무설탕의 청량음료 등에 널리 사용되는 수크랄로스를 섭취하면, 단 것을 섭취했는데도 칼로리를 얻지 못한 뇌가 혼란스러워지고, 이로 인해 식욕이나 단 것에 대한 욕구를 조절하는 뇌의 기능이 변화해 버릴 가능성이 있다는 것이 실험으로 밝혀졌다.
남가주대 연구팀은, 2025년 3월 26일 학술지 Nature Metabolism에 게재된 논문 연구에서, 피험자에게 일반 설탕과 수크랄로스를 섭취하게 한 후, 뇌의 기능을 스캔하는 실험을 진행.
참가자는, 성별과 체중(건강체중, 살찜, 비만)이 균등하도록 선정된 18세부터 35세까지의 젊은 성인 75명으로, 3차례 실험에서 설탕(쇼당)이 들어간 음료나 수크랄로스가 든 음료 또는 물을 300ml 마셨고, 3종류의 음료를 마시는 순서는 랜덤으로, 달콤한 음료는 체리 풍미로 맛을 내어 설탕인지 수크랄로스인지 알 수 없게 되어 있었다.
연구팀이, 음료 섭취 전과 후에 진행된 혈액검사와 공복도 설문 결과를 비교했더니, 예상대로 설탕을 섭취하면 혈당이 상승하고 동시에 인슐린이나 글루카곤 유사 펩타이드1(GLP-1) 등 혈당을 조정하는 호르몬도 증가해 공복도는 억제됐다. 반면에, 수크랄로스에서는 혈당도 호르몬도 변하지 않고 또 설탕을 섭취한 경우에 비해서 공복감은 커졌다.
이 결과에 대해, 연구팀은 "몸은 혈당치를 조절하는 호르몬을 사용해, 칼로리를 섭취한 것을 뇌에 전해, 공복감을 경감합니다. 그러나 수크랄로스에는 그런 효과가 없었고, 또 수크랄로스와 설탕에 대한 호르몬 반응의 차이는 비만 피험자에게서 특히 두드러졌다"고 말하고 있다.
게다가, 뇌의 fMRI 스캔을 통해, 수크랄로스를 섭취하면 식욕 조절 등을 돕는 시상하부 활동이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 연구팀에 의하면, 이것은 수크랄로스가 섭식 행동이나 욕구에 영향을 줄 가능성을 시사하고 있다고 한다. 대조적으로 설탕이 든 음료를 마시면 시상하부로 가는 혈류는 감소했다는 것.
결과를 대략적으로 정리하면 아래와 같은데, 특히 비만인 사람이 수크랄로스를 섭취하면, 시상하부의 활동이 현저히 증가한 것 외에, 설탕과 비교했을 때 공복도의 차이도 컸다고 한다. 또한 여성은 남성보다 수크랄로스에 의한 뇌 활동의 변화가 컸던 것으로 보고되었다.
수크랄로스는 쇼당의 600배의 단맛인데도 불구하고 칼로리는 제로이며, 따라서 미각에서 감지한 섭취 칼로리와 실제로 얻은 칼로리 사이에 큰 차이가 발생하여, 그것이 단 것에 대한 욕구를 일으킬 수 있다고 연구팀은 생각하고 있다.
연구팀은 「달콤함을 느낀 몸이 칼로리를 기대했는데, 기대했던 칼로리를 섭취하지 못했을 경우, 뇌가 단 것을 원하게 되는 구조가 시간이 지남에 따라 변화해 버릴 우려가 있습니다」라고 말한다.
이 변화는, 특히 뇌가 발달하는 과정에 있는 아이에게 중요하며, 따라서 연구팀은 제로 칼로리의 감미료가 어린이나 젊은이의 뇌에 어떤 영향을 미치고 있는지를 조사하는 연구를 진행하고 있다고 한다.