글루타민과 글루타민산의 기능성

[무정묵향]

글루타민 (Glutamine)

1. 생화학적 고찰

1. 정  의 : 아미노산의 하나인 글루탐산의 아미드로 Glu(NH2)로 약기한다. 1883년 E.슐체와 E.보스하르트가 사탕무의 즙액에서 발견하였다. 분자식은 C6O3H10N2, 녹는점 184∼185 ℃의 바늘 모양의 결정이다. 식물의 발아종자(호박 ·해바라기 등) 내에 축적된다. 포유류 혈액 속의 아미노산의 주성분으로, 동식물의 단백질 속에 존재한다. 사탕무의 즙에서 분리시키거나 또는 L-글루탐산-膨-히드라지드의 접촉환원에 의해서 생기며, 단백질의 가수분해로는 생기지 않는다. 단백질을 구성하는 아미산의 하나로, 생체 내에서는 암모니아의 저장역할을 한다. 또, 핵산의 퓨린 핵 생성에 관여하고, 페닐아세트산과 결합하여 해독한다. 신장이나 기타 조직 내에서 글루탐산과 암모니아로부터 합성된다.

2. 설  명 : 단백질은 근육을 만드는 물질로 알려져 있지만 단백질을 구성하고 있는 아미노산중에서 근육을 만드는데 가장 중요한 물질이 어떤 물질인지는 제대로 파악이 안되어 있다. 지금까지 우리가 알고 있는 측쇄아미노산(BCAA)인 발린, 이솔로이신, 로이신은 BCAA가 부상, 외과수술, 운동, 기타 여러가지 스트레스를 당하는 동안 근육 단백질의 손실을 저하시키는 역할로 인한 것이었으며, 다른 아미노산들 역시 중요하다. 특히 글루타민은 근육을 만드는데 결정적인 역할을 하는것으로 확인되었다. 또한 근육속의 글루타민은 근육세포를 위해 최적의 단백질 합성을 가능케 하는 단 한가지의 가장 중요한 변수라는 것이 확인되었으며 운동에 의한 근육 파괴의 속도를 지연시킴으로써 순수 단백질 합성을 증가시킨다. 글루타민은 신체의 골격근에서 자유 아미노산이 구성하는 골격근의 60%정도를 보충한다.

3. 급  원 : 글루타민은 동식물에 많이 함유되어 있으나, 익히는 과정에서 많이 파괴된다. 날 것으로 섭취하는 시금치나 파슬리에 많이 함유되어 있다. 100g당 함유량은 볶은 콩가루 6200mg, 탈지분유 6900mg이다. 인체의 기능이 정상일 때는 글루타민을 따로 복용할 필요가 없다. 그러나 인체가 일단 질병상태에 돌입하면 가장 많이 소요되는 것이 필수적인 성분이 바로 글루타민이다. 평소에 보통 식이로서 3~7그램을 섭취하게 되는데, 인체가 스트레스를 받거나, 염증, 알러지, 소화성 궤양등 만성질환을 하게 되면 하루에 1-3그램의 글루타민을 복용하는 것이 좋다.

   2. 기능성

1. 근육 단백질 합성의 중요인자 : 인체의 근육에 가장 풍부히 함유되어 있다가 골격근 단백질합성이 필요할 때 원료가 된다. 특히 수술이나, 입원, 운동부족, 스트레스등 여러가지 원인으로 근소실이 있을 때 근육합성을 촉진한다.

2. 단백성 노폐물 해독작용 - 질소 셔틀(nitrogen shuttle)작용 : 우리가 섭취한 단백질음식은 아미노산으로 분해되어 대사되는데 이때 아미노산이 분해되면서 질소가 발생한다. 이 질소는 필요한 만큼 합성되고 나머지는 유리 질소가 되어 조직세포, 특히 뇌신경조직에 독소로 작용하게 된다. 글루타민은 이 유리 질소를 뇨소로 만들어 소변으로 배설시킨다. 또 인체가 필요한 특정 단백질을 합성해야 할 때, 글루타민이 여분의 질소원자를 가지고 있다가 필요한 질소를 제공한다. 또한 글루타치온, 글루코사민 및 비타민 B3와 같은 기타 중요한 영양소들을 생성하는데 기여한다.

