N-아세틸글루코사민

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안전성 검증된 천연 소재

미용식품·스포츠영양식품 등에 이용 늘어

1950년대의 페이퍼 크로마토그라피 기술의 발전으로 사람의 인유 중의 소량 존재하는 당류의 분리가 가능하게 됐고 모유 중에서 10종류의 중성당이 분리됐다.

또 1980년대에는 27종류의 당류가 분리되었고 그 중 하나의 당인 N-아세틸글루코사민은 1981년 일본의 사이토 등에 의해 초유의 K-카제인의 당쇄구조와 카제인 미셀을 연구하는 과정에서 K-카제인에서 새로운 N-아세틸글루코사민이라는 아미노당이 발견됐다. 이 단당은 유선조직 중의 당대사시의 중간체로 사용되어지는 것으로 확인되었으며 우유 중에는 N-아세틸글루코사민이 100ml에 11.7mg이 함유되어있는 것으로 보고된다. 이어 1999년 일본의 야이즈수산에 의해 처음으로 효소적 방법에 의해 N-아세틸글루코사민이 상업적으로 생산되기 시작하였으며 현재는 식품첨가물로 사용되고 있다.

한편 N-아세틸글루코사민은 미국, 캐나다 등에서도 글루코사민과 함께 Diet supplement(변형성관절염에 효과)로서 다량 사용되어 왔는데 주로 미용식품이나 스포츠영양식품 등으로 이용되는 추세다. 이 밖에도 일본의 경우에도 야이즈 수산에서 2000년도 초에 산업화시켜 점차적으로 유통량이 늘어나고 있다.

인체 구성성분 합성증가 효과 확인

공통점과 상이점

글루코사민(DGA)과 N-아세틸글루코사민(NAG)는 화학적 물리적 공통점과 상이점을 가지로 있다. DGA와 NAG는 모두 키틴을 원료로 하여 가수분해를 통하여 생산된다. 다만, DGA는 키틴을 염산으로 분해할 때 가수분해뿐만 아니라 탈아세틸화가 동시에 일어나 만들어지고, NAG는 키틴을 약하게 산분해하거나 혹은 효소분해하여 glycosidic linkage의 절단만 일어나 만들어지는 점이 다르다.

화학구조에 있어서도 DGA와 NAG의 기본구조는 동일한데, 다만 NAG는 DGA의 amino group이 acetylation이 되어 있다는 점이 다르다. 자연계에서는 acetylation된 NAG 형태가 생물체에 더 많이 존재하고 있어 DGA보다 NAG가 천연에 가깝다고 할 수 있다. 물리화학적 특징을 보면 DGA는 자체적으로 혹은 다른 식품성분과 반응하여 갈변현상을 쉽게 나타내지만 NAG는 거의 갈변현상을 나타내지 않는 점이 다르다. 이는 DGA가 amino group과 함께 일반 당이 가지는 aldehyde group을 가지고 있기 때문에 갈변현상이 잘 나타내기 때문이다. 또 두 물질은 맛, 수분활성도, 수용액의 pH 등에 있어서도 다소 차이가 있다.

이 밖에도DGA와 NAG는 비슷한 생리기능을 갖는 것으로 평가되고 있다.

DGA 혹은 NAG를 섭취하게 되면 인체의 구성성분인 연골조직, 결합조직, 장관벽의 mucous layer 등의 합성이 증가되는 것으로 보고 된다. 장내 미생물의 이용성은 다소 차이가 있다. NAG는 장내 유익균이 선택적으로 이용하는 특성이 있어 probiotics로서의 작용을 한다. 그러나 DGA는 그렇지 못하다.

이를 바탕으로 미국, 캐나다, 일본 등에서는 DGA와 마찬가지로 NAG를 변형성관절염의 통증감소와 치료물질로서 인정하여 건강식품으로 생산, 판매되고 있다.

