콜린 풀을 강화하는 영양소

한국의약통신 447호, 구리시 소미약국 최해륭 약사 최해륭 학술위원l승인2020.10.08 17:46:36

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Alpha-GPC의 기능
콜린 신호 경로의 활성을 위한 보조물질들

 

지난 호에 이어 뇌에 도움되는 영양소 중 콜린과 관련된 물질들에 대해서 연재하고 있습니다.

포스파티딜콜린은 CDP- 콜린 경로의 최종 생성물로서 신체와 뇌의 대부분의 콜린은 포스파티딜콜린의 형태이므로 포스파티딜콜린은 체내 콜린 저장소 역할을 합니다. 해바라기 등에서 추출 가능한 레시틴은 포스파티딜콜린을 포함한 인지질의 공급원입니다.

▲ [그림 출처 : Cognitive Impairment in Folate-Deficient Rats Corresponds to Depleted Brain Phosphatidylcholine and Is Prevented by Dietary Methionine without Lowering Plasma Homocysteine]

유리 콜린 및 콜린 대사산물은 포스파티딜콜린의 제어된 분해에 의해 재생 될 수 있습니다. 포스파티딜콜린 분해의 주요 경로는 포스파티딜콜린의 2 개의 아실 사슬을 가수 분해하여 유리 지방산 및 글리세릴 포스포릴 콜린 (GPC : glycerylphosphorylcholine)을 생성하는 포스포리파제를 통한 것입니다.

글리세롤 3-포스페이트 및 콜린으로의 GPC의 후속 가수 분해는 세포의 필요에 따라 글리세로 포스포 디에스테라제 (GDE : glycerophosphodiesterase)에 의해 촉매됩니다.

콜린의 또다른 형태로  Alpha-GPC(Alpha-Glycerophosphocholine)가 있습니다.

lpha-GPC는 뇌-혈관 장벽 (BBB)을 통과 할 수 있기 때문에 콜린을 뇌에 전달합니다. Alpha-GPC 형태의 콜린은 포스파티딜콜린처럼 콜린 풀을 증강시킵니다. 콜린 경로에서의 효소 반응은 양방향성인 경향이 있기 때문에, 이 중간체가 더 많이 있고 체내에서 활용가능하다면 포스파티딜콜린이 콜린 풀로 분해되지 않고 다른 목적으로 사용될 수 있습니다. 

Alpha-GPC 형태의 콜린은 뇌에서 유리 콜린을 형성하는 데 사용할 수 있습니다.
Alpha-GPC 관련 연구들을 보면

①인지장애 및 파킨슨 환자에게 공급시 대조군에 비해 인지 기능이 개선을 보였으며 인지 기능 악화가 줄었다.

②알츠하이머 치매 환자에게 공급시 임상적 유용성을 보였다.

③급성 뇌졸중, TIA 환자의 인지 복구 및 대뇌허혈성 발작 후 정신 회복에 Alpha-GPC의 치료 효과를 확인하였다.

④혈관성 치매 환자에게 명확한 증상 개선을 보였다.

⑤포스파티딜콜린 및 CDP콜린은 두뇌 도달에 있어 Alpha-GPC에 비해 덜 효과적일 수 있다.

등이 있으며

이에 따라 Alpha-GPC의 기능을 알아보면

•집중력, 기억력, 인지 기능 향상

•아세틸 콜린 합성을 통해 맑은 정신에 도움

•향상된 정신적, 육체적 지구력과 피로의 감소
•과로 후 회복에 유용

•향상된 지방 산화 및 젊은 성인에서 성장 호르몬의 생산을 강화

•수면이나 휴식에 지장 없는 전반적인 기분 향상

•노화로부터 뇌를 보호하고 보존하는 신경 보호 기능

•알츠하이머 환자 및 또는 다른 신경 퇴행성 질환으로 고통받는 사람들의 치매에 상당한 인지 개선을 보임,

등으로 정리할 수 있습니다.

Alpha-GPC의 기능을 강화하는 방법으로 아세틸-L-카르니틴(ALCAR)과의 병용이 있습니다. 관련 연구들에 따르면 아세틸-L-카르니틴과 Alpha-GPC의 병용이 보다 뛰어난 생체활성을 보일 수 있음을 나타내고 있습니다.

- 산화스트레스를 감소시킴

- 카르니틴 배설이 감소됨 –> 혈중농도 유지에 유리함

알파-GPC 복용량 범위는 일일 400 ~ 1200 mg을 나누어 복용합니다.

알파-GPC의 부작용으로는 두뇌 콜린의 지나친 증가에 따른 두통 또는 현기증이 있습니다.

콜린 신호 경로를 위한 보조물질로서  Alpha-GPC , Citicholine  및 Uridine Monophosphate의 섭취는 아세틸 콜린 합성과 기타 용도를 위해 콜린이 더 잘 활용될 수 있도록 하며 이들의 상보적인 작용으로 각각의 양을 더 적게 사용해도 좋은 효과를 기대할 수 있습니다. 또, 여기에 건강한 세포막을 촉진하는 데 사용되는 인지질인 포스파티딜세린을 포함함으로써 포스파티딜콜린을 포스파티딜세린 합성에 사용하지 않아도 되므로 콜린 재생 및 결과적으로 아세틸 콜린 생산에 더 많은 포스파티딜콜린을 활용할 수 있습니다.

