간신(肝腎)의 기능을 돕는 아연

선천지정(先天至精)의 정수(精髓)를 채우는 아연
뼈와 근육, 전립선, 신장, 눈과 두뇌, 청력, 간기능에 중요

지난 호에 이어 이번 호에서는 간신(肝腎)의 기능과 관련된 아연의 여러 효능에 대해서 알아보겠습니다.

지난 호에서도 말씀드렸듯이 아연은 뼈와 근육, 전립선, 신장, 눈, 두뇌, 간 등 한방 이론상의 간신(肝腎)과 관련된 곳에 주로 분포하고 있습니다. (물론 적혈구, 백혈구, 췌장, GI 등 비장과 폐, 피부 등 폐대장, 심장에도 분포하고 있습니다.)

아연은 뼈와 근육, 전립선, 신장, 눈과 두뇌, 청력, 간 기능과 관련이 깊습니다.

한방 이론상으로 부모로부터 받은 선천지정(先天至精) 즉 오늘날의 관점에서 부모로부터 받은 모든 내력을 담은 장기를 신장(腎臟)으로 봅니다.

신장에는 부모로부터 받은 모든 정수(精髓)가 고여 있다고 합니다.

유전자, DNA, RNA 등 후세에 계속 전해질 정보, 핵산 및 단백질 대사, 세포 성장 분화 등 정수(精髓)를 모아서 전하는 곳이 신장이라고 하였는데 이것은 kidney만을 의미하는 것은 아닙니다. 해부학상의 kidney 외에도 이러한 “精의 보관과 전달자” 라는 기능을 하는 곳을 한방에서는 腎이라고 하며 이러한 기능을 충실하게 수행하는 데 필요한 미네랄이 바로 아연입니다.

Zinc Finger protein은 유전자의 전사를 조절하는데 Cys2His2 Zinc Finger protein 이라고 하는 이 물질은 진핵세포에서 가장 풍부한 DNA 인식 도메인으로서 아래 그림처럼 시스테인, 히스티딘 각각 2개씩 Zn2+이온에 결합한 형태입니다.

위는 쥐 유전자 그림인데, DNA-binding domain을 그림처럼 3개의 아연finger가 결합하여 하나의 DNA위치를 인식합니다.

이들 Cy2His2 zinc finger protein은 transcription factor로 작용하는데 유전자의 전사를 조절하는 전사인자로서 특정 유전자의 발현을 조절하고 세포 신호 전달, 신경자극전달, 호르몬 분비(스테로이드, 갑상선 호르몬 수용체는 Zinc finger 계열) 및 세포 자멸사에도 중요한 역할을 합니다.

<갈색지방, 흰색지방 들어보셨나요?>

백색지방은 우리가 섭취한 열량에서 체내에 필요한 것을 제외한 나머지 에너지원을 저장하는 창고의 역할을 하는데, 피하지방과 내장지방에 쌓여서 비만의 원인이 됩니다. 그 중에서도 내장지방은 동맥경화는 물론 고혈압, 당뇨, 심혈관계 질환 등 갖가지 성인병을 유발하는 요인입니다.

반면 강물이나 바닷물 수영 같은 저온자극에 의해 늘어나는 갈색지방은 같은 열량을 섭취해도 체중을 유지하는 데에 도움이 됩니다. 갈색지방에는 체내 에너지 공장이라고 하는 지방세포 내 보일러인 미토콘드리아가 많기 때문입니다. 그래서 미토콘드리아가 상대적으로 풍부한 목 어깨의 갈색 지방 50 그람만 활성화 되어도 몸 전체 열량의 20%를 발열로 없애준다고 합니다.

외부 온도가 떨어지면 갈색 지방조직의 Mitochondria는 다른 조직의 Mitochondria와는 달리 UCP-1을 통해 ATP를 만들지 않고 열을 발산시켜 체온을 유지하는 일을 하며, 따라서 추위 속에서 운동하면 단기적으로는 뇌하수체가 갈색 지방(BAT)의 교감신경을 흥분시켜 지방을 발열, 소모하는 작용을 하고 장기적으로는 백색 지방 상당수를 베이지색 혹은 갈색 지방으로 바꾸어 줌으로써 비만인 사람의 체질을 개선하는 결과를 기대할 수 있습니다.

이렇듯 갈색지방이 풍부하면 thermogenic해서 열 발산을 일으켜 체중 감량이 도움이 되는데 갈색지방은 아기 때 많고 어른이 되면 아기에 비해 매우 조금만 남아있게 된다고 합니다. 특히 따뜻한 곳에 있으면 더욱 줄어든다고 합니다.

