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승욱 길
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1 건강기능식품학 - 체중조절관련건강기능식품 - 약학대학 정이숙 2012 년 11 월 19 일, 21 일

2 비만과체중조절 (1) 체중조절의정의 - 체내에지방이과잉축적되지않도록조절하는것을말한다. (2) 비만의원인 비만의원인 : 유전적요인, 지나친열량섭취, 정신적요인, 내분비장애, 운동부족, 등이있지만그중에서과잉에너지축적 ( 섭취한에너지 > 소비에너지 ) 이가장직접적으로관계된다. - 단순성 ( 본태성 ) 비만 : 다른특별한원인없이섭취에너지에비해소비에너지는적을때초래되는경우 ( 비만의 95%) - 증후성비만 : 내분비질환 ( 인슐린의존성당뇨병, cushing 증후군, 난소기능부전, 갑상선기능저하 ) 이나시상하부장애 ( 뇌의만복감중추장해시나타난다.) 등어떤원인으로인해비만이되는경우

- 부모의영향 : 양친이비만이면자녀의 70~80% 가비만가능성있음. 부모중한명만비만인경우자녀의 40~50% 가비만가능성있음.

3 가. 유전적요인 - 식용억제작용을갖는렙틴단백질의유전적변이에의해생김. 따라서이유전자를비만유전자라고도함. - 지방조직에있는아드레날린수용체인베타 -3 수용체는지방을분해하여에너지로전환하는데, 이유전자에이상이생기면에너지감소에의한체중증가가나타남. - 부모의영향 : 양친이비만이면자녀의 70~80% 가비만가능성있음. 부모중한명만비만인경우자녀의 40~50% 가비만가능성있음. 체중감소 렙틴감소 에너지소비감소 / 섭취증가체중증가 렙틴증가 에너지소비증가 / 섭취감소 Mice without the leptin gene are morbidly obese (right) compared to normal mice (left).

4 렙틴호르몬 : 지방조직에서분비되는렙틴호르몬은체내지방량이증가하면시상하부에작용하여음식물섭취를줄이고 ( 식욕억제 ) 에너지소모를늘리도록함으로써체중조절시스템에서아주중요한역할을한다 ( 지방량이감소할경우, 반대작용을한다 ). 렙틴유전자변이에의해렙틴생성이안되거나렙틴수용체의결함이생긴경우, 식욕억제가안되어끊임없이음식을먹게되어일반인보다체중이증가한다.

나. 정신적요인 - 스트레스와같은정신불안과욕구불만을해소하기위해음식물섭취를증가하는반면, 신체활동은감소시켜 ( 에너지소모감소 ) 에너지대사불균형이생김. - 피곤하거나화가났을때음식섭취를통해해소하려는경향이있음. - 비만한사람중의지력이나자제력이부족하여식욕과체중조절을못하는경우가많음. 다. 내분비인자 - 내분비장애에의한비만을증후성비만이라고함.

5 나. 정신적요인 - 스트레스와같은정신불안과욕구불만을해소하기위해음식물섭취를증가하는반면, 신체활동은감소시켜 ( 에너지소모감소 ) 에너지대사불균형이생김. - 피곤하거나화가났을때음식섭취를통해해소하려는경향이있음. - 비만한사람중의지력이나자제력이부족하여식욕과체중조절을못하는경우가많음. 다. 내분비인자 - 내분비장애에의한비만을증후성비만이라고함. - 시상하부 : 섭취중추와만복감을조절하는중추가있어이곳의장애가생길경우식욕조절 장애를초래함. - 갑상선호르몬분비기능저하 : 기초대사량이저하되어열량소비가감소됨. - 부신피질호르몬의과잉분비 - 부신피질스테로이드제를장기간복용시비만초래 - 쿠싱증후군 (Cushing Syndrome) : 부신피질자극호르몬 (ACTH) 분비를상승하여부신피질을자극 -> 부신피질호르몬코티졸과잉생성 -> 지방세포증식초래 - 여성호르몬분비감소 : 피하지방합성이촉진 -> 지방분해작용억제 < 쿠싱증후군 >

