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다양한 건강기능식품과 관련한 기능성 원료가 많이 존재합니다. 하지만 먹는 것만큼 중요한 것이 체내에 얼마나 흡수가 잘 되는지입니다. 식품의약품안전처에서 칼슘흡수 촉진에 도움을 줄 수 있는 것으로 기능성을 인정한 폴리감마 글루캄산에 대해 알아보고 효과 기전과 실제 임상에 어떻게 응용해서 먹어야 하는지 살펴보겠습니다.
폴리감마글루탐산과 칼슘
폴리감마글루탐산(PGA)이란?
폴리감마글루탐산은 미생물에 의해서 생산되는 아미노산계 폴리머로써, 글루탐산의 γ-카르복실기와 글루탐산의 α-아미노기가 아마이드 결합한 γ-폴리펩타이드입니다. 기능성 원료로써 이용할 경우, 고초균(Bacillus subtilis)의 원재료를 배양하거나 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘의 염을 단독 또는 복합으로 충분히 중화시킨 후 결정화하여 식용에 적합하도록 만들어야 합니다. 기능(지표) 성분인 폴리감마글루탐산을 700mg/g 이상 함유하고 있어야 하며, 일일섭취량은 60~70mg/일입니다.
칼슘의 역할과 이동
칼슘은 체내에서 많은 역할을 하고 있으며, 대표적으로 뼈를 형성하고 유지하며 근육의 수축과 이완을 조절하고 신경전달물질을 방출시킵니다. 또한 혈액 응고에 관여하는 피브린 형성 과정의 촉매 역할을 하며 효소반응 및 세포막 투과성 조절작용에 필요합니다. 칼슘은 주로 유제품과 녹색잎 채소, 두류, 견과류 등에 함유되어 있으며, 다른 성분과 복합체 형태로 되어 있어서 용해되고 이온화되어야 흡수가 용이합니다.
칼슘은 소화기관에서 능동적 수송과 수동적 수송으로 흡수됩니다. 능동적 수송은 주로 산도가 높은 십이지장과 공장에서 흡수가 잘 일어나며, 비타민D에 의해 조절되는 칼바이딘의 영향을 받기 때문에 비타민D의 섭취가 부족하면 소장 내 칼슘의 흡수는 감소하게 됩니다. 반면에 수동적 수송은 소화기 전체에서 일어날 수 있으며 비티민D의 영향을 받지 않고 농도 차에 의한 paracellular 경로(세포 간 공간을 통과하여 물질이 이동하는 경로)를 이용합니다.
폴리감마글루탐산의 역할
폴리감마글루탐산은 히알루론산 분해 효소의 활성을 저해하여 피부 조직의 파괴 및 염증을 억제하고 피부의 보습력을 증가시켜 화장품 소재로 많이 사용됩니다. 또한 NK세포를 활성화하고 IFN- γ의 분비를 증가시켜 면역기능을 증강하며 항암, 항바이러스 등에 효과가 있습니다. 그리고 장내에서 칼슘의 흡수를 증가시키는 등 폴리감마글루탐산은 신체에 여러가지 반응을 나타냅니다.
기능성 효과
PGA는 pH가 낮은 소장 하부에서 칼슘이 인과 결합하여 불용성이 되는 것을 막아주어 칼슘 용해성을 증가시키고, 소장의 통과시간을 지연시켜 장내 칼슘의 흡수를 증가시킵니다. 칼슘결핍을 유도한 한 동물시험에서 4주간 칼슘 보충군 및 PGA보충군으로 실험을 진행한 결과, 대변과 소변 중 칼슘 배설량은 칼슘만 섭취한 대조군에 비해 PGA보충군에서 유의적으로 낮았습니다. 칼슘 흡수율의 경우에도 칼슘만 섭취한 대조군보다 PGA를 함께 섭취한 보충군이 더 높았으며 CPP(casein phosphopeptide, 칼슘흡수촉진)보충군 보다도 높은 흡수율을 보였습니다. 또한 뼈 중의 칼슘 함량 및 강도도 PGA 보충군이 칼슘만 섭취한 대조군보다 높았습니다.