3. 장점막 수복작용(the internal carpenter) : 장의 건강에 이보다 더좋은 영양소는 없다. 만성 관절류마티, 자가 면역질환, 소화기 궤양질환, 섬유종, 다근염(Polymyosistis) 건선, 방사선치료후의 조직손상을 치료한다. 대장을 비롯한 소화관 점막 재생인자로서 결장(colon), 대장(large intestine)속에서의 치료를 빠르게 촉진하며, 건강한 점막 (mucous membrane)을 재생시킨다.

   ※ 장에는 유해균, 유익균, 무익무해균의 3가지의 이물질이 존재한다. 유해균에는 대장균, 박테리아, 캔디다, 장내 기생충등이 있어서 이들의 독소가 장에 염증을 유발하여(leaky gut) 복부팽만, 방귀, 설사, 변비, 과민성대장증후군등의 증상을 나타내고 연관된 임파선 조직(Gut associated Lymphoid tissue)을 자극하여 GALT는 인체에 경보신호를 발동하도록 Cytokines를 분비촉진한다. 이 화학물질이 경보신호 유전자를 자극하여 NO 생성을 촉진(NO의 두가지 역할 : 정상반응일 때는 면역능을 증강하여 이물질을 처리하며, 독성물질이 많을 때는 만성염증이나 관절류마티를 유발함)하여 염증상태와 면역능 증강상태로 돌입한다. 특히 HLA-B27유전자를 가진 사람의 장에는 Yersinia와 Klebsiella가 많이 서식하고 이들의 독소가 만성 류마티 유발한다. 그러므로 장점막의 만성염증이 관절류마티(환자의 80% 이 GALT가 원인), 심장질환, 고혈압, 당뇨, 파킨슨병, 치매등 만성 퇴행성 질환의 가장 빈번한 원인이 된다.

4. 뇌신경세포의 에너지원 - 수험생에 필수 : 혈액-뇌 관문을 쉽게 통과하기 때문에 뇌세포의 에너지원이다. 뇌세포 내에서 글루타민은 대뇌기능의 필수 영양소인 glutamic acid가 되며, 이 것은 또 천연 신경안정제인 GABA의 원료가 된다.

5. 수술상의 회복(Surgical Recovery) : 수술 후 또는 기타 물리적 스트레스를 받으면 인체는 지방이 없는 조직을 보존하며 면역계를 보호(nourish)하기 위해 글루타민을 충분히 합성하지 못하게 된다. 저장되어 있는 글루타민을 모두 소모한 후 인체는 근육이나 branched-chain 아미노산으로부터 가져와야 한다. 이 때 글루타민 복용으로 이들 모두의 합병증(complication)을 피할 수 있으며, 아미노산의 농도를 정상화하고, 상처와 화상의 치료를 촉진하고, 전체적인 수술상의 회복(surgical recovery)을 증진한다.

6. 면역기능 강화 : 면역기능을 유지하기 위한 가장 중요한 에너지 공급원이 글루타민이다. 항상 높은 농도로 존재하지만 스트레스, 외상 또는 상처를 입으면 글루타민이 가장 많이 필요하다. 여러 형태의 암은 인체에 글루타민을 고갈시켜 이 질환을 앓는 사람들이 지방이 없는 조직을 가지게 되고, 근육이 감소하여 여위게 된다. 대표적인 전암 증상의 하나인 결장의 폴립은 주위 건강한 조직 보다 글루타민의 함량이 훨씬 낮다. 동물 실험에서 글루타민의 투여가 암치료를 위해 화학요법을 했을 때 나타나는 부작용을 보호하고 특정한 화학요법 약품들의 암 제거(cancer-killing) 능력을 강화 시켰다. 바이러스 감염도 면역계의 글루타민을 고갈시키며, 이로 인해 T-세포수가 감소되고 대식세포(macrophages)의 기능도 저하된다. L-글루타민을 매일 20-40그램 정도를 투여하면 골수 이식을 한 환자들을 대상으로 한 연구에서 밝혀진 바와 같이 감염에 대한 특별한 보호(safeguard)를 제공해주는 등 면역계가 반응하게 된다는 것이 증명되었다. 이들 이유들로 인해 글루타민은 에이즈와 바이러성 만성(chronic) 피로 증후군의 필수적인 치료제이다.

7. 지방간 치료 : 간의 지방대사 촉진하여 지방간 억제작용을 한다.

