인체의 뇌는 정보를 받아들이고 저장하며, 이를 바탕으로 판단과 결정을 내리는 복잡한 시스템을 갖고 있다. 이러한 두뇌 기능은 뇌 신경세포가 얼마나 원활하게 신호를 주고 받는지에 따라 달라진다. 외부에서 들어온 빛, 소리, 촉감 등의 모든 정보들은 뇌세포에 의해 전기신호로 바뀌고, 이 신호가 신경세포에 오가며 전달될 때 기억, 판단 등 정신활동이 만들어진다.
하지만 신경세포의 전기신호 전달은 저절로 유지되지 않는다. 외부정보를 전기신호로 바꾸고, 시냅스를 통해 다른 신경세포로 전달하는 과정에는 막대한 에너지인 ATP가 필요하다. ATP는 세포 속 에너지 생산기관인 미토콘드리아에서 만들어지는데, 나이가 들수록 뇌 속 미토콘드리아의 수와 기능은 급격히 감소하는 알려져 있다. 이로 인해 세포활동의 동력인 ATP가 줄어들면 전기신호 이동과 시냅스 연결이 약해지면서 기억력과 인지기능저하로 이어질 수 있다.
뇌는 체중의 약 2%에 불과하지만 전체 에너지의 약 20%를 사용할 만큼 에너지 소모가 크다. 외부신호가 전기신호로 바뀌는 과정에는 약 10만~100만개의 ATP가 필요하고, 한 신경세포 안에서 신호가 머리에서 꼬리까지 전달될 때에는 약 3억 8400만개의 ATP가 필요한 것으로 알려져 있다. 전기신호가 시냅스를 통해 다른 신경세포로 전달될 때에도 신호 1개당 약 16만개의 ATP가 쓰이는 것으로 보고된다.
이처럼 ATP 생산을 담당하는 미토콘드리아 기능이 두뇌건강 관리의 주요 관점으로 떠오르면서, 관련 원료에도 관심이 커지고 있다. 대표적인 성분이 PQQ다. PQQ는 피롤로퀴놀린퀴논 (Pyrroloquinoline quinone)의 약자로, 세포 내 에너지 생산을 담당하는 미토콘드리아 기능을 활성화해 ATP 생산 과정에 관여하는 성분으로 연구돼 왔다.
PQQ는 미토콘드리아 생성과 ATP 생산 과정, 신경세포 연결에 관여하는 성분이다. 미토콘드리아 생성을 조절하는 PGC-1α 유전자를 활성화시켜 미토콘드리아 생성을 돕고, 미토콘드리아가 ATP를 만드는 과정에도 영향을 미친다. 또한 신경세포가 다른 세포와 연결되는 통로인 신경돌기 형성에도 관여해, 뇌세포의 에너지 대사와 신호전달 환경을 함께 뒷받침할 수 있다.
PQQ의 효능은 국제학술지 Journal of Biological Chemistry에 게재된 세포 실험 논문을 통해 드러났다. 연구진이 세포에 PQQ를 투여한 결과, ATP 생성을 증가시키는 효소가 대조군 대비 30% 이상 활성화된 것으로 나타났다. 이는 PQQ가 미토콘드리아 수를 늘리는 데 그치지 않고, 기존 미토콘드리아의 기능을 개선해 에너지 생산 효율을 높이는데도 관여할 수 있음을 보여준다. 신경세포 연결과 관련한 연구 결과도 있다. 2022년 ‘Psychopharmacology’ 연구에서는 PQQ 처리군의 신경돌기 길이가 대조군보다 50% 길어지고, 신경돌기 수도 11% 증가했다.
국내에서도 PQQ를 건강기능식품 원료로 활용할 수 있는 기반이 마련됐다. 피롤로퀴놀린퀴논이나트륨염은 지난해 식품의약품안전처로부터 인지기능 관련 개별인정형 기능성 원료 인정을 획득했다. 해당 원료는 미생물의 발효 및 정제 과정을 통해 제조된 순도 98% 이상의 PQQ 원료로, 미국 FDA GRAS와 캐나다 NHP에 등재된 원료로 안전성도 입증했다.
실제 인체적용시험에서는 40~80세 성인 중 기억력 저하를 호소하는 대상자를 대상으로 12주간 섭취하게 한 결과, 섭취군은 대조군 대비 복합 기억력, 언어 기억력, 반응 시간, 복합주의집중력, 인지유연성, 집행기능 등 6개 인지지표에서 유의적인 개선을 보였다. 보호자 관찰평가인 DECO에서도 유의적인 점수 향상이 확인돼 객관적 검사와 주관적 지표 모두 긍정적인 변화가 나타났다는 설명이다.
따라서 나이가 들었다는 이유로 기억력과 인지기능 저하를 당연하게 받아들이는 것은 바람직하지 않다. 뇌 기능 변화는 서서히 진행되는 만큼, 신경세포의 신호전달과 이를 뒷받침하는 에너지 대사까지 함께 살피는 관리가 필요하다. 뇌영양제 등 두뇌건강 제품을 고를 때도 단순히 성분명이나 광고 문구만 볼 것이 아니라, 국내 식약처에서 두뇌건강 관련 기능성을 인정받은 원료인지, 함량과 인체적용시험 자료가 확인되는지 꼼꼼히 살펴봐야 한다.
