HCA는 Garcinia combogia 라는 열대 과일의 껍질에서 추출되는 생성분으로서, 인도 등의 열대 아시아 지역에서 신맛을 내는 양념이나 소화에 오랜기간 사용되어왔으며, 다른 신맛을 내는 과일에 주로 들어있는 citric acid(구연산)과는 달리 Garcinia combogia에만 드물게 존재 합니다. HCA의 체내 기능은 1980년대 이후 제약업체에서 연구되기 시작하였으며, cytosol 내에서 citrate 를 oxaloacetate와 acetyl coenzyme A로 분해하는 효소인 ATP-citrate lyase의 경쟁적 저해제로 작용함으로써, acetyl CoA pool 이 작아지면서 지질 생합성을 감소시키며, 지질산화를 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. HCA 보충에 의한 지질 생합성의 저해효과는 1985년 소와 쥐의 피하조직에서의 invitro실험에서 HCA 가 젖산으로부터의 지방합성을 감소시킨다는 연구 발표 이후, 여러 동물 실험에서 입증되고 있습니다.
쥐에게 8주 동안 HCA를 20mg 보충 섭취시켰을 때, 식이섭취량과 체중이 유의적으로 감소하였으며, 지방산 합성이 저하되고 지방세포의 크기와 수가 감소되었으며, 또한 생쥐에게 하루 10mg의 HCA를 보충하였을 때, 휴식기간 뿐만 아니라 운동하는 동안에도 탄수화물 이용이 감소하고 지질 산화 증가됨이 관찰되었습니다. 또한 쥐에게 3%(w/w) HCA 을 10일간 보충하였을 때, 식이섭취량이 감소하고, 에너지 소모량이 증가되었으며, 체중 감소 후 재증가가 억제되어 지질생합성을 방해하는 효과가 있었습니다.
McCarty에 의하면 성장기 쥐에서 HCA와 carnitine을 동시에 보충시켰을 때 간의 지질산화, 글리코겐 생합성 및 포만감이 증가하였으며, 열발생이 증가함을 관찰하였습니다. 따라서 HCA와 carnitine의 상승효과는 체중관리에 임상적으로 활용할 수 있으며, 수용성 섬유소 보충과 함께 사용하여 시상하부와 위관에서 공복감 조절이 가능할 수 있으리라 봅니다.
HCA의 비만 개선 효과는 지질산화 증가에 의한 열발생과 글리코겐 생합성 증가에 의한 식욕 감에 의한 것으로 알려져 있습니다. HCA는 짝풀린(uncoupled) 지방산화기전에 의해 갈생지방세포처럼 열발생을 증가시킵니다. 한편 간의 글리코겐량은 식욕조절에 관여합니다. 간의 글리코겐 생합성이 증가되거나, 글리코겐 저장량이 증가하면 포만감을 느끼게 됩니다. 간의 지질산화는 글리코겐 생합성을 유도하며, 간에서의 지질산화과정의 속도결정단계효소인 carnitine acyltransferase I 는 malonyl CoA에 의해 방해받는데, HCA가 citrate lyase 작용을 방해하여 malonyl CoA 가 감소되므로, 이이 따라 지질산화가 증가하게 됩니다. 따라서 HCA는 지질산화를 증가시키고, 글리코겐 생합성을 증가시키며, 이에따라 식욕을 감퇴시켜 음식 섭취를 줄이고, 체지방축적을 감소시킵니다.
이상의 동물실험에서는 HCA에 의한 섭취량 감소, 열발생 증가 및 체지방감소가 관찰되었으나, 인체실험 결과는 일치하지 않습니다.
한국인 비만 여성을 대상으로 연구한 결과, HCA에 의해 체중 및 체지방이 유의적으로 감소하였습니다. 그러나 많은 연구에서 HCA의 비만 개선 효과를 입증하지 못하였습니다.
비만한 성인 남자에게 2주간 500mg HCA 보충섭취시킨 결과, 식사에 의한 포만감이나 지방산화, 24시간 에너지 소모량 및 체중감소 정도가 대조군과 차이 없음이 관찰되어 비만개선에 대한 효과가 없었습니다.
또한 Garcinia cambogia형태로 경도 비만 자에게 하루에 두 번씩 총 2.4g을 보충한 경우에도(1.2g HCA), 식욕감소나 식사섭취량 감소 효과가 없었으며, 체중 감소도 대조군과 차이가 없었습니다. 따라서 HCA는 사람에서는 포만감을 증가시키지는 않았습니다.
그 외에도 하루에 HCA 3g 씩 보충하였을 때, 에너지 소모량 증가하지 않았으며, 호흡상수도 낮아지지 않았고, 지질산화에 관련된 기질이 증가되지 않았고, 간에서의 포도당 합성이 증가하지 않았으며, 지질산화 산물인 케톤체가 증가하지 않았다고 하며, 그 외에 인체 대상의 연구에서도 따라서 HCA가 지질산화를 증가시킨다는 증거를 지지하지 못하였습니다.
이상과 같이 HCA의 비만 개선 효과는 동물 모델에서는 일관성 있는 결과가 제시되었으나, 인체에 대한 효과는 상반된 결과가 보고되고 있습니다. 현재 미국, 일본 등 여러나라에서 다이어트 식품으로 판매되고 있으며, 인스턴트 음료용 분말, 스낵, 차, 제제 등 다양한 제품에 첨가하여 사용되고 있습니다.