6 라. 사회적환경인자 - 경제발달에따른과잉칼로리음식섭취 - 교통수단의발달로인한운동부족 마. 운동부족 - 소비에너지저하 -> 잉여칼로리의체내저장 - 인슐린활동저하 -> 혈당저하작용의저하 - 지방합성작용감소억제 -> 지방축적 바. 식사 1 음식의종류 - 지질과당질을함께섭취했을때비만초래가쉬움. - 지방침착의주원인인인슐린분비는당질의종류에따라촉진도가다름. 갈락토오스 : 포도당 : 과당 = 115 : 100 : 35 - 단맛의당질뿐아니라, 탄수화물의소화흡수속도, 흡수후의단당의성분과농도가중요 2 식사형태 i) 분할섭식 : 세끼를고르게섭취할경우, 혈중콜레스테롤이낮아지고내당능저하도적음. ii) 저작횟수와식사시간 : 식사속도가빠르고음식저작횟수가적으면소화흡수속도, 혈당상승속도가더디게됨. 3 과식의원인 - 과식후섭취에너지가과잉되면체내에대사이상이없어도저장에너지를증가시켜체지방증가가일어남.

7 쿠싱증후군 : 부신피질자극호르몬 (ACTH) 분비를상승하게하여부신피질을자극함으로써코티솔이과잉으로생성되어중심부지방세포증식 ( 얼굴, 목, 배증식 / 팔다리감소 ) 을초래한다. - 뇌하수체선종, 부신과증식, 부신종양, 이소성 ACTH 분비증, 스테로이드제제를과다사용이원인 - 시상하부에는섭취중추와만복감을조절하는중추가있으며만약여기에어떠한기질적장애가생기면식욕조절을못하게됨으로써음식을과잉으로섭취하게되어비만이일어난다. 시상하부 - 뇌하수체 - 부신축

8 코티솔의분비조절기전 Moon face

9 < 사람이과식을하는것에대한가설 > i) 만복감의한계상승 - 만복을느끼는혈당의한계치가높아진다는가설. - 시상하부에있는만복중추가자극을받으면만복감이생겨섭식이정지됨 ii) 과잉인슐린의공복중추자극 - 인슐린과잉분비는공복감이생김. - 시상하부의섭식중추는인슐린의자극을받으면섭식이증가함. - 비만이되면과잉인슐린의공복중추 ( 배고픔중추 ) 를더욱자극해서과식을유도

10 iii) 뇌속의아민기구의이상 - 시상하부의신경전달물질인도파민, 세로토닌, 히스타민등은식욕을자극하거나억제함. - 이중정서안정작용이있는세로토닌은섭식기능무너뜨려섭식을유도함. 이는스트레스해소와과식과의연관성이있을것으로지적됨. iv) 펩티드호르몬의이상 - 뇌속콜레시스토키닌이동물모델에서섭식억제작용 이있다고알려짐. v) 스트레스의영향 - 스트레스에의한야식증후군은인슐린분비를증가시 켜체내지방합성을촉진시킴.

11 Stress and Health

12 (3) 비만생리 체중조절관련건강기능식품 가. 열발생기능 - 열발생은열생성을통해과잉의에너지를제거하는우리몸의능력 - 열발생이원활하게이루어지지않게되면소모에너지가감소되어비만이되기쉽다. - 식이에의한열생성작용은주로갈색지방세포 (brown adipose tissue) 에서조절 < 갈색지방세포 > < 백색지방세포 > - 추위속에서운동하면목, 어깨의활성형갈색지방을증가시켜복부의비만성백색지방 ( 복부지방 ) 을열로연소시켜비만을감소