8. 신경정신기능교정, 탐닉, 중독(Addictions) 해독작용 : 간질, 피로, 정력부족, 우울, 정신분열증, 치매등의 신경정신질환을 교정한다.

9. 비만(Obesity) 해소 : 지방연소작용과 지방이 없는 조직보호작용, 지방 대사(fat metabolism) 노폐물(waste products) 제거작용. 비탄수화물 에너지의 공급원

10. 정신의 균형유지 : 글루타민은 흥분(excitement)과 무기력증(lethargy)의 균형유지의 필수아미노산이다. 뇌의 주요 에너지 공급원이며 여러 신경전달 물질(neurotransmitters)의 중요한 구성원(building block)이다. 글루타민은 뇌세포를 과도하게 자극하고 흥분(agitate)시키는 흥분제인 글루타민산으로도 전환되고, 뇌신경의 과도한 할동을 진정시키는 천연 정신 진정제 (tranquilizer)인 GABA로도 전환될 수 있다. 즉 GABA 또는 글루타민산으로 전환한다.

11. 운동회복(Exercise Recovery) : 운동 근육 조직의 재생 및 보존으로 많은 운동선수들이 복용하고 있다. 장기간의 운동은 근육의 미세한(microscopic) 상해를 입히며 길게는 운동 후 2주 동안이나 인체의 글루타민 저장량을 감소시킨다.

    3. 독성 및 부작용

1. 과량복용해도 부작용은 없다(일반적인 건강 - 1일 100mg, 변비 - 1일 500~2000mg, 염증성 장질환 - 1일 1~4g, 장점막 궤양(leaky gut syndrome) - 1일 1~ 40g, 알콜, 설탕갈망 - 1일 2~3g). 단, 글루타민제제는 건조상태나 분말상태로 복용해야 그 해독 작용이 뛰어나다.

2. 간경화, 신장질환, Rye 증후군 등 암모니아의 과다 축적이 예상되는 질환에는 복용을 금한다.

   글루타민산 (Glutamic Acid)

   1. 생화학적 고찰

1. 정  의 : 글루탐산을 말한다. 산성 α-아미노산의 하나이다. 단백질 속에 널리 존재하는데 특히 밀의 글리아딘 속에는 40% 이상이 들어 있다. 밀가루나 당밀의 찌꺼기, 카세인 등을 가수 분해하면 진한 염화수소산에 녹기 어려운 염산염으로서 분리된다. 흔히 조미료의 성분 중에서 글루탐산모노나트륨이란 것을 볼 수 있는데 이것은 L체로서 맛을 낸다. 흔히 글루타민산이라고도 하는데 글루탐의 독일어가 바로 글루타민이다. 그러나 글루타민이라는 다른 아미노산도 있으므로 구분하여 사용하여야 한다.

2. 설  명 : 생체 내에서는 케토글루타르산과 암모니아로부터 생기며 다른 아미노산의 합성, 분해에 중요한 구실을 한다. 보통 화학 조미료의 원료로도 많이 사용된다. 인체 내에서의 작용은 다음과 같다. ① Glutamic acid는 신경전달물질인 GABA의 전구체이다. ② Glutamic acid는 엽산이 구성성분이며, 중추신경계의 신경전달능을 증가시킨다. ③ 이 것은 Glutamine이나 GABA로 전환된다.

3. 제  법 : 콩, 밀 등의 가수분해 또는 미생물을 이용하는 발효법에 의해 합성되어 왔으나, 지금은 석유화학 공업에서 다량으로 공급되는 아크릴로니트릴을 원료로 하여 합성한다.

   2. 기능성

1. 당과 지방대사에 필수 : 당과 지방대사에 필수적이며, 칼륨이온을 척수로 수송하며, 혈액-뇌관문을 통과한다. 뇌는 이 것을 연료로 사용한다.

2. 암모니아 해독 작용 : 이 아미노산은 질소이온을 잡아서 암모니아를 해독하고 글루타민이 된다.즉 Glutamic acid가 Glutamine이 된다는 것은 뇌에 있는 암모니아가 해독된다는 뜻이다.

3. 정신신경교정 : 어린이의 이상 행동을 교정하고, 간질, 정신지체, 근육이완증 궤양, 저혈당 혼수에 처방된다.

   3. 독성 및 부작용

   Mono sodium glutamate(MSG)염의 일종이므로 MSG에 알러지가 있으면 주의해야한다