천마

[한방생약]

개인맞춤형 건강기능식품이 일반화되는 분위기다. 소분이 가능하도록 하는 시범사업이 진행중인 가운데 본 사업도 궤도에 오를 것으로 예상된다. 기능성을 인정받은 건강기능식품 소재에 대한 이해도를 높이기 위해 원료의 개요와 기능성 내용, 응용 등을 다루는 '기능성 원료의 이해' 연재를 시작한다. [편집자 주]

1. 기능성 원료명 (인정번호)
천마추출물 (제2024-19호)

2. 기능성 내용
노화로 저하된 인지기능 개선에 도움을 줄 수 있음

3. 일일 섭취량
천마추출물로서 500mg/일

4. 개요
- 천마는 다년생 기생 초본 식물로 풍(風)을 가라앉히고 경계(驚悸)를 진정시키는 효능이 있어 두통, 사지마비, 반신불수, 소아의 경간(驚?)을 치료한다. ‘약성론(藥性論)’에 따르면 냉기완비(冷氣頑痺), 탄완불수(?緩不遂), 언어가 분명치 못한 증상, 급경실지(急驚失志)를 치료한다고 한다.
- 천마에는 40개 이상의 페놀화합물(vanillyl alcohol, vanilin, 4-hydroxybenzyl alcohol, gastrodin 등), 유기산, 스테로이드, 배당체, 다당류, 아미노산 및 펩타이드 등이 함유되어 있다.
- 현대 약리학 연구에 따르면 천마는 신경 보호, 학습 및 기억 개선 효과, 심장 보호, 혈관 조절 효과, 항우울, 항암, 항경련 등의 작용을 나타내는 것으로 확인됐다. 이는 천마의 성분 중 gastrodin, p-hydroxybenzyl alcohol, vanillyl alcohol 등이 주로 관여하는 것으로 제시되고 있다.

가스트로딘<그림1>은 혈액-뇌장벽을 통과할 수 있으며, 4-하이드록시-벤질 알코올<그림2>로 대사되어 혈액-뇌장벽으로 들어가 중추 시스템에 영향을 미치고, 최종적으로 담즙을 통해 배설된다. 이러한 가스트로딘은 여러 작용을 하는 것으로 확인되었으며, 특히 신경계에서는 항산화, 신경세포 보호, 아밀로이드 침전 억제, 콜린 아세틸 전이효소 발현 증가 등이 대표적이다.

천마추출물(제2024-19호)은 ‘천마(학명: Gastrodia elata Blume, 사용부위: 뿌리)’를 추출, 여과, 농축, 살균, 분무건조하여 분말화한 원료로, 가스트로딘(Gastrodin)이 33.3 mg/g을 충족해야 한다.

뇌유래신경영양인자(Brain-derived neutrophic factor, BDNF) BDNF는 주로 뇌에 존재하는 신경영양인자의 일종으로 학습, 기억, 고차원적인 사고의 중요한 역할을 담당하는 해마, 파질, 전뇌 기저부에서 활성화된다. 기억과 밀접한 관련이 있는 CREB가 BDNF 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다. BDNF 증가는 시냅스 가소성 및 신경세포 활성 증가를 의미한다.

5. 작용기전 및 연구 결과
H202를 처리한 신경모세포종 세포에 천마추출물을 전처리한 결과, H2O2로 유도되는 세포 사멸이 억제되었고 항산화효소(SOD1, SOD2, catalase) mRNA, 단백질, 활성도의 감소를 유의하게 억제하였다. 또한 산화스트레스에 의한 신경세포 독성을 유발하는 소포체 스트레스(endoplasmic reticulum stress, ER stress) 관련 단백질인 eIF-2α의 인산화를 억제했다. 이와 비슷하게 신경세포 독성을 유발하는 기전 중 하나인 MAPK(mitogen activated protein kinase)를 구성하는 p38 단백질의 인산화도 억제하여 세포 독성을 방어했다.

LPS 유도 인지기능 손상 마우스에게 천마추출물을 11일간 경구투여한 결과, 신물질탐색시험(ORT), 변경행동력시험(Y-maze test)과 관련된 수치가 유의하게 증가했다. 또한 LPS에 의해 유도되는 아밀로이드 베타(amlyloid-β)와 BDNF의 수치 감소에 대해 유의하게 보호하였다. 그리고 LPS를 처리하면 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β) 단백질과mRNA 발현량이 증가하게 되는데, 천마추출물을 투여한 군에서는 이러한 증가를 유의하게 억제했다.   

만 45~65세 성인 남녀(*K-MMSE 결과: 20~28점) 98명을 대상으로 신청원료 500mg을 12주간 섭취시킨 결과, **ADAS-cog(총점 및 단어회상)에서 유의적 감소했다. 또한 K-MMSE(총점), 혈중 뇌유래신경영양인자(BDNF), 항산화지표(TAS)가 유의적으로 증가했다.

*MMSE(mini-mental state examination): 임상에서 가장 널리 사용되고 있는 기본적인 인지기능을 평가하는 검사이다. 시간 및 장소 지남력, 기억등록, 주의집중 및 계산, 기억 회상, 언어능력, 그리기 구성 항목으로 이루어져 있으며 총점은 30점이다. 중등도와 중증치매환자의 선별에 주로 사용되고 있다.

