BCAA(발린, 로이신, 이소로이신)의 기능성

[무정묵향]

발린(바린), 류신(로이신), 이소류신(이소로이신)  (Valine, Leucine, Isoleucine)

- 근육의 에너지원(Muscle fuel), 필수아미노산

1. 생화학적 고찰

1. 설  명 : Carbon chain branches를 가지고 있는 아미노산으로 유사한 구조를 가지고 있는 발린, 류신, 이소류신의 세가지 아미노산으로 BCAA (Branched Chain Amino Acid)라하며 근육의 원료가 된다. 우리가 매일 섭취하는 고기, 달걀, 생선, 기타 단백질 식품은 약 20여종의 아미노산을 함유하고 있는데, 이렇게 섭취하는 필수 필수 아미노산의 50%가 이 세가지 아미노산이다. BCAA들은 단독으로 또는 공동으로 작용하여 우리 몸의 근육의 원료가 되며, 근육의 주요한 에너지원으로도 사용된다. 인체대사로 인한 자연적인 소실이 있을 때 뼈를 제외한 모든 조직과 근육을 유지한다. 특히, 충분한 단백질을 섭취하지 못했을 때, 과다하게 운동했을 때, 스트레스를 받았을 때, 몸이 아플 때 BCAA가 빨리 수복한다. 암, 신장쇠약 말기, AIDS, 또다른 손상성 질병이 있을 경우에 BCAA의 손상은 가속화되므로 글루타민과 함께 정맥주사로 보충하기도 한다.

2. 급  원 : 식품 100g당 함유량은 발린의 경우 볶은 콩가루 1900mg, 볶은 땅콩 3782mg, 호박씨 1843mg, 효모 2500mg, 맥주효모 2500mg이며, 류신은 땅콩 2945mg, 탈지분유 3300mg, 효모2432mg, 맥주효모 3500mg, 이소류신은 볶은 땅콩 2197mg, 효모 3290mg, 맥주효모 2500mg이다.

   ※ 일본에서 일고있는 아미노산 열풍

   현재 BCAA는 “운동전후에 마시면 근육형성에는 도움을 주고 체지방은 감소시킨다”는 컨셉으로 특히 주목 받고 있다다.

   아미노산이 소비자에게 보다 깊은 인상을 심어주게 된 계기는 지난 2001년 유명 TV프로그램인 “Aru Aru Daijiten”에서 스테미너증강, 지방연소, 피부재생, 면역력증강 등의 기능성이 소개되면서부터이다.

   일본에서 아미노산의 기능성을 다이어트와 연관지을 때는 그냥 마시는 것만으로 살이 빠진다고 설명하지 않는다. 운동효과를 배가시키고 근육량을 증가시킴과 동시에 지방연소를 돕는다는 게 바로 아미노산 다이어트의 컨셉이다. 꽤나 과학적인 방법이다.

   스포츠센터에서 근육을 만들기 위해 운동을하는 사람이건 상르 빼기 위한 사람이건 지방의 양은 줄이고 근육의 양을 늘리는 것이 중요하다. 근육량이 늘어나면 기초대사량이 늘어나 자연히 소비되는 에너지도 많아지게 돼 쉽게 살이 찌지않기 때문이다.

   여기에 가장 많이 등장하는 아미노산은 BCAA(Brached Chain Amino Acid)이다. BCAA는 군육생성의 원료가 된다.

   더구나 체내 합성이 되지않는 leucine, isoleucine, valine은 운동을 하면 쉽게 소실되므로 이들 아미노산을 충분하게 공급해주면 보다 단시간에 근육을 재생시키고 운동 효과를 배가 시킨다는 것이다.

   또 동경대 이시이교수는 운동으로 인한 젖산생성과 아미노산 공급과의 관계를 규명하기 위한 실험을 실시했다.

   운동전에 아미노산을 섭취한 사람은 섭취하지 않는 경우보다 체내 젖산 생성이 현저히 낮다는 실험 결과와 함께 이시이교수는 “BCAA와 Arginine은 스테미너 향상과 피로감을 줄이는데 효과가 있다”는 결론을 도출했다.

   에너지는 식품 섭취를 통해 얻을 수 있지만 운동을 하면 근육을 피로하게 만드는 젖산이 생성되게된다. 에너지는 식품 뿐 아니라 신체내 지방과 단백질 분해로도 만들어 지기 때문이다. 따라서 미리 아미노산을 공급해 줌으로써 근육 손실을 방지할 수 있다는 것이다.

   결국 아미노산은 마시는 즉시 근육 손실 없이 바로 에너지로 활용될 수 있기 때문에 젖산이 생성되지 않으며 운동후에 아미노산을 마실 경우에도 피로해진 근육을 빨리 회복시키는데 도움을 줄 수 있다.