글루코사민(DGA)과 N-아세틸글루코사민(NAG)의비교 입력 2004-08-30 17:19 수정 2004.09.01 09:45

항목	글루코사민(DGA)	N-아세틸글루코사민(NAG)
천연에의 분포	1. 곰팡이(접합균류) 세포벽의 구성성분 2. 연골 등 뮤코다당체의 구성성분	​1. NAG는 우유, 모유 중의 존재 2. 우유, 모유 중 올리고당의 주요 구성성분 3. 연골 등 뮤코다당체의 구성성분 4. 게, 새우 등 갑각류 외피를 구성하는 키틴을 구성하는 당생체 내 예상
생체 내 동태	​1. 잘 연구되어 현재 식품, 의약품으로 허가되었음	​1. 경구투여한 NAG의 20%는 배출되고 , 약 60%는 에너지원으로 이용되고, 나머지 20%는 체내에서 광범위하게 분포하여 결합조직, 연골조직, 피부조직 등에 존재한다.
​1일 섭취량 (기능성식품으로)	​1. 1.0-1.5 g/day	​1. 0.1-1.0 g/day, 보통 0.1g. 글루코사민과 비슷함.
​생리기능	​1. 장내세균이 잘 이용하지 못함 2. 변형성 관절염의 통증완화 및 치료효과가 입증됨. - 통증완화 - 관절사이의 연골조직 개선 - 현재 약품과 식품으로 허가되어 사용 중임	​1. 장내 유익한 유산균만 선택적으로 이용함 2. 글루코사민과 마찬가지로 변형성 관절염에 효과가 있는 것으로 보고 되었음. -연골의 glycosaminoglycan 함량을 증가시켰음. 글루코사민과 비슷함. - Rat에 대한 실험보고가 있음. 3. 장염(Bowel disease) 환자의 경우 장점막(glycoprotein)을 수복시키는 기능이 있음. 글루코사민보다 우월함 4. 피부 Hyaluronic acid 생합성 촉진 효과 - Rat에 NAG를 경구투여 한 경우 농도 의존적으로 피부의 히아론산 함량이 증가됨. - 사람을 대상으로 한 실험에서도 피부개선 효과가 있음.
독성	​1. 식품/의약품으로 안전한 것으로 평가되어 사용 중임.	​1. Rat를 사용한 단회부여(5g/KG)급성 경구독성 실험 결과 이상이 관찰되지 않음. 2. Ames Test 결과 변이원성이 없는 것으로 나타남.
​각국의 사용 예	​1. 미국, 일본, 유럽, 한국 등에서 변형성 관절염의 통증완화 및 치료를 목적으로 약품 및 건강 보조식품으로 사용 중임. 2. 일반적으로 약품의 경우에는 키틴을 염산으로 분해하여 글루코사민 염산염을 만든 후 화학적 방법으로 변형시킨 글루코사민 황산염이 사용됨. 3. 일본에서는 화학적 방법으로 제조된 글루코사민 황산염은 식품으로 허가되지 않았고 글루코사민 염산염만 허가됨.	​1. 미국, 캐나다, 일본 등에서 사용 중이나 현재 한국에서는 허가되지 않았음. 2. 미국, 캐나다에서는 글루코사민과 같이 조합하여 변형성 관절염에 효과가 있는 건강식품으로 이용됨. 3. 일본에서는 변형성 관절염과 피부 노화 예방을 위한 건강식품첨가물 품목 리스트에 포함되어 있음.

연골퇴화 억제 피부건조 개선 효과 등 적용범위 넓어

△ N-아세틸글루코사민의 기능성과 안정성

N-아세틸글루코사민은 우유 100ml 중 약 11mg이 유리된 상태로 존재하는 안전한 물질이다. N-아세틸글루코사민은 또 인체내에서 합성되어 세포와 세포의 결합 성분, 점막성분, 관절 윤활액 등의 성분인 글루코사미노글리칸, 당지질, 당단백 등을 구성하는 인체 구성성분으로서 체내에서 광범위하게 다량 존재하는 물질이다. 반면 설탕은 인체에서 생합성 되지 않고 식물에서 합성되어 공급되며 체내에서 분해되어 에너지원으로 사용되거나 지방 및 글리코겐으로 저장된다.