13 나. 지단백분해효소 (lipoprotein lipase) - 지방조직내의지단백분해효소는혈장중의중성지방을유리지방산과글리세롤로분해하면유리지방산은지방세포로들어가다시에스테르화하여중성지방으로저장 - 지단백분해효소의활성은비만시증가됨 - 지방조직과근육에중성지방의저장을촉진 -> 지질독성초래 - 체중감소가안정된후에는증가되었던혈관내지단백분해효소의활성이감소되지만에너지섭취가증가되면체중감소이전의활성보다더빠르게증가됨. 다. 시작점 (set point) - 우리몸은일정한체중과지방량을체내유지하는통제체제를가지고있으므로, 비만자의경우아무리체중을감소하려해도시작점이높기때문에비만상태에서벗어나기어렵다. 라. 육체적활동 - 기초대사량은 25세이후부터감소하기시작하므로, 섭취량을 25세이전그대로유지할경우제충의증가를불러옴. - 비만인은육체적활동량이정상인보다적기때문에더큰체중증가를가져올수있음.

14 지단백분해효소 (lipoprotein lipase, LpL) : 지방세포에서지단백분해효소에의한유리 지방산의과다분비는간과근육에지방축적과지질독성및인슐린저항성을유도한다. Adipose Tissue Skeletal Muscle Increased lipotixicity Decreased fatty acid oxidation, insulin action and glucose uptake Systemic Circulation Excess Free Fatty Acids Liver VLDL-triglycerides Insulin Resistance 인슐린저항성 Decreased lipid storage Capacity Portal Circulation 비만상태 Increased lipotixicity & gluconeogenesis 비만에의해지방간, 당뇨병이발생함

식사유발성열생산 (Diet induced thermogenesis DIT) - 식사섭취로인한교감신경흥분은갈색지방조직과근육조직의대사율이항진되지만,

15 마. 식사행동 - 식사를제한하면지방생성효소들의활성이증가하므로, 식사제한으로인한체중감소더큰비만을불러올수있음. - 식사속도가빠르고씹는횟수가적을수록소화흡수속도는느리게되므로혈당상승속도도저하되어뇌의시상하부의섭식중추는계속흥분됨. 바. 식사유발성열생산 (Diet induced thermogenesis DIT) - 식사섭취로인한교감신경흥분은갈색지방조직과근육조직의대사율이항진되지만, 비만자는교감신경의자극이둔화되어 DIT 가적게되어여분의에너지가지방으로전환됨. 사. 내분비계 - 비만환자의 1% 이하가내분비이상을보임 아. 시상하부 - 뇌의섭식조절과정은섭식중추와포만중추의균형뿐아니라자극억제신경계의복합적인 요인때문임.

16 식사유발성열생산 (Diet induced thermogenesis DIT) : 총에너지소비는생명유지에필요한기초대사 (basal metabolism:bm) 와생활활동에필요한활동대사인운동유발성체열생산. (EIT:exercise-induced thermogenesis), 그리고식사를한후음식의소화흡수를위하여대사량은증가하는데이렇게식사섭취에의한에너지대사를식이유발성체열생산 (DIT:diet-induced thermogenesis) 이라하고, 이세가지에열생산에의해우리몸의총에너지소비량이결정된다 식사유발성열생산 >>

17 자. 뇌하수체 - 쿠싱증후군은비만으로이끄는뇌하수체기능이상의가장일반적인형태임. - 부신피질자극호르몬 (ACTH) 는활성된뇌하수체세포들에의해과잉분비되는데, 이것은부신피질을자극하여코티졸이과잉생성되어지방세포가증식됨. 차. 갑상선 - 갑상선의기능부전에의한기초대사량의저하에의해비만이나타날수있음. 카. 난소기능 - 폐경으로인한 estrogen 분비감소는피하지방합성을촉진시켜비만초래. 갑상선기능저하에따른비만유도 에스트로겐감소로인한비만유도 갑상선호르몬 : 대사율을조절함으로써체중조절에중요역할