**ADAS-cog(alzheimer’s disease assessment scale-cognition): 알츠하이머 치매를 가진 환자의 인지기능과 행동변화의 진행을 평가하는데 있어 가장 많이 사용되는 척도의 하나이다. 11가지의 항목으로 인지기능을 평가할 수 있도록 구성되어 있다. 평가항목은 기억력(단어-회상, 단어 재인, 검사 지침 기억하기), 실행(구성 능력과 연속행위), 언어(명령, 사물과 손가락 이름대기, 언어 표현능력, 이해력, 낱말 찾기 어려움) 그리고 지남력 으로 크게 구성된다. 총점은 70점으로 점수가 낮을수록 인지기능이 잘 보존되어 있음을 의미 한다. 

6. 섭취 시 주의사항
(1) 국내 인정 내용
- 영·유아, 어린이, 임산부 및 수유부는 섭취를 피할 것
- 특정질환(알레르기 체질 등)이 있는 분은 섭취에 주의할 것
- 이상사례 발생 시 섭취를 중단하고 전문가와 상담할 것

(2) 외국 문헌 관련 내용
- 천마추출물의 지표성분인 가스트로딘의 경우, 공복에 복용하거나 고용량을 복용하게 되면 메스꺼움, 구토 또는 위경련과 같은 위장 불편감이 생길 수 있다.
- 가스트로딘의 섭취로 인해 현기증이나 진정 효과가 나타날 수 있으므로 운전, 위험한 기계조작 시 주의해야 한다. 또한 이러한 효과로 다른 약물, 특히 중추신경계에 영향을 주는 약물과 상호 작용을 하여 과도한 졸음이나 진정 작용이 나타날 수 있어 주의해야 한다.
- 이 외에도 알레르기 반응이나 두통 등의 다른 이상 반응이 생길 수 있다.

7. 응용
(1) 뇌는 산소를 필수로 하는 장기이다. 즉, 뇌는 산소를 이용하여 에너지를 생성해야 하는데, 이 때 부산물로 산화물질이 만들어지면서 뇌는 손상당하기 쉽다. 다만, 이러한 산화물질로부터 자체적인 항산화 방어체계를 갖추고 있으나, 노화, 스트레스, 과도한 알코올 섭취 등으로 인하여 이러한 균형이 무너지기 쉽다. 

특히 알츠하이머병의 원인물질로 제시되고 있는 아밀로이드 베타의 경우에는 스스로 ROS 생성에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 이렇게 산화스트레스로 인한 신경퇴행성 변화가 걱정되는 사람에게 천마추출물이 도움이 될 수 있다.  

(2) 천마추출물은 항산화 작용뿐만 아니라 학습과 기억, 시냅스 가소성에 관련된 BDNF를 증가시키는 작용도 한다. 이런 점을 생각해볼 때 평소 스트레스가 많고 학업에 열중하는 학생 및 취업을 준비하는 사람에게도 도움이 될 수 있다. 

(3) 장과 뇌는 장-뇌 축이라고 해서 하나의 선으로 연결되어 있으며 크게 4가지 방법으로 소통한다고 알려져 있다. 장의 투과성이 증가하거나 장내 미생물 불균형이 생겨서 장건강이 나빠지면, 뇌에도 영향을 주어 기억력, 인지능력이 저하될 수 있다. 

천마추출물의 지표성분인 가스트로딘의 경우, 장내 마이크로바이옴과 관련하여 작용을 하면서 장-뇌 축을 통해 해마의 뉴런 염증을 완화한다는 연구 결과가 있다. 앞으로 더 연구가 필요하겠지만, 천마추출물은 장건강과 인지능력을 동시에 개선해 줄 수 있을 것으로 보이며, 프로·프리·포스트 바이오틱스와 병용하여 시너지 효과를 볼 수 있다.

(4) 천마추출물은 인지 기능 이외에도 여러 연구들이 진행되어 왔으며, 중추 신경계뿐 아니라 심혈관계, 골격계, 소화계, 내분비계, 비뇨기, 호흡기 등에 다양한 효과를 가지는 것으로 보인다.

(5) 인지능력 개선과 관련하여 천마추출물과 함께 포스파티딜세린, 홍삼, 은행잎추출물과 병용 가능하다.

(6) 천마추출물과 비슷하게 천마 등 복합추출물(HX106)(제2015-17호)도 기능성 원료로 되어있으며, 기능성 내용은 ‘기억력 개선에 도움을 줄 수 있음’ 이다.

8. 정리
천마추출물은 항산화, 항염증, 아밀로이드 베타의 감소 및 BDNF의 증가 등의 작용으로 인체적용시험에서 인지 능력 개선의 임상적 평가 바이오마커인 MMSE와 ADAS-Cog를 유의하게 변화시켰다. 이 연구를 토대로 '노화로 저하된 인지기능 개선에 도움을 줄 수 있음'의 기능성을 인정받았고 천마추출물로서 하루에 500mg을 섭취하면 된다. 

천마추출물의 지표성분인 가스트로딘은 중추신경계뿐 아니라 심혈관계, 골격계, 소화계 등에도 다양한 효과를 가지는 것으로 나타난다. 다만, 외국 문헌에 따르면 위장 불편감, 현기증, 진정 효과 등이 나타날 수 있고 중추신경계에 작용하는 약물과 상호 작용을 할 수 있어서 주의해야 한다.