   2. 기능성

1. 근육형성과 체지방감소 작용 : 1일 1~2g. 효과적으로 지방을 감소하고 근육을 형성한다. 별다른 칼로리 조절 없이 매일 일정량의 BCAAs를 복용함으로써 효과적인 체중관리를 할 수 있으며 약 34% 정도의 위장 지방의 감소가 있다.

2. 수술 후 회복 : 1일 1~2g. 수술후의 회복속도를 빠르게 하며 부족한 에너지를 빠르게 공급해준다. 이는 뇌의 serotonin을 감소시켜 피곤을 덜 느끼게 하며 근육의 파괴를 막고 생성속도를 빠르게 함에 기인하는 것으로 추측된다.

3. 간 손상보호 및 간경화의 회복에 도움 : 1일 500mg~2g. 독성물질로부터 간손상을 보호한다. 동물 실험결과를 보면 BCAAs는 독성용매인 carbon tetrachloride로부터 간 보호작용이 발견되었다.

4. 무호흡 수면 개선 : 1일 1~2g. 무호흡 수면 증상을 개선한다.

5. 심장근육과 근육 보호작용 : 1일 500mg~2g. 근육을 보호하는 효과가 있어 심장기능을 증진시키며 심장질환을 예방, 회복을 촉진하는 효과가 있다. 마라톤, 테니스 등의 장시간 동안 하는 운동의 에너지원이 되며, 단거리 달리기 같은 순간적인 근력을 필요로 하는 운동시 근력을 증강시키며 근육보호 작용을 한다. 매일 복용할 경우 운동능력 증진되며 운동시 피곤함을 덜 느끼게 된다. 혈중의 carbon dioxide의 양을 감소시켜 폐를 무리하지 않도록 해 호흡을 원할히 하는 효과가 있다.

6. 루게릭병(Lou Cehrig's disease) 개선 : BCAA를 하루 10g 투여하면 Lou Cehrig's disease로 인한 근육의 마비증상을 늦추거나 사망을 지연시킬 수 있다고 한다.

7. Parkinson's disease증상을 개선 : 1일 1~2g.

8. 혈당 유지작용 : Leucine은 음식섭취를 하지 않을 때 glucose 대신 에너지를 생성하는 유일한 amino acid로 혈당을 유지한다. Valine은 근육조직에 많이 함유되어 있고, 근육대사, 조직재생, 인체의 질소평형 유지, 약물탐닉에 의한 아미노산결핍증을 교정한다.

   3. 사용량

1. 부작용은 알려져 있지 않다.

2. 비록 보디빌더, 체중 강화자들이 BCAA를 보충을 한다 해도 갑자기 많은 근육을 얻을 수는 없다. 가장 좋은 효과는 L-글루타민, 또다른 필수 아미노산과 함께 이 3가지 영양소가 함께 섭취되어야만 한다. 좋은 용량은 하루 발린 4~5g, 류신 3~4g, 이소류신 2~3g, L-글루타민 4~6g 이다.

   4. 각론

   1. 발린(Valine)

1. 정  의 : α-아미노산의 일종. α-아미노이소발레르산에 해당한다. 화학식(CH₃)₂CHCH(NH₂)COOH, 녹는점 315 ℃이다. 필수 아미노산의 하나이다. 단백질에 들어 있는 양은 비교적 적으나, 아마인(亞麻仁)의 단백질 중에는 약 12.7 % 함유되어 있다. 콩나물에는 유리상태로 존재한다. 류신과 그 성질이 유사하기 때문에 단백질 가수분해물 중에서 순수하게 분리하기가 비교적 곤란한 아미노산의 일종으로, 여러 가지 합성법이 있다. D-발린은 아주 달고, L-발린는 단맛 이외에 쓴맛이 들어 있다. 천연의 L-발린은 무색 판상의 결정이다. 수용액 중에서 우광회전성을 나타낸다.

2. 설  명 : 라이신, 이소로이신과 균형을 이루어야 한다. 두뇌활동에 활력을 부여하고 근육활동의 정합, 정서 안정 유지 작용을 하며, 근육에서 대사 된다. 류신과 그 성질이 유사하기 때문에 단백질 가수분해물 중에서 순수하게 분리하기가 비교적 곤란한 아미노산의 일종으로, 여러 가지 합성법이 있다.

3. 급  원 : 단백질에 들어 있는 양은 비교적 적으나, 아마인(亞麻仁)의 단백질 중에는 약 12.7 % 함유되어 있다. 콩나물에는 유리상태로 존재한다.

