타우린(Taurine)의 기능성

[무정묵향]

타우린 (Taurine) - 부종, 고혈압, 간질에 유효

1. 생화학적 고찰

1. 정  의 : 타우린(β-aminoethan sulfonate)은 독일의 Tiedemann과 Gmellin 박사가 1827년도에 소로부터 분리하여 “아스파라긴”으로 명명한 것으로 술폰기를 酸基로 하는 黃아미노산의 일종이다. 보통 아미노산은 아미노카르보닐산을 말하지만 타우린과 같은 아미노 술폰산도 구조나 생체 내 대사가 아미노카르보닐산과 극히 유시하기 때문에 최근에는 아미노산이라 부르고 있다. 타우린은 메치오닌이나 시스테인처럼 아미노카르보닐 결합을 할 수 없으므로 펩타이드나 단백질의 형성에 참여할 수 없으나 타우린은 식물에는 거의 들어있지 않으나 동물에는 하등에서 고등동물까지 널리 분포되어 있으며 특히 사람과 포유동물의 주요 장기, 이를테면 심장, 뇌, 간 등에 다량 함유되어 있다. 분자식 H₂NCH₂CH₂SO₃H. 타우린은 분자량이 적고(분자량 125.14) 자연계에서 쌍극이온(zwitter ion)으로 존재하며, 다른 아미노산과는 구별되는 특이한 화학적, 생물학적 특성을 지니고 있다. 첫번째로 타우린은 β-아미노산이며, 두번째로 카르복실기 대신에 pK값이 더 낮은 sulfonic acid기가 α-탄소에 치환되어 있어서 다른 아미노산에 비해 더 낮은 pH에서도 쉽게 이온화하는 성질이 있다. 세번째로 타우린은 단백질 합성에 사용되지 않고, 대부분의 동물조직과 생체액에서 가장 풍부한 유리아미노산으로 존재한다. 이 물질은 소의 쓸개즙[膽汁] 중에서 처음으로 발견되었으며, 담즙산과 결합하여 타우로콜산(taurocholic acid) 등 담즙산의 형태로 각종 동물의 쓸개즙 중에 들어 있다. 간, 근육에도 들어 있다. 유리상태로 동식물조직에 널리 분포한다. 정상적인 사람은 오줌과 함께 1일 약 200mg 배출한다. 동물에 있어서는 시스테인의 주 산화생성물로 그 중간 생성물인 히포타우린의 산화에 의하여 주로 생성된다. 이 물질의 생리학적 기능에 관해서는 아직 잘 알려져 있지 않다.

2. 설  명 : 난황과 동물성 식품에 많이 들어있는 유황함유 아미노산인 cysteine과 methionine이 타우린으로 변화된다. 저지방 식이를 하는 사람들에게 부족한 경우가 많다. 타우린은 칼륨과 마그네슘이 세포속으로 유입되는 것을 유지하고, 여분의 나트륨이 배출되도록 하는 방법으로 이뇨작용을 한다, 그러나 이뇨제와는 달리 부작용이 없다는 것이다. 즉 신장에 나쁘게 작용하지 않는다. 실험적인 동물에서 신장질환을 향상시키기 때문에 사람의 신장질환 치료에 적용되어야 한다. 조직팽창이나 부종을 감소시켜야 하는 심장질환, 간질환, 난소암을 위해 타우린은 부작용 없는 가장 좋은 방법이다. 그 외 항산화 작용, 면역시스템 강화작용, 심장근육 강화, 심장리듬 안정화, 혈액응고 방지, 당뇨관리, 소화작용을 돕는다. 예전에 타우린은 포유류의 담즙산을 구성하는 성분으로 담즙산 생산을 용이하게 하여 간기능 보조 작용을 갖는 물질 정도로만 알려져 왔었다. 그러나 최근 타우린이 동맥경화, 고혈압, 뇌졸중, 심부전 등의 성인병에 유효하다는 연구 결과가 계속 보고 되고 있고 그 중요성도 커지고 있다.