아세틸 콜린은 신경 전달 물질입니다. 아세틸콜린은 주의력을 높이고 주의력을 유지하며 학습능력과 기억력을 향상시키는 데 핵심적인 역할을합니다. 아세틸 콜린을 사용하거나 영향을받는 뉴런은 콜린성이라고 합니다. 중요한 아세틸 콜린 구성 요소는 콜린 및 아세틸 그룹입니다. 아세틸 -CoA와 콜린의 가용성은 뇌가 아세틸 콜린을 생성하는 능력에 크게 영향을 미칩니다.

판토텐산(B5)는 CoA 합성에서 보조인 자로 사용됩니다. CoA는 아세틸 화되어 아세틸 -CoA를 형성하며, 주로 미토콘드리아 피루브산 탈수소 효소 복합체를 통해 아세틸-CoA를 형성 한 다음 세포질로 전이됩니다.

피루브산 탈수소 효소 복합체는 피루베이트 (여러 대사 경로에서 핵심 중간체)를 아세틸 -CoA로 전환시키는 3 개의 효소로 구성됩니다. B1, B2, B3, B5, 리포익액시드가 복합체에 필요합니다.

시험관 내 증거에 따르면 아세틸 -L- 카르니틴 또는 N- 아세틸 -L- 티로신 과 같은 화합물의 아세틸기는 아세틸 콜린 합성에 기여할 수 있습니다. 아세틸 -L- 카르니틴 은 또한 뉴런 미토콘드리아의 기능에 중요한 역할을 합니다.

콜린은 고친화성 콜린 흡수 수송체 (ChT : the high-affinity choline uptake transporter)에 의해 세포 외액으로부터 콜린성 뉴런에 의해 흡수되고 시냅스 말단 (아세틸 분자와 조합 될 수있는)에 축적됩니다. ChT의 활성은 상당한 가소성을 나타내며 콜린성 뉴런의 활성화에 의해 영향을받을 수 있고, ChT에 의한 콜린의 흡수 속도가 아세틸 콜린의 생산을 제한할 수 있습니다.

이 단계는 뉴런 세포막의 주요 구성분인 DHA의해 향상 될 수 있으며, 이는 콜린을 뉴런으로 수송하는 ChT의 능력을 개선시켜 아세틸 콜린 합성력을 증가시킵니다. 이러한 이유로 DHA가 적절한 아세틸 콜린 수치를 유지하는데 도움을 줄 수 있습니다.

아세틸 콜린은 콜린성 뉴런의 신경 말단에서 생성됩니다. 이 때, 효소 ChAT(choline acetyltransferase)가 아세틸 -CoA에서 콜린으로의 아세틸기의 전달을 촉매합니다. ChAT는 아세틸 콜린 합성에서 속도 제한 단계의 효소입니다.

뉴런의 콜린 및 아세틸기의 활용도를 높이는 것은 아세틸 콜린 합성능력을 강화하는데 중요하고 또, ChAT 활성도가 그에 맞게 올라가야 합니다. 생약으로 바코파 몬니에리는 ChAT의 활성을 돕고 결과적으로 아세틸콜린의 생성을 강화할 수 있습니다.

아세틸 콜린은 두 가지 주요 수용체를 활성화시켜 그 효과를 발휘합니다. 첫 번째 유형은 니코틴 성 아세틸콜린 수용체 (nAChR)입니다. 이들은 나트륨 (Na +), 칼륨 (K +) 및 칼슘 (Ca 2 +) 과 같은 전하를 띤 미네랄인 이온이 세포막을 통과하게하는 리간드-게이트 이온 채널이며, 이들의 활성화는 빠른 탈분극 및 자극을 줍니다.

마그네슘 이온(Mg 2+)은 nAChR 이온성 수용체를 통한 세포막으로의 이온 흐름의 균형을 맞추는 데 관여합니다. 포스파디딜 세린은 아세틸 콜린 방출을 돕고 니코틴성 아세틸콜린 수용체 기능에 영향을 미칩니다.

두 번째 유형은 무스카린성 아세틸콜린 수용체 (mAChR)입니다. 이들은 second messengers라고 하는 세포 내부의 신호 전달 경로를 활성화시키는 G protein-coupled receptors입니다. 이러한 두 종류의 아세틸 콜린 수용체는 기억의 에 관여합니다.

대부분의 다른 신경 전달 물질과 달리, 아세틸 콜린의 시냅스에서의 작용은 재흡수에 의해 종료되지 않고. 아세틸콜린 에스테라제 (AChE)에 의한 효소적 가수 분해를 통해서만 콜린 및 아세테이트를 생성하면서 불활성화됩니다.

그리고 유리 콜린은 시냅스 말단에 의해 다시 흡수되어 아세틸 콜린으로 재활용 될 수 있습니다.  바코파 몬니에리는 AChE의 활성을 늦춤으로써 아세틸 콜린이 수용체 자극을 강화하여 아세틸 콜린의 효과를 향상시킬 수 있습니다.

다음 호에 이어집니다.

 

참고자료
https://www.creative-proteomics.com/services/choline-and-choline-metabolites-analysis-service.htm
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1746161.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7057184.
Bhanumathy M, Harish MS, Shivaprasad HN, Sushma G. Pharm Biol. 2010;48(3):324-327. doi:10.3109/13880200903127391.

 

최해륭 학술위원  pharmacy@binews.co.kr
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