신장의 가장 중요한 기능은 혈액 내 물과 이온 농도의 항상성을 조절하는 것으로, 매일 180리터의 혈장이 신장에서 걸러진다. 이 가운데 99% 이상이 혈관으로 재흡수되고 1.5리터가 오줌으로 배출된다. 전체 혈장이 3리터이므로 하루에 60회나 순환하는 셈이다. 만일 재흡수가 일어나지 않는다면 혈장은 24분 만에 바닥이 날 것이다.

  신장에서 여과된 액의 재흡수에 중요한 역할을 하는 게 나트륨 이온(Na+)의 재흡수다. 즉 용질인 나트륨 이온이 신장의 세뇨관 상피세포를 통해 다시 세포외액으로 들어오면서 삼투압의 작용으로 물도 딸려 들어오는 것. 그런데 카페인은 나트륨 이온의 재흡수를 억제하기 때문에 결과적으로 물의 재흡수도 막게 되고 따라서 오줌의 양이 많아지면서 체액은 줄어들게 된다는 것. 실제로 커피를 안 먹던 사람이 커피를 마시거나 평소보다 과도하게 마실 경우 일시적으로 탈수 작용이 나타난다.

  이처럼 커피와 탈수의 관계가 인과적으로 명확해 보이는데 어떻게 커피가 탈수를 일으키지 않는다는 연구결과가 나오게 된 것일까. 사실 필자는 이번 논문의 결과 자체보다는 커피가 탈수를 일으킨다는 주장이 어떻게 시작됐는지가 더 궁금했다. 카페인의 이뇨 작용에 대한 첫 논문은 1928년으로 거슬러 올라간다. 당시 저자들은 카페인 섭취가 급성 이뇨를 일으키지만 규칙적으로 섭취할 경우 내성이 생겨 이뇨 효과가 없어진다고 보고했다. 그리고 카페인 섭취를 끊고 4일이 지나면 내성도 사라진다고 보고했다. 그 뒤 10여 건의 관련 연구가 보고됐지만 결과는 비슷했다. 흥미로운 건 실제 커피의 이뇨 작용에 대한 논문은 두 건 밖에 없었고 대부분은 카페인 정이나 캡슐을 복용했을 때 결과를 분석한 것이다.

  1997년 발표된 논문은 5일간 커피를 마시지 않은 피험자에게 커피 6잔(카페인 624밀리그램)을 마시게 한 뒤 24시간 동안 오줌량과 몸의 수분량 변화를 측정한 결과 오줌량이 41% 늘었고 수분량이 2.7% 줄었다는 내용이다. 커피가 탈수를 일으킴을 ‘입증’한 결과다. 2000년 발표된 논문은 하루 두 잔 커피를 마신 피험자와 물을 마신 피험자를 비교했을 때 차이가 없었다는 내용이지만 데이터가 좀 부실했다.

  영국 버밍엄대의 연구자들은 커피와 체내 수분 유지의 관계에 대한 대중의 관심이 높음에도 이처럼 실제 연구된 사례가 거의 없다는 뜻밖의 사실에 놀라 하루 두 세 잔의 커피 섭취가 탈수를 정말 일으키는가에 대한 정밀한 실험을 진행했다. 연구자들은 평소 하루에 커피 3~6잔을 마시는 비흡연자 남성(여성은 생리주기가 미치는 영향 때문에 배제) 52명을 대상으로 정교한 실험에 들어갔다. 즉 두 차례에 걸쳐 한 번은 3일 동안 하루에 몸무게 1킬로그램당 카페인 4밀리그램의 커피(아메리카노 두 세 잔 분량)를 네 차례에 나눠 각각 200밀리리터의 물에 타 마시게 했다. 비교 실험으로는 역시 3일 동안 커피 대신 물을 마시게 했다. 이 차이를 제외한 다른 영양분의 섭취량은 같게 유지했다.

  오줌량이나 몸의 수분량 변화 등 거의 모든 지표에서 두 실험의 차이는 없었다. 즉 하루 두 세 잔의 커피는 우리 몸의 수분 밸런스 유지에 아무런 영향을 미치지 않았던 것. 다만 오줌에 포함된 나트륨 이온의 양은 커피를 마셨을 때가 10% 정도 더 높았다. 그럼에도 배출된 오줌의 양에는 영향을 주지 못했다. 인체의 수분 밸런스는 다양한 메커니즘을 통해 유지되므로 이 정도는 다른 쪽에서 충분히 상쇄할 수 있었기 때문으로 보인다.  

  참고로 어떤 의사는 커피 한 잔을 마시면 물 두 잔을 마셔 수분을 보충해야 한다고 조언하기도 한다(그렇다면 에스프레소를 마실 경우 물 세잔을 들이켜야 할까?). 설사 며칠 만에 커피를 마셨거나 너무 많이 마셔 이뇨 효과가 나타나는 경우라 하더라도 이 조언은 별로 도움이 안 된다. 어차피 체내에 카페인이 있을 동안에는 이뇨 작용이 일어나므로 괜히 화장실만 자주 들락거리게 될 것이 때문이다. 카페인의 반감기가 5시간 내외이므로 그냥 기다리는 게 현명할 것이다. 물론 목이 마르면 물을 마셔야겠지만.

강석기 과학칼럼니스트 [email protected]