3. 급  원 : 타우린은 포유류의 조직 특히 두뇌, 심장근육, 간, 신장 등의 장기와 골격근육, 혈구 세포 등에 고농도로 존재하며, 어패류로 오징어(0.355%), 문어(0.52%) 등의 유리아미노산으로 다량 존재하지만 식물성식품에는 존재하지 않는다. 특히, 오징어의 신경섬유에는 타우린의 탈아미노 생성물, 이세티온산과 함께 다량 존재한다. 이 외에도 게, 새우, 패류(조개 및 고둥류) 등에 많이 함유되어 있는데, 인간의 체내에서 만들어지는 양은 매우 적어 초·중·고생에게는 준필수 아미노산이다. 가식부 100g당 문어에는 643mg, 소라에는 1536mg, 대합에는 889mg, 게에는 550 mg이 들어 있어 쇠고기나 닭고기, 돼지고기에 비하면 많게는 25배나 들어 있는 셈이다.

4. 비  고 : 타우린(2-aminoethanesulfonic acid)은 분자구조에 유황을 함유하는 아미노산으로서 1827년 Tiedemann과 Gmelin에 의해 황소의 담즙에서 최초로 발견되어졌으며, 그로부터 11년 후 Demarcay에 의해 타우린(Taurine)이란 명칭이 처음으로 붙여지게 되었다.

   2. 기능성

1. 심장질환(Heart Disease) 치료 : 혈관 압력을 저하시키며, 교감신경 시스템을 둔화 시켜서 혈압상승을 유발하는 동맥경련을 감소시킨다. 울혈성 심질환에 심장근육 강화작용을 하고 칼슘평형을 유지하므로서 심장수축을 조절하고, 심장마비, 부정맥 등을 치료한다. 부정맥은 타우린과 마그네슘의 결핍에 의한 경우가 많다. Magnesium taurate나 타우린 첨가 마그네슘의 보충은 심장리듬을 안정화하는데 중요한 기능이다. 타우린은 콜레스테롤의 축적방, 유해 혈액지질의 배설을 증진하며, 항혈소판 응고작용이 있다. 타우린은 심근세포내에 칼슘이 과잉축적되는 것을 막아줌으로써 심장근육을 보호해주는 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 심근 보호기능에 관한 또다른 기전으로는 망막기능에서와 마찬가지로 타우린의 항산화기능에 의한 것으로써 타우린이 활성산소를 제거시키고 지질과산화를 억제함으로써 세포막을 안정화시키기 때문인 것으로 이해되고 있다.

2. 발작예방 : 간질이거나 유사한 뇌 과민으로 발작이 일어나는 증상을 개선한다. 뇌종양이 함께 나타나는 뇌조직 팽창에 의해 유발되는 뇌졸중(발작)은 타우린에 의해 완화된다. 조미료의 원료인 Monosodium glutamate와 아스파탐같은 식품 첨가물이 신체의 타우린 농도를 저하시키므로 발작환자들은 금기이다.

3. 망막질환치료 : 가장 많은 불포화 지방산을 함유하고 있는 망막의 rod(간상체)와 cone(원추체)는 산화되어 망막변성을 일으킨다. 망막 및 광수용체부분에 다량 함유되어 있는 타우린은 광수용체 세포막의 안정제로 작용한다. 망막의 광수용체 세포막에 존재하는 인지질에는 다른 세포막에 비해 특히 다가불포화지방산이 다량 존재하며 타우린은 이러한 다가불포화지방산이 자외선이나 기타 산화제에 의해 과산화되는 것을 억제시킴으로써 결과적으로 막구조를 안정화시키게 된다는 것이다. 이에 따라 망막의 광수용체가 활성화되고 망막을 보호한다.

4. 면역능 강화 : 타우린을 정맥주사하면 억제된 면역시스템의 재생을 돕는다. 백혈구 속의 가장 풍부한 아미노산인 타우린이, 백혈구의 자가 파괴로부터 보호한다. 타우린이 적게 공급되면 백혈구세포는 공격을 중단하여, 면역시스템을 약화시킨다.

