 선호
• 고칼로리 음식 선호 증가

렙틴

정의

• "포만 호르몬"
• 지방세포에서 분비

작용

• 식욕 억제
• 에너지 소비 증가
• 시상하부 작용

공복 시 변화

• 장시간 공복 시 감소
• 지방 저장량에 비례
• 낮은 렙틴 → 식욕 증가

신경펩타이드Y (NPY)

정의

• 시상하부에서 생성되는 신경전달물질
• 강력한 식욕 촉진 물질

작용

• 식욕 증가
• 에너지 저장 촉진
• 탄수화물 섭취 선호 증가

공복 시 변화

• 저혈당, 저에너지 상태에서 증가
• 그렐린이 NPY 분비 촉진
• 당류 섭취 욕구 증가

---

뇌의 보상 회로

도파민 시스템

도파민의 역할

• 보상 및 동기부여 신호
• 쾌감 경로 활성화
• 학습과 기억

당류와 도파민

• 당류 섭취 시 도파민 분비
• 쾌감 경험
• 보상 회로 강화

공복 시 도파민 반응

• 에너지 부족 상태에서 당류에 대한 민감도 증가
• 도파민 수용체 활성 변화
• 당류에 대한 보상 기대 증가

측좌핵과 편도체

측좌핵

• 보상 처리 중추
• 도파민 수용체 밀집
• 식욕과 동기 조절

편도체

• 감정 처리
• 음식 가치 평가
• 공복 시 음식에 대한 정서적 반응 증가

---

간 글리코겐과 당신생

간 글리코겐

글리코겐 저장

• 간: 약 100g
• 근육: 약 400g (국소 사용)
• 총 약 500g (약 2,000kcal)

글리코겐 고갈 과정

0-4시간 (식후):

• 글리코겐 충분
• 혈당 안정

4-12시간:

• 글리코겐 점진적 감소
• 혈당 유지를 위해 지속 분해

12-24시간:

• 글리코겐 대부분 고갈
• 당신생 의존도 증가

글리코겐 고갈과 당 욕구

• 간 글리코겐 감소 → 혈당 유지 어려움
• 신속한 글리코겐 재충전 욕구
• 당류가 가장 빠른 글리코겐 합성 원료

당신생

정의

• 비탄수화물 전구체에서 포도당 생성
• 주로 간에서 진행

전구체

• 아미노산 (단백질 분해)
• 젖산
• 글리세롤 (지방 분해)

시간과 비율

• 공복 8-12시간: 당신생 시작
• 공복 24시간: 당신생이 주 혈당 공급원
• 효율: 글리코겐보다 느림

당신생의 한계

• 에너지 소모가 큼
• 속도가 느림
• 단백질 분해 필요 (근육 손실 가능)
• 빠른 포도당 공급 불가능

---

케톤체 대사

케톤체 생성

조건

• 장시간 공복 (12시간 이상)
• 글리코겐 고갈
• 저탄수화물 상태

과정

• 지방 분해 증가
• 간에서 지방산을 케톤체로 전환
• 아세토아세트산, 베타-하이드록시부티르산

뇌의 케톤체 사용

• 적응 기간: 3-7일
• 완전 적응 후 뇌 에너지의 60-70% 충당 가능
• 포도당 의존도 감소

적응 전 당 욕구

초기 공복 상태

• 케톤체 생성 부족
• 뇌는 여전히 포도당 의존
• 당신생만으로 부족
• 강한 당 섭취 욕구

적응 후

• 케톤체 사용 증가
• 포도당 요구량 감소
• 당 욕구 상대적 감소 가능

---

신경전달물질의 변화

세로토닌

역할

• 기분 조절
• 식욕 조절
• 충동 조절

탄수화물과 세로토닌

• 탄수화물 섭취 → 인슐린 분비
• 트립토판의 뇌 유입 증가
• 세로토닌 합성 증가

공복 시 변화

• 세로토닌 수준 감소 가능
• 기분 저하
• 탄수화물에 대한 욕구 증가 (세로토닌 보충 시도)

