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녹차 효능의 핵심 성분으로 알려진 L-테아닌(L-theanine)이 신경세포 내 글루타티온(Glutathione, GSH) 농도를 증가시켜 신경세포 손상을 효과적으로 억제할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

 

신경세포 지키는 글루타티온

글루타티온은 체내 세포에서 자연적으로 만들어낼 수 있는 삼합체 아미노산이자 강력한 항산화제다. 세포 내에서 활성산소종(ROS)을 직접 중화시켜 세포 손상을 방지하는 역할을 하는데, 특히 신경세포에서의 역할이 두드러진다. 

또한, 신경세포의 독소와 중금속을 제거하는 해독 작용에도 중요한 역할을 한다. 즉, 글루타티온 농도가 높을수록 신경세포의 손상을 예방할 수 있고 생존율 또한 높아지기 때문에, 신경세포 손상이나 사멸로 인해 발생하는 알츠하이머, 파킨슨, 루게릭과 같은 신경퇴행성 질환을 예방하는 데도 기여할 수 있다.

글루타티온은 체내 세포가 자연스럽게 만들어내지만, 스트레스 등 환경적 요인으로 인해 자체적인 합성이 줄어들 수 있다. 이 때문에 브로콜리, 시금치, 아보카도, 마늘 등의 식품을 통해 글루타티온 전구체를 섭취함으로써 체내 생산을 촉진하거나, 보충제 또는 주사제를 통해 직접 공급하는 방법 등이 활용되고 있다.

 

녹차 효능, L-테아닌의 역할

한편, 글루타티온 농도를 높이는 방법으로 합성 증가 외에 감소 원인을 통제하는 방법도 있다. 대표적인 예가 바로 아미노산의 일종인 L-테아닌이다. 녹차 효능의 핵심 성분으로 거론되는 L-테아닌은 스트레스와 같은 환경 요인으로 인한 글루타티온 감소를 예방하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

한편, 브로콜리, 아보카도 등의 식품과 마찬가지로 L-테아닌은 글루타티온 합성 전구체로도 작용한다. L-테아닌은 L-글루탐산 (L-glutamate)의 유도체로, 글루타티온 합성의 전구체 역할을 하며, 산화 스트레스 환경에서 글루타티온 수준을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 글루타메이트 주요 수용체인 AMPA 수용체의 과활성 억제를 통해 신경 보호 효과를 나타낸다.

한림대학교 의과대학 생리학교실의 박민규 박사과정생은 연구를 통해 녹차에 함유된 L-테아닌이 이러한 작용을 한다는 사실을 밝혀냈다. 박민규 박사과정생은 L-테아닌이 신경세포 내 글루타티온 농도를 증가시키는 효과를 보여줌으로써, 외상성 뇌손상(Traumatic Brain Injury, TBI)으로 인한 신경세포 손상을 억제할 수 있다는 것까지 확인했다. 

박민규 박사과정생은 수중 미로(Morris water maze) 행동 실험 및 생화학적 분석을 통해 L-테아닌이 글루타티온 합성을 촉진함으로써 산화 스트레스로부터 신경세포를 보호하고, 인지 기능을 개선할 수 있다는 것을 확인했다.

 

외상성 손상 외에 질환에도 응용 가능

이번 연구는 L-테아닌이 아연 (Zn) 독성을 감소시켜 뇌 손상 억제에 기여할 수 있다는 새로운 사실을 규명한 것이다. 이번 연구를 이끈 서상원 교수는 “이 연구는 L-테아닌의 신경 보호 메커니즘을 밝혀낸 중요한 성과로 평가받고 있다.”며, “향후 외상성 뇌손상뿐만 아니라 뇌졸중, 뇌전증, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 다양한 신경계 질환의 예방 및 치료에 활용 가능성을 제시했다.”고 말했다.

해당 연구는 식물 기반의 의학 연구를 주로 다루는 국제학술지 <파이토메디신(Phytomedicine)> 4월호에 게재될 예정이다. 파이토메디신은 저널 인용 보고서(Journal Citation Reports, JCR)에서 상위 3.5%에 꼽히는 영향력 있는 학술지다. 

한편, 이번 연구는 2월 생물학연구정보센터(BRIC)의 “한빛사(한국을 빛낸 사람들)”에도 소개되어 연구 성과의 우수성을 인정받았다.

단백질은 우리 몸에서 아미노산 단위로 분해돼, 용도에 따라 재조합된다. 자연 상태의 아미노산은 수백 종이 존재하지만, 인체에서 재료로 사용되는 아미노산은 20종이다. 그 중 12종은 체내에서 자체 합성이 가능하지만, 8종의 아미노산은 자체 합성이 불가능해 음식을 통해 조달해야만 한다. 이들을 가리켜 ‘필수 아미노산’이라 한다.

보통 필수 아미노산은 동물성 단백질을 통해 섭취하는 것이 가장 효율적이라고 알려져 있다. 하지만 만약 정보가 거기에서 그쳤다면, 상당히 부실한 정보라 할 수 있다. 동물성 단백질이 필수 아미노산을 모두 함유하고 있다는 것은 단일 식품을 기준으로 한 것이다. 식물성 단백질 중에도 필수 아미노산을 모두 갖춘 경우가 있으며, 그 외의 식품도 서로 조합하기에 따라 필수 아미노산을 모두 보충할 수 있다.