5. 혈당조절 : 타우린은 제1형, 제2형 당뇨 모두 혈당을 안정화하는 것을 돕는다. 2형 당뇨인에서는 인슐린민감성을 향상시키며 장기간 매일 1.5g을 투여하면 제 1형 당뇨에서 혈당을 낮게 유지하고 비정상적인 혈소판 활동을 감소한다. 당뇨인에게서는 자주 혈중 타우린의 수치가 낮다.

6. 지질대사 향상 : 타우린은 담즙을 액상으로 남아있게 한다. 이 액상 담즙이 콜레스테롤을 저하시키며, 담석유발을 억제한다. 또한 타우린을 섭취하므로서 간의 낭포성 섬유증에서 더욱 성공적으로 지방을 소화할 수 있다. 타우린은 글라이신과 함께 간에서 담즙산을 포합시켜 장으로 배설시킴으로서 지방의 흡수를 도와준다. 담즙산의 포합 및 배설에 미치는 타우린의 역할은 담즙산의 생성율 및 분비속도 콜레스테롤의 장내배설이 증가하는 것으로 보고 있다

7. 호흡기질환예방 : 우리의 폐는 인체의 어떤 부위보다도 유리기에 많이 노출되어 있다. 타우린은 이 조직들을 보호하는 중요한 역할을 한다. 동물실험에 따르면 타우린은 오존과 같은 호흡 유해요소로부터 거의 완벽한 보호작용을 제공한다. 매일 500mg 투여시 천식발작이 감소한다.

8. 이 외에도 혈청 총 콜레스테롤과 중성지방량의 저하, LDL, VLDL 콜레스테롤 양의 감소에 의한 동맥경화성 질환 예방, 담즙산 생합성 촉진에 의한 항담석 작용, 간효소 대사, 간기능 개선, 담즙분비 촉진 등에 의한 급성 간질환 환자의 증상 개선, 뇌교감신경에 억제적으로 작용하여 혈압강하, 뇌졸중 예방, 세포막 이온이동 조절작용, 항산화작용, 신경전달 물질로서의 작용 등의 생리활성 작용을 한다.

   3. 소요량

   타우린은 비록 소량이지만 신체에서 생성하나 가장 풍부한 자원인 어패류를 먹지 않을 경우 결핍의 가능성이 있다. 호르몬 대체요법, 화학요법, 장내의 유산균부족 등이 타우린 생성을 억제한다.

   유산균과 비타민 B6 복용으로 타우린의 균형을 잡을 수 있다.

   유아의 경우, 모유에는 타우린이 있으나, 우유에는 타우린이 없다. 그러므로 우유에는 반드시 타우린을 보충해야 한다. 타우린 섭취시의 부작용은 없으나, 일반적으로 대부분의 아미노산은 위산분비를 증가시키므로 과산성 궤양인 경우는 사용에 신중해야 한다. Seizure Disorder, edema, high blood pressure 등의 치료범위는 하루 1.5g- 4g을 나누어 섭취하는 것이다.

   4. 효능 및 효과

1. 타우린의 심장보호 작용 : 심장세포에는 타우린이 아미노산 중 두 번째로 많은 고농도로 존재하고 있다. 심장수축력은 칼슘이온이 좌우하는데 칼슘이온이 적으면 심장 수축도 덜 일어나 심장 내 혈액이 남아있어 울혈성심부전 상태와 비슷해지고 많으면 과도한 수축으로 심근세포에 손상이 오게된다. 타우린이 심장에서 이 칼슘이온 농도를 조절하는 조절자 역할을 한다. 칼슘이온이 정상 생리농도일 때 타우린은 심장 수축에 아무런 영향을 주지 않으나 정상이하일 경우 심장 수축력을 감소시킨다. 이런 이유로 타우린은 강심제로 보고되어왔다. 실제로 이태리 의약품집(Anno)에는 타우린 500㎎ 캅셀제가 협심증, 심근경색, 만성관상심질환에 효능을 갖는 의약품으로 수록되어 있고 현재도 시판되고 있다.