4. 비  고 : 1856년 Von Gorup-Besanez가 췌장의 추출물에서 신물질을 끄집어냈고 1879년 Schuetzenberger가 알부민의 가수분해물에서 이 아미노산을 분리하여 그 구조를 추정했다. 1901년 Fescher는 합성에 의해 얻은 발린을 분활하여 얻은 것이 천연물과 동일하다는 것을 확인하고 구조를 확정했다.

   2. 류신(leucine)

1. 정  의 : α-아미노산의 하나. α-아미노이소카프론산이라고도 한다. 화학식 C₆H₁₃NO₂. 단백질을 구성하는 아미노산으로, 유리 상태로 자연계에 널리 분포한다. 필수 아미노산 중 하나이다. 글루텐, 카세인, 케라틴 등의 가수분해물로부터 등전점침전법(等電點沈澱法), 이온교환법에 의해 이소류신과의 혼합물을 얻고, 2-브로모톨루엔-5-술폰산염이나 나프탈렌-2-술폰산염으로서 분리한다. 헤모글로빈과 같이 이소류신의 함량이 적은 원료를 사용하는 것이 유리하다. L-형은 광택이 있는 육방정계(六方晶系)이다. 녹는점 293∼295 ℃, 145∼148 ℃(승화). D, L-형은 이소카프론산의 브롬화 ·아미노화나 이소바렐알데히드의 슈트레커 반응으로 합성된다.

2. 설  명 : 필수 아미노산으로 성인남자 요구량(RDA) 2.2g/1일이다. 아미노산 수액, 종합아미노산 제제(製劑)의 성분으로서 외에 혈당강화제로 이용된다. 2-amino isocaproic acid으로 L형은 단백질 구성 아미노산이고, D형은 항생물질 gramicidin D에 함유되어 있다. 사람, 흰쥐, 조류 등에서는 필수아미노산이고, 피루빈산에서 2-acetolactic acid, 2-oxoisovaleric acid, 2-oxoisocaproic acid를 거쳐서 생합성된다. 가수분해되면 2-oxoisocaproic acid를 거쳐서 acetoacetic acid와 acetyl-CoA로 대사된다. 이소류신, 발린과 균형을 이루어야 한다. 상처 회복에 영양분으로 사용된다. 혈당량을 감소시킨다.  대부분 근육 세포에서 대사 된다. 영양성장에 필요한 아미노산으로 혈액 속 헤모글로빈의 중요한 구성요소이다.

3. 급  원 : 단백질의 성분으로서 널리 분포하고 있다.

4. 비  고 : 1820년 Braconnot은 근육조직 및 양모의 가수분해물에서 결정성물질로서 분리하고 이것을 로이신이라 명명했다. 1891년 Schulze 및 Likiernik이 합성품과 비교하여 그 구조를 결정했다.

   3. 이소류신(Isoleucine)

1. 정  의 : α-아미노산의 일종. 화학식 C₆H₁₃NO₂. 1904년 P.에를리히가 당밀에서 로이신의 이성질체(異性質體)인 아미노산을 발견하여 명명하였다. L-이소류신은 분자 내에 2개의 비대칭 탄소원자가 있으므로 2개의 라세미체가 존재한다. 단백질을 구성하는 필수아미노산의 하나로, 펩티드 호르몬인 옥시토신과 펩티드 항생물질인 파시트라신에 존재한다. D-이소류신은 단백질 속에는 존재하지 않는다. 그 외의 입체이성질체로 L- 및 D-알로이소류신이 있다.

2. 설  명 : 생체 내 대사로는 글리코겐 또는 키톤생산성, 필수 아미노산, 탈아미노화와 탈탄산에 의해 α-메틸라이신이 된다. 아이소로이신과 로이신과 발린 사이에 길항성이 있어 3자간에 불균형을 만들면 장해가 일어난다. 류신, 발린과 균형을 이루어야 하며 KRIBS-CYCLE에 중요한 역할을 한다. 헤모글로빈(HEMOGLOBIN) 형성에 필요하다. 영양성장에 빠뜨릴 수 없는 아미노산으로 근육세포에서 대사된다. 2-amino-3-methyl-n-valeric acid로 L형은 단백질 구성 아미노산이고, 사람, 흰쥐 등에서는 필수아미노산이며 생체내에서는 2-oxobutyric acid에서 생합성된다. succinic acid 경로로 분해되며 propionyl-CoA로 된다.

3. 비  고 : 1901년 Fischer는 에스터(ester)법에 의해 단백질 가수분해에서 분리한 로이신 부분에 순 로이신보다 큰 족광도를 가진 물질이 존재하는 것을 알아냈다. 1904년 Ehrlich는 텐사이 당밀에서 처음으로 아이소로이신을 분리하여 그 구조를 추정했고 1905년 Locquin이 합성분할에 의해 구조를 확정했다.