노르에피네프린

역할

• 각성과 주의력
• 스트레스 반응

공복 시 변화

• 저혈당 시 분비 증가
• 간 글리코겐 분해 촉진
• 각성 상태 유지
• 에너지 확보 행동 촉진

---

진화적 관점

생존 메커니즘

과거 환경

• 음식 불규칙 공급
• 당류는 희귀하고 귀중한 자원
• 빠른 에너지 공급원

당류 선호의 진화

• 고칼로리 음식 선호 유리
• 생존과 번식 확률 증가
• 유전적으로 고정

현대 환경과의 불일치

• 당류 과잉 공급
• 진화적 선호는 유지
• 대사적 부담 증가 가능

---

개인차 요인

생리적 요인

인슐린 감수성

• 높음: 안정적인 혈당 조절, 당 욕구 적음
• 낮음: 혈당 변동 크고, 당 욕구 증가 가능

간 글리코겐 저장 능력

• 개인마다 저장량 차이 (80-150g)
• 적을수록 빠른 고갈

기초 대사율

• 높음: 빠른 에너지 소비, 빈번한 배고픔
• 낮음: 느린 소비, 배고픔 주기 긴 편

호르몬 반응

• 그렐린 분비 패턴 개인차
• 렙틴 감수성 차이
• 코르티솔 반응 차이

생활습관 요인

식사 패턴

• 규칙적: 안정적인 혈당, 예측 가능한 배고픔
• 불규칙적: 혈당 변동, 불규칙한 당 욕구

식사 구성

• 고탄수화물: 빠른 혈당 변동, 반복적 당 욕구
• 균형 잡힌 식사: 안정적 혈당, 당 욕구 감소

수면

• 수면 부족: 그렐린 증가, 렙틴 감소, 당 욕구 증가
• 충분한 수면: 호르몬 균형 유지

스트레스

• 높은 스트레스: 코르티솔 증가, 당 섭취 욕구 증가
• 낮은 스트레스: 안정적인 호르몬 상태

---

대사 상태별 반응

정상 대사 상태

특징

• 인슐린 감수성 정상
• 안정적인 혈당 조절
• 규칙적인 식사 패턴

공복 반응

• 4-6시간 후 적당한 배고픔
• 당 욕구 있지만 조절 가능
• 다양한 음식 수용

대사 변화 상태

특징

• 인슐린 저항성 증가 가능
• 혈당 조절 어려움
• 불규칙한 식사

공복 반응

• 2-3시간 후 강한 배고픔
• 급격한 당 욕구
• 당류 선호 증가

---

정리

공복 시 당 섭취 욕구는 혈당 하강, 간 글리코겐 고갈, 뇌의 에너지 요구, 호르몬 변화 등이 복합적으로 작용하는 생리학적 현상입니다. 혈당이 낮아지면 글루카곤과 코르티솔이 증가하고, 그렐린이 분비되며, NPY가 활성화되어 식욕을 증가시킵니다.

뇌는 전체 에너지의 20%를 소비하며 주로 포도당을 사용하기 때문에, 혈당이 낮아지면 신속한 에너지 공급을 위해 당류에 대한 선호가 증가합니다. 간 글리코겐이 고갈되면 당신생으로 전환되지만 속도가 느리며, 케톤체 대사로의 전환도 시간이 필요하여 초기 공복 상태에서는 당류에 대한 욕구가 강하게 나타날 수 있습니다.

이러한 반응은 개인의 인슐린 감수성, 대사율, 식사 패턴, 수면 상태, 스트레스 수준 등에 따라 차이를 보입니다. 생리학적 메커니즘은 생존을 위한 진화적 적응이며, 개인마다 다른 양상으로 나타납니다.

---

📚 참고 자료

• Guyton AC, Hall JE, "Textbook of Medical Physiology", 13th Edition, 2015
• Berthoud HR, "The neurobiology of food intake in an obesogenic environment", Proc Nutr Soc, 2012
• Guyenet SJ, Schwartz MW, "Clinical review: Regulation of food intake, energy balance, and body fat mass", J Clin Endocrinol Metab, 2012
• Cummings DE, Overduin J, "Gastrointestinal regulation of food intake", J Clin Invest, 2007
• Lennerz BS, et al., "Effects of dietary glycemic index on brain regions related to reward", Am J Clin Nutr, 2013
• Milaneschi Y, et al., "Leptin, ghrelin, and the metabolic syndrome", Psychoneuroendocrinology, 2014

---