2. 세포 내 독성물질 제거 : 타우린은 망막, 호중구와 같은 산화물이 생기기 쉬운 세포나 조직 중에 매우 높은 농도로 존재한다. 망막은 빛과 효소에 의해 각종 산화물이 생기기 쉬운 곳이고, 호중구는 식균작용 중에 효소에 의해 산화물이 생성되는 곳이다. 이들 산화물로부터 세포를 보호하기 위해서 생체는 산화물을 처리하는 저분자 물질을 필요로 하는데 타우린이 바로 이 역할을 담당하고 있다. 최근 공해 물질인 산소나 질소의 산화물들이 폐에 손상을 일으키기 때문에 많은 문제가 되고 있다. 특히 오존과 아질산가스는 강력한 산화제로 기도를 따라 인체에 흡입되면 기도와 폐의 표피세포를 파괴하고 조직 내 모세혈관의 내피세포를 파괴하여 기관지 부종과 비대증을 유발한다. 타우린의 공해물질에 의한 폐손상 예방 효과는 산소산화물인 오존을 처치한 동물실험에서도 확인되었다. 자유기(free radical)가 세포막과 반응하기 전에 타우린이 이들을 제거해 버리기 때문에 예방 효과가 나타나는 것이다.

3. 알코올 해독 : 타우린은 알코올중독을 예방하고, 술에 의해 체내에서 생성된 아세트알데히드 증후군을 예방하며, 알코올 금단증상 치료에 유효하다.

4. 지방조직에서의 지방대사 촉진 작용 : 운동 시 타우린의 섭취는 에너지원의 공급과정에서 당대사보다는 지방대사를 촉진시킴으로서 혈중 유리 지방산의 증가를 유도한다. 운동할 때 지방산의 방출은 교감신경계가 직접 관여하며 catecholamine이 지방 조직의 분해를 항진시킨다. 이러한 catecholamine의 지방분해항진 과정에 타우린이 관여하여 지방대사를 촉진시키는 것으로 보고되고 있다.

5. 타우린의 뇌세포 보호 작용 : 타우린은 척추동물의 뇌에도 아미노산 중 가장 많이 존재한다. 뇌에서 타우린은 신경조절 활성, 삼투압 조절 활성, 항경련 활성을 나타낸다. 이러한 타우린은 신경계의 지속적인 흥분 시 신경세포밖으로 유리되어 억제성 신경조절활성을 나타내어 과도한 흥분을 억제하며, 신경세포막 보호활성과 삼투압조절기능과 더불어 흥분성인자들에 의한 신경조직장애에 대해 방어효과를 나타낸다. 또한 세포막보호효과와 항산화효과는 퇴행성 신경질환의 원인인 산소 라디칼에 의한 세포막 과산화지질 생성을 억제함으로서 치매의 예방에도 유효하다.

6. 생식 및 발달 : 거의 모든 동물세포에서 고농도로 발견되는 타우린은 주요조직 또는 기관의 정상적인 발달과 밀접한 연관이 있다. 특히 임신기간중의 타우린 결핍은 유산과 사산의 확률을 높이고 태아의 두뇌 및 망막 등을 비롯한 주요기관의 정상적인 발달을 저해하며 구조적인 변화를 초래할 수 있음이 밝혀졌다. 인체는 타우린을 생합성하는 능력이 결여되어 있으나 동물성식품을 섭취함으로써 충분한 양의 타우린을 공급받을 수 있다. 하지만 신생아 특히 미숙아의 경우에는 신체의 급성장으로 인한 체내의 타우린 요구도가 증가하고 또한 신세뇨관의 미성숙으로 인해 타우린의 재흡수가 불충분한 경우 타우린 결핍이 일어난다. 특히 모유에는 타우린이 다량 함유되어 있으나 우유에는 타우린 함량이 매우 낮으므로 타우린이 함유되지 않거나 함유되어 있더라도 모유에 비해 그 양이 월등히 낮은 합성 조제분유로 키운 미숙아와 영아에 있어서 혈장 타우린 수준이 정상아에 비해 감소되었음이 보고되어 학계의 관심을 끌기 시작하였다. 따라서 1984년 이후 미국에서는 신생아용 조제유에 타우린을 모유수준(35μmol/dL)으로 첨가시키도록 하였고, 현재 국내에서 시판되는 대부분의 신생아용 조제분유에도 타우린이 비슷한 수준으로 보강되어 있다.