무엇보다 잊지 말아야 할 것은, 앞서 말했듯 필수 아미노산이 8종이라는 부분이다. 음식 종류에 따라 필수 아미노산의 종류별 함량은 다르다. 당연히 각각의 기능도 다르기 때문에, 사실상 동물성 식물성을 가릴 것 없이 ‘조합’이 중요하다. 필수 아미노산의 종류와 역할을 알아보도록 한다.

 

‘근육’에 중요한, 리신과 류신

리신(Lysine)과 류신(Leucine)은 근육 성장과 회복에 매우 중요한 아미노산이다. 보통 리신이 메인을 담당하고, 류신이 그 기능을 지원하는 것으로 알려져 있다. 리신의 경우 칼슘 흡수를 돕고 면역을 지원하는 역할도 담당한다. 또한, 콜라겐 합성에도 관여해 피부, 뼈 건강에도 영향을 미친다.

류신은 에너지의 생산 및 근육 대사에 관여하는 아미노산이다. 리신이 근육 단백질 합성의 필수 요소라면, 류신은 그 합성 과정을 촉진하는 역할을 맡는다. 흔히 운동 수행 중 에너지 공급을 위해 단백질을 어느 정도 섭취할 것을 권장하기도 한다. 이때 운동 중 에너지원으로 사용되는 아미노산이 바로 류신이다.

한편, 다른 필수 아미노산 중에도 근육에 중요한 것들이 있다. 바로 발린(Valine)과 이소류신(Isoleucine)이다. 이들은 근육 대사에 중요한 역할을 하며, 에너지원으로도 사용되기 때문에 류신과 마찬가지로 운동 중 근육 회복을 지원하는 기능을 한다.

 

정신건강을 지키는, 트립토판

트립토판(Tryptophan)은 기분 조절을 담당하는 신경전달물질 세로토닌(serotonin)의 전구체다. 세로토닌은 하루의 시작과 함께 만들어지기 시작하며, 하루가 끝나감에 따라 멜라토닌(melatonin)으로 전환된다. 즉, 세로토닌이 충분히 만들어져야만 잠도 푹 잘 수 있다는 의미다.

이런 점에서 트립토판은 정신적인 건강을 위해 매우 중요한 아미노산이라 할 수 있다. 트립토판이 부족하면 불안이나 우울 증세가 쉽게 발생할 수 있으며, 수면에도 영향을 미치기 때문에 전반적인 건강에 영향을 미친다. 따라서 트립토판은 ‘정신건강을 지키기 위한 필수불가결한 아미노산’이라고 봐야 한다.

한편, 또 다른 필수 아미노산인 페닐알라닌(Phenylalanine) 역시 트립토판과 같은 맥락의 작용을 한다. 페닐알라닌은 세로토닌을 비롯해 도파민의 전구체로 작용한다. 기분 조절을 담당하는 세로토닌과 보상 및 만족감, 동기부여를 관장하는 도파민과 연결됨으로써 활발한 정신적 건강을 지원하는 역할이다.

 

대사 건강의 한 축, 메티오닌

정신건강 차원의 핵심이 트립토판이라면, 신체건강의 핵심에는 메티오닌(Methionine)이 있다. 메티오닌은 항산화 물질로 알려진 글루타티온(Glutathione, 보통 ‘글루타치온’이라고도 불림)의 전구체다. 글루타티온은 다양한 항산화제 중에서도 강력하기로 손에 꼽히는 물질이다. 항산화 기능과 함께 간의 해독 작용을 지원하는 성분으로도 알려져 있다. 또한, 지방 대사와 콜레스테롤 조절, 면역 반응 조절 기능도 한다.

이런 점에서 글루타티온의 합성을 돕는 메티오닌의 중요성이 부각된다. 체내에 글루타티온이 충분하지 않으면 지방 및 콜레스테롤 대사에 문제가 생기므로 고지혈증이나 고콜레스테롤혈증이 발생할 우려가 생긴다. 독성 물질 해독 능력도 부족할 수 있으므로 간 건강에도 악영향을 미친다. 이런 이유로 메티오닌은 중요성을 갖는다. 다른 중요한 역할도 가지고 있지만, 글루타티온이 체내에서 담당하는 기능이 워낙 중요한 관계로, ‘글루타티온의 전구체’라는 특성이 가장 부각된다. 사실상 원활한 대사의 한 축을 담당하고 있는 셈이다.

나머지 하나의 필수 아미노산인 히스티딘(Histidine) 또한 대사 과정에 중요한 역할을 하며, 면역 기능에도 관여한다. 

 

균형 잡힌 섭취가 중요

위와 같이 모두 8가지에 해당하는 필수 아미노산의 주요 역할을 알아보았다. 아미노산은 단백질을 구성하는 매우 기초적인 입자다. 우리는 쉽게 ‘단백질’이라고 표현하지만, 인간의 몸을 구성하는 단백질의 종류는 얼추 헤아려도 수만 가지에 달한다. 그 많은 단백질들이 위의 필수 아미노산을 비롯해 총 20종의 아미노산 조합으로 만들어지는 것이다. 

이는 즉, 위에 언급된 것 외에도 각각의 필수 아미노산들이 훨씬 다양한 역할을 수행한다는 것을 의미한다. 다만, 그 중에서 특히 관심이 모이는 중요한 역할들만 추리고 추려서 소개한 것일 뿐이다. 

따라서 가장 중요한 것은, 필수 아미노산의 종류가 다양하다는 것. 음식마다 어떤 것은 풍부하고 어떤 것은 부족할 수 있다는 것. 따라서 골고루 균형 있게 섭취하는 것이 핵심이라는 것이다. 언제나 그렇듯, 결론은 한없이 보편적이고 둥글다.