ⓛ관절건강과의 관련성

쥐의 무릎 관절에 파파인으로 퇴행성 변화를 유발시키고 N-아세틸글루코사민을 경구 투여할 때 연골 조직의 glycosaminoglycan 함량변화, 방사선 동위원소로 표시된 글루코사민의 흡수 정도 및 연골 조직학에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 N-아세틸 글루코사민은 연골 퇴화를 억제하는 유용한 효과를 보여 주었으며, 같이 첨가한 글루코사민의 이용도를 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 N-아세틸글루코사민을 첨가하는 경우 관절연골 조직의 퇴행성 변화를 억제시키는 것으로 나타났다.

②장내 유익균 증식

N-아세틸글루코사민은 백혈구로부터 elastase 분비를 상당히 억제하는 효과가 있다. N-아세틸글루코사민의 경우는 더 강력한 분비억제 효과가 있었다. Elastase는 류마티스성 관절염에서 관절연골, 인대, 건, 뼈의 퇴화를 일으키는 작용을 하기 때문에 N-아세틸글루코사민과 N-아세틸갈락토사민이 면역세포(백혈구)로부터 elastase의 분비를 억제한다는 것은 류마티스성 관절염 등의 완화에 사용될 수 있다는 것을 보여주었다.

N-아세틸글루코사민은 300ug/ml의 농도에서도 쥐의 뼈세포에 대해 독성을 나타내지 않았으며, 관절의 콜라젠 분해(collageonolysis)를 막는 효과를 보였고, 뼈에서 칼슘 이 빠져나가는 것을 막아 골다공증의 치료에 사용할 수 있다는 결과를 보였다.

N-아세틸글루코사민은 또 모유중의 올리고당을 이루는 구성단위로서 비피더스 증식인자이다. 즉, N-아세틸 글루코사민은 장내 유익균 (Bifidobacterium, Lactobacillus 등)에 의해서만 이용되고 장내 유해균인 Clostridium 은 거의 이용하지 못한다. 따라서 N-아세틸글루코사민을 감미료로 사용하는 경우 설탕(포도당 + 과당)과는 달리 장내 유익균을 특이적으로 증식시키는 좋은 효과가 있다.

③미부 피용 효과

의사에 의한 피부과적 진료소견에 의하면, N-아세틸글루코사민 배합식품은 피부건조를 유의적으로 개선하는 효과를 보였으며 피부의 수분함량을 측정 시, N-아세틸글루코사민 배합식품의 8주간 섭취했을 수분 함량을 증가시켰다. 또 피부의 3차원적 화상해석에 의하면, N-아세틸글루코사민 배합식품의 장기 섭취 시 피부를 매끄럽게 하였다. N-아세틸글루코사민은 인체 내에서 hyaluronic acid 합성에 관련되는 구성성분으로서 hyaluronic acid는 피부조직의 건조를 막아 주는 역할을 한다.

④위장의 건강의 효과

크론병이나 대장궤양은 광범위한 점막의 sulphated glycosaminoglycan(matrix)의 분해를 수반하며 그 결과 장출혈, 장협착 등 다양한 병리현상을 보이게 된다. 이러한 소환관 염증성 질병들로 인하여 생겨나는 점막 matrix의 분해를 치료하기 위해 glycosaminoglycan 생합성의 기질이 되는 N-아세틸글루코사민을 섭취시킨 12명의 어린이들 중에서 8명은 뚜렷한 개선효과를 보였으며 나머지 4명은 반응이 없었다. 그러나 모든 경우에 있어서 조직학적으로 개선을 보였으며 점막의 glycosaminoglycan 함량의 증가를 보였다. 이러한 결과는 만성 소화관 염증질환의 치료에 인체에 무해한 N-아세틸글루코사민이 효과적으로 사용될 수 있다는 것을 보여 줬다.