그런데, 놀랍게도 zinc finger protein이 갈색지방세포를 깨우는 마스터 스위치라고 합니다.

갈색 지방에는 지방을 태워 열을 내는 단백질인 UCP(Uncoupling Protein) 이 풍부해서 체중 감량에 좋은데

날이 추워지면 갈색지방 형성에 핵심적인 역할을 하는 단백질인 ZInc finger protein인 Zfp516 전사인자(transcription factor)가 증가하면서 백색 지방의 갈색 지방으로의 전환이 촉진되어 UCP가 증가합니다.

즉, 체중 조절과 비만자의 체질 개선에 아연과 아미노산의 섭취가 중요함을 알 수 있습니다.

<아연은 뼈의 생장과 골 관절 관리에 중요합니다.>

ALP(alkaline phosphatase)는 뼈 활성의 바이오마커입니다. ALP는 뼈 및 담즙에 고농도로 존재하는데 뼈 성장과 관련하여 osteoblast 세포의 바깥쪽(ECM)에 붙어 있으면서 뼈 성장시 증가합니다.

아연이 충분하면 collagen fibril에 mineralization되는(콜라겐 미세섬유에 나노미네랄이 붙어서 뼈성장과 강도를 키우는) hydroxyapatite (HA, Ca10(PO4)6(OH)2)이 붙어서 콜라겐 미세섬유에 칼슘이 들어오고 콜라겐 섬유가 되어 뼈의 세로 성장을 촉진합니다.

그리고 아연이 하이드록시 아파타이트와 결합을 하면 osteoblast를 자극합니다.

그래서 골다공증에는 칼슘만이 아니라 아연, 망간, 구리를 쓰고 구리, 망간, 칼슘과 섭취시 아연은 폐경 이후 여성의 골 질량을 유지하는 효과가 있습니다.

IGF-1은 70개의 아미노산으로 구성된 펩티드로 구조가 인슐린과 비슷하며(인슐린과 70%의 상동성) 성장호르몬에 의하여 주로 간에서 분비 됩니다. IGF-1은 TYROSINE KINASE를 활성화하며 체내 단백질 대사, 골 대사, 면역기능 등에 관여하고 암, 당뇨병, 골다공증 등의 병리생리와도 관계가 있습니다. IGF-1은 성장호르몬과 달리 하루 중 농도의 변동이 비교적 적어 성장호르몬 결핍증이나 말단 비대증의 진단에 도움을 주며 특히 이들 질환의 치료 효과나 안전성에 대한 평가에 중요하게 사용됩니다.

또한 최근 성인 성장호르몬 결핍증에 의한 신체 변화가 정상 성인에서 노화에 의한 신체변화와 비슷하고 성장 호르몬 보충 요법으로 이러한 신체변화들이 가역적으로 변화될 수 있다는 사실들이 밝혀지면서 IGF-1의 가치는 더욱 중요하게 되었습니다.

Imamoglu 등의 연구에서 이러한 성장호르몬, IGF-1, IGFBP-3의 합성에 아연이 기질로 작용하며, 아연 결핍 소아 환자들에서 저하되어 있던 혈중 성장호르몬, IGF-I, IGFBP-3의 농도가 아연의 보충요법 후 증가하였다는 보고 등을 볼 때, 아연은 IGF-1의 기능을 위해서도 중요함을 알 수 있습니다.

즉, 아연이 부족하면 뼈의 성장과 함께 근육의 성장을 돕는 IGF-1의 기능이 억제될 수 있습니다.

근육과 관련하여 아연은 근육의 피로를 푸는 기능도 있어서 특히 간 기능 저하자, 피로한 자, 추위를 타는 자의 근육경련 시에도 마그네슘 외에 아연 공급이 필요할 수 있습니다.

<아연과 눈의 건강>

황반변성, 백내장, 야맹증 환자는 아연 결핍인 경우가 많습니다. 눈에서 아연이 많은 곳은 맥락막(choroid), 망막(retina)인데 망막은 명암과 색채를 인식하는 시각세포가 모여 있으며 상이 맺히는 곳으로 나이로 인한 황반변성에 아연과 구리, 비타민A, C, E, 루테인, 제아잔틴을 사용합니다.

그리고 맥락막은 혈관이 풍부하여 빛을 모으는 기능과 함께 눈에 영양을 공급하는 역할을 합니다. 맥락막의 멜라닌 성분이 나이가 들면서 점차 약화되는데 비타민A가 눈을 보호하는 멜라 닌 색소를 생성하며 아연이 이 과정을 돕습니다. 단, 백내장에 아연이 효과가 있다는 연구는 근거가 미약합니다.