카페인이 인간 생체시계에 미치는 영향

제목	카페인이 인간 생체시계에 미치는 영향
추천 연구 논문	Effects of caffeine on the human circadian clock in vivo and in vitro Science translational medicine 7.305 (2015): 305ra146-305ra146 DOI: 10.1126/scitranslmed.aac512
선정 이유	카페인의 각성 촉진 및 수면 방해 효과는 잘 알려져 있지만, 카페인이 인간의 일주기 리듬에 영향을 미치는지 여부는 알려지지 않음. 위 연구에서는 저녁시간 카페인 섭취가 생체 내 멜라토닌 일주기 리듬을 지연시키고, 카페인을 만성적으로 투여하면 주로 adenosine receptor/cyclic adenosine monophosphate (AMP)–dependent mechanism 을 통해 분자 진동 주기가 길어진다는 것을 보여줌.
주요 내용	1. Caffeine delays circadian melatonin phase in humans 약 49일 동안 circadian phase-shifting실험을 실시. 다음과 같은4 가지 조건으로 대조 실험을 진행. 1. dim-light placebo (~1.9 lux, ~0.6 W/m2) 2. dim-light caffeine (2.9 mg/kg body mass, equivalent to 200 mg caffeine in a 69-kg person) 3. bright-light placebo (~3000 lux, equivalent to about one-third of the maximal light exposure provided by light therapy devices; ~7 W/m2) 4. bright-light caffeine 실험 결과, 취침 3시간 전에 더블 에스프레소 한 잔에 해당하는 카페인을 섭취하면 사람의 일주기 멜라토닌 리듬이 약 40분 정도 phase delay되는 것으로 나타남. 이 delay의 크기는 취침 시간에 3시간 동안 저녁시간 밝은 빛(~3000 lux, ~7W/m2)에 노출되었을 때 유도된 위상 지연 반응의 거의 절반에 해당하는 수준임. 2. Caffeine affects circadian timekeeping in human cells through an adenosine receptor–dependent mechanism Human osteosarcoma U2OS cells expressing clock gene luciferase reporters사용하여 실험한 결과, 카페인에 의해 일주기 주기가 dose-dependent 하게 길어지는 것을 발견함. 또한, 이 연구에서는 카페인이 cellular timekeeping에 영향을 미치는 원인이 ryanodine receptor or phosphodiesterase activity활성이 아닌 adenosine receptor signaling의 교란임을 확인함. Cyclic AMP 바이오센서를 사용하여 카페인이 Cyclic AMP 수치를 증가시키는 것을 보여줌. 이는 카페인이 cellular circadian clock의 핵심 구성 요소에 영향을 미친다는 것을 나타냄.
시사점	이 연구 결과는 카페인이 인간의 일주기 리듬에 영향을 미친다는 사실을 입증하며, 세계에서 가장 널리 소비되는 항정신성 약물이 인체 생리에 영향을 미치는 한 가지 방법을 보여줍니다.