수원대학교 식품영양학과 임경숙 교수
[출처:비만치료에 사용되는 천연 기능성식품 소재]
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여기서부터는 키토산
| 키토산은 새우, 게 등의 갑각류와 곤충등에서 단백질과 복합체를 이루어 생물체의 골력과 외피를 생성하는 성분인 키틴(chitin, homopolymer of N-acetylglucosamine)이 탈아세트화 한 glucosamine의 polymer물질이며, 자연계에서 대표적인 양이온성 다당류로서, 섬유소 다음으로 풍부한 생물자원이라고 합니다. 키틴은 분자량 100만 이상의 탄수화물 유도체로서 불용성이어서 활용도가 낮은데 반해, 키토산은 유리 아민기를 가지고 있어 약산수용액에 용해되기 때문에 여러 용도로 사용되고 있으며, 등이 보고되고 있습니다. 비만관련 연구로는 쥐에게 키토산을 보충한 경우에 혈중 콜스롤 수치를 낮추고, 콜스롤과 지질의 흡수를 방해하여 배설율이 증가하고, 담즙 배설이 증가하며, 고지방식이에 의한 지간 발생 및 체중증가를 억제함으로써 효과가 있음이 보고되고 있습니다. 키토산을 투입할 때 지질 흡수율은 약 25%수준으로 낮아진다고 하며, 단백질이나 탄수화물 소화율은 변화없었습니다. 또한 키토산을 보충한 쥐는 콜스롤을 과량 투여해도 간능의 항산성이 정상으로 유지되었습니다. 키토산의 보충 비율은 먹이의 5~10%수준이었으며, 10% 정도로 과량 보충하였을 때에는 성장이 둔화되었습니다.
키토산에 의한 콜스롤과 지질의 흡수 방해는 양전하를 띄는 키토산이 약한 음이온교환수지로 작용함으로써, 콜스롤 및 지질과의 흡착에 의한 것으로 보고되고 있습니다. 즉,키틴-키토산은 lecithin으로 유화된 중성지방의 가수분해는 방해한 반면, 산성 중합체인 gum arabic이나 중성 중합체인 Triton X-100에 의해 유화된 중성지방의 가수분해는 방해하지 않아, 키틴-키토산의 지질소화효소인 lipase에 대한 방해작용은 lipase와의 상호반응 때문이 아니라, 담즙과의 흡착에 의한 미셀형성에 의한 것으로 보고되고 있습니다. 상업적 음이온교환수지인 cholestyramine의 경우에도 콜스롤 흡수를 감소시키고, 담즙배설을 증가시켜 콜스롤로 사용되고 있습니다. 담즙 배설이 증가되면 bile acid pool을 유지하기 위해 혈이나 간의 콜스롤이 사용되므로 혈 콜레롤 낮아지며, 콜스롤 흡수가 적어집니다.
키토산만을 보충할 때보다는 키토산과 비타민 C를 함께 보충한 경우에 지질 배설량이 1.5배 증가하였으며, 이는 비타민 C투여에 의하여 소의 산성조건 유지가 키토산의 지질 흡착능력을 증가시키는 것으로 보입니다. 즉, 산성조건의 위에서 키토산이 용해되어 계면활성제처럼 지방구의 표면을 둘러 싸고 있다가, 소로 이동하면 즉시 불용성의 젤 형태가 되어 소화효소의 작용을 받지 않는 것으로 설명되고 있습니다. 일부 연구에서 키토산에 의한 내부 점도가 상승한다고 하나, 다른 연구에서는 키토산에 의해 장내용물의 점도가 증가하지는 않았다는 보고도 있습니다.
사람에 대한 연구에서는 키토산에 비타민 C를 첨가하여 제품화한 Liposorb보충군, 키토산군 및 위약군으로 나누어 비만환자에게 6주동안 보충시킨 결과, Liposorb군과 키토산 보충군의 체중, 체지방, 허리둔부비가 감소하였고, 혈 콜스롤 및 지질이 감소하였으며, 지질 배설량이 증가하였습니다. 특히 키토산 만을 보충한 군보다 키토산과 비타민 C가 함께 들어있는 Liposorb 보충군의 체중 감소량이 더욱 많았습니다. 그 외에도 키토산에 의한 예방 효과가 관찰되었습니다.
이상의 결과와는 반대로 비만인 대상으로 평소의 식사형태를 유지하면서 캡슐형태의 키토산을 4주 동안 보충시킨 연구에서는 대상자의 체질량지수, 혈지질, 콜스롤, 지용성비타민 함량의 변화가 없었으며, 부작용도 관찰되지 않았습니다. 또한 비만하지 않은 건강한 성인에게 하루에 2500kcal의 표준식사를 제공하면서 890mg의 키토산을 하루 3회 일주일간 보충하였을 때, 지질의 배설량이 증가하지 않았다고 합니다. 그외에도 식사조절을 하지 않은 상태에서는 키토산에 의한 체중 및 체지방조성의 변화가 나타나지 않았다고 합니다.
따라서 인체에 대한 키토산의 개선효과는 일관성 있는 연구결과가 부족한 실정입니다. 그럼에도 불구하고 키토산은 현재 환의 개선에 활용되고 있습니다. 키토산의 체내 기능은 양전하를 띠는 키토산이 음전하를 띠는 지질에 흡착하여 미셀을 형성하여 소화효소의 작용을 받지 못하며, 담즙도 흡착에 의하여 배설이 증가함으로써 체내 콜스롤 pool 이 감소하는 것으로 요약되며, 이에 따라 혈 지질개선도 함께 일어나는 것으로 볼 수 있습니다.
수원대학교 식품영양학과 임경숙 교수
[출처:비만치료에 사용되는 천연 기능성식품 소재]
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