진동으로 위장에 포만감을 주는 캡슐 디바이스

진동으로 위장에 포만감을 주는 캡슐 디바이스 - 테크튜브

특히 선진국에서 비만에 대한 걱정이 크다. 미국의 경우, 최근 들어 비만율이 심각해져 전체 인구의 42%가 비만이라고 한다. 비만에 대한 대처가 강하게 요구되고 있는 실정이다. 이런 가운데 최

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기자명 김영희 기자 / 입력 2024.01.01 13:01

진동을 통해 포만감을 주는 캡슐 디바이스. Image Credit : Shriya S. Srinivasan, MIT

특히 선진국에서 비만에 대한 걱정이 크다. 미국의 경우, 최근 들어 비만율이 심각해져 전체 인구의 42%가 비만이라고 한다. 비만에 대한 대처가 강하게 요구되고 있는 실정이다. 이런 가운데 최근 과도한 식욕을 억제할 수 있는 새로운 방법이 확인됐다는 소식이다.

과학매체 Live Science에 따르면, 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 기계공학과 슈리아 S. 스리니바산(Shria S. Srinivasan) 교수 연구팀은 진동을 통해 포만감을 주는 캡슐을 개발했다.

이 캡슐을 돼지에게 투여한 결과, 눈에 띄는 해를 입히지 않고도 음식 섭취량이 약 40%나 감소했다고 한다. 연구의 상세는 과학저널 ‘Science Advances’ 2023년 12월 22일자에 게재됐다.

다이어트 중에는 “채소를 많이 먹어라”, “식사 전에 물 한 잔을 마셔라” 등의 권고를 받는다. 이렇게 하면 포만감을 느낄 수 있고, 결과적으로 칼로리 섭취를 줄일 수 있기 때문이다.

포만감은 ‘위 팽창’, ‘혈당 상승’, ‘신경전달물질 균형’ 등의 요소에 의해 결정된다. 위가 부풀어 오르는 것과 관련해서는 다음과 같은 메커니즘으로 포만감을 느끼게 된다.

먼저 물이나 음식으로 위가 팽창하면 ‘기계수용기(mechanoreceptor)’라는 세포가 그 팽창을 감지해 뇌에 신호를 보낸다. 그 결과, 뇌는 인슐린을 비롯해 C-펩타이드, 펩타이드 YY, GLP-1과 같은 호르몬의 분비를 촉진한다.

이 모든 호르몬들은 서로 협력하여 포만감을 느끼게 하고, 동시에 공복감을 유발하는 호르몬인 그렐린의 농도를 낮춘다. 그래서 MIT 연구팀은 위 안쪽에 있는 기계수용기를 진동으로 자극해 ‘위가 늘어났다’는 착각을 불러일으켜 포만감을 느끼게 할 수 있지 않을까 생각했다.

실제로 과거 연구에서는 “근육을 진동시킴으로써 몸은 근섬유가 늘어났다고 착각한다”는 주장이 제기된 바 있다. 만약 이와 비슷한 현상을 위장 내부에서 재현할 수 있다면, 물이나 채소로 배를 채우지 않아도 포만감을 느낄 수 있을 것이다. 그래서 MIT 연구팀은 진동 캡슐을 이용한 실험에 나섰다.

이렇게 해서, 개발된 것은 종합비타민과 거의 같은 크기의 진동 캡슐이다. 캡슐 내부에는 소형 배터리와 진동 모터가 들어 있다. 외부는 젤라틴 같은 막으로 덮여 있는데, 이 막이 위액에 의해 녹으면서 진동 모터의 스위치가 켜지도록 돼 있다.

진동 캡슐이 위의 기계수용기를 자극해 포만감을 느끼게 해 준다. Image Credit : Shriya S. Srinivasan, MIT

캡슐은 위 안에서 약 30분 동안 진동이 지속되고, 최종적으로 배설된다. 만약 진동이 위장의 기계수용기에 ‘늘어져 있다’는 착각을 불러일으킨다면, 포만감을 느낄 수 있을 것이다.

MIT 연구팀은 이 효과와 안전성을 확인하기 위해 12마리의 돼지를 대상으로 실험을 진행했다. 실험에서 한 그룹에는 진동 캡슐을, 다른 그룹에는 아무런 효과가 없는 위약 캡슐을 투여했다.

2주간 총 108번의 식사와 돼지들의 음식 섭취량을 관찰했다. 그 결과, 먹이를 주기 약 20분 전에 캡슐을 진동시키면 캡슐을 작동시키지 않았을 때보다 먹이 섭취량이 평균 40%나 감소하는 것으로 나타났다. 또한 진동 캡슐을 투여한 그룹은 이 실험 기간 동안 체중 증가 속도가 느려졌다.

MIT 연구팀은 또 캡슐을 먹이기 전과 후에 돼지의 혈액 샘플을 채취한 결과, 진동 캡슐을 먹인 돼지는 배고픔 호르몬인 그렐린(ghrelin)의 농도가 낮다는 사실을 발견했다.

진동캡슐을 먹였을 때 돼지의 몸은 ‘배가 부풀어 올랐다’는 착각을 일으켜 충분한 양의 사료를 먹었을 때처럼 배고픔을 느끼지 못하는 것이다.

그렇다면 진동 캡슐의 안전성은 어떨까?

MIT 연구팀이 실험에 참여한 돼지의 위를 살펴본 결과, 긁힌 자국이나 자극, 염증 흔적이 발견되지 않아 위 내부에 해를 끼치지 않는 것으로 나타났다.

만약 이 포만감을 주는 진동 캡슐이 사람에게도 똑같이 작용한다면, 식욕을 조절해 비만에서 벗어나는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

물론 자신의 의지로 식욕을 조절하고 운동을 통해 체중을 감량할 수 있다면 가장 좋은 방법이 될 것이다. 하지만 현대에는 이런 방법으로 살을 뺄 수 없는 사람들이 약물을 사용하거나 위를 절제하는 등 과도한 비만에 대처하고 있다.

이러한 방법에 비해 진동캡슐을 삼켜서 배가 부른 것 같은 착각을 불러일으키는 방법이 더 안전하고, 부작용이 적고, 비용이 저렴할 수 있다.

물론 배고픔만이 사람을 유혹하는 것은 아니다. 스트레스 등으로 인해 과식하는 경우도 종종 있기 때문에 진동 캡슐이 인간에게 어느 정도 효과가 있는지는 실제로 실험해봐야 알 수 있다. 연구팀은 앞으로 임상실험을 시작하기 위해 필요한 단계를 밟아나갈 계획이다.

MIT 연구팀 실험에서 진동 캡슐을 투여한 돼지는 음식 섭취량이 40% 감소했다. Image Credit : Shriya S. Srinivasan, MIT

(참고 : news.mit.edu, livescience.com, science.org) | 김영희 기자 ksyhtech@naver.com