건강한 폐경 여성 24명을 대상으로 단일맹검, 무작위 교차 인체 적용 시험을 한 결과, 칼슘과 PGA가 함유된 오렌지 주스 섭취군이 칼슘만 함유된 오렌지 주스를 섭취한 대조군보다 칼슘 흡수율이 유의적으로 증가한 것을 확인하였습니다.
함께 응용하면 좋은 기능성 원료
칼슘이 체내에서 부족해지면 골연화증, 골다공증은 물론이고 비만, 우울증, 신경과민, 탈모, 피부 건조, 감각 이상, 근육경련, 경련발작, 풍치, 충치, 발육부진 등 여러 가지 증상과 질환이 나타날 수 있습니다. 이렇게 칼슘은 체내에서 다양하고 중요한 역할들을 하고 있지만 여러 가지 원인으로 결핍되기가 쉽기 때문에 칼슘과 폴리감마글루탐산을 함께 섭취하여 칼슘을 보충해 줄 수 있습니다.
칼슘을 필요로 하는 환자에게 칼슘 단일제보다는 상황에 따라 칼슘의 흡수를 도와줄 수 있는 건강기능식품이나 칼슘의 흡수가 용이한 환경을 만들어줄 수 있는 것을 병용하는 것이 좋습니다. 다음의 기능성 원료들과 함께 응용하면 칼슘의 흡수를 더 높일 수 있습니다.
▶ 비타민D는 비타민D 수용체에 작용하여 소장에서 칼슘 및 인산의 흡수를 도와주고 부갑상선호르몬(PTH)과 함께 뼈로부터 혈중 칼슘 농도를 유지하게 만듭니다. 그러나 이러한 비타민D는 피부로 햇빛을 받아 합성이 가능하기 때문에 자외선 차단제 사용 및 실내 생활 등 여러 요인으로 인하여 충분히 합성되지 않고, 나이가 들수록 비타민D의 합성 능력이 떨어지기 때문에 결핍되기 쉽습니다. 따라서 칼슘과 폴리감마글루탐산과 함께 비타민D는 꼭 같이 섭취하는 것이 좋습니다.
▶ 프락토올리고당은 칼슘의 용해도가 증가하도록 대장의 pH를 낮추고 paracellular 경로의 흡수를 촉진합니다. 또한 칼슘의 흡수 면적을 증가시키며 칼슘 결합 단백 합성을 촉진해 결과적으로 장에서 칼슘의 흡수를 도와 줄 수 있습니다. 제산제로 사용되는 수산화마그네슘을 과도하게 섭취하게 되면 위장관 내 pH 변화로 칼슘의 흡수가 저해되는데 이러한 경우에 프락토올리고당을 같이 섭취하는 것이 좋습니다.
▶ 비타민 K2는 오스테오칼신의 활성화를 통해 뼈에 칼슘이 잘 침착될 수 있도록 도와줍니다. 또한 MGP를 활성화해 칼슘이 혈관벽 내로 들어오는 것을 억제하여 칼슘의 부작용 중 하나인 혈관 석회화를 예방할 수 있습니다. 이러한 비타민 K2는 동물성 식품과 발효식품에 많이 함유되어 있고 장내 세균에 의해서도 생성될 수 있지만, 육류의 섭취가 부족하거나 항생제의 장기간 복용 및 과민성대장증후군 등과 같이 장이 좋지 못한 환자의 경우는 비타민 K2가 결핍될 수 있으므로 참고하셔야 합니다.
마지막으로 식약처에서 고시한 섭취 시 주의사항은 없으며, 부작용 및 안전성 관련 정보도 확인된 정보가 없습니다.