18 (4) 비만의분류 1 지방조직체내분포부위에의한분류 - 허리와둔부의피하지방량을측정하여하반신비만과상반신비만 ( 복부비만 ) 으로분류 - 상반신비만은복부의내장지방량과다로체내대사장애를일으킴. - 허리와엉덩이둘레비가여성의경우 0.7이정상이고 0.85에달하면혈당의내성검사가필요 - 허리의지방과잉축적으로인해복부내장기를구성하는세포는에너지원으로지방을더선호하므로포도당에대해불내성을보임. 2 지방조직형태에의한분류 - 체지방은일차적으로중성지방의형태로지방세포에저장되면지방세포크기의증대나지방세포수의증가에의해지방조직이증가함. - 지방세포증식형비만 (hyperplastic obesty): 소아형비만. 유년기에많이발생하고지방세포수의증가에의해일어남. 지방세포수는 2세이하, 5~7세, 사춘기에증가한다. 한번증식한세포는줄지않으므로체중감소에성공해도비만재발률이높다. - 지방세포비대형비만 (hypertrophic obesty): 성인이된후에많이발생하며주로지방세포크기가커지는비만. 주로사춘기이후에많이나타남.

19 (4) 비만이가져올수있는질병 가. 제 2 형당뇨병 - 제 2 형당뇨병발병률은정상체중보다과체중인경우약 13% 정도더높음. - 주로인슐린비의존성당뇨병형태로나타남. 미국에서는인슐린비의존성당뇨환자의 85% 가비만이고상반신비만과관련깊음. - 상반신비만시말초조직의인슐린저항성이심하고간에서인슐린제거가감소하여고 인슐린혈증이현저하게나타남.

20 비만에의한당뇨병발생기전 Adipose Tissue Skeletal Muscle Increased lipotixicity Decreased fatty acid oxidation, insulin action and glucose uptake Systemic Circulation Excess Free Fatty Acids Liver VLDL-triglycerides Insulin Resistance 인슐린저항성 Decreased lipid storage Capacity Portal Circulation 비만상태 Increased lipotixicity & gluconeogenesis

21 나. 고혈압 - 비만환자의약 60% 가고혈압 1 비만고혈압에서의렙틴의역할 - 뇌의시상하부에작용하여식욕을억제 - 체열발산조장하여체중조절 - 교감신경계도항진시켜혈압상승 -> 렙틴은뇌시상하부에신호를전달하여지방량이증가하면식욕을억제하고, 에너지소비를늘임.

2 비만고혈압에서의유리지방산의역할 - 금식시카테콜아민에의해자극되어분비됨. - 식사후인슐린에의해유리가억제됨. - 비만고혈압환자는대부분인슐린저항성이있으므로복부내장지방조직으로부터유리지방산의분비가증가됨 - 증가된유리지방산은 alpha 1-adrenergic agonist로서의역할을통해혈관을수축시켜혈압을상승시킴.

22 2 비만고혈압에서의유리지방산의역할 - 금식시카테콜아민에의해자극되어분비됨. - 식사후인슐린에의해유리가억제됨. - 비만고혈압환자는대부분인슐린저항성이있으므로복부내장지방조직으로부터유리지방산의분비가증가됨 - 증가된유리지방산은 alpha 1-adrenergic agonist로서의역할을통해혈관을수축시켜혈압을상승시킴. - 내피의존적인 NO의생성을현저히감소시켜혈압을상승시킴. 3 지방조직과레닌-안지오텐신계 (RAS) - 주로간에서생성되는 angiotensinogen은지방세포에서도생산되고조절됨. - Angiotensin II는혈압상승호르몬으로혈장외에지방조직에서생산됨. - RAS의속도조적효소인 renin 및 angiotensinconverting enzyme도지방조직에서발현. - Angiotensin II receptor도지방조직에서발현.

23 4 Natriuretic peptide 와비만고혈압 - 비만환자는 atrial natriuretic peptide (ANP) 에반응저하 -> 이뇨, 혈관확장작용감소 - 체중이감소되면 ANP 에대한반응도항진되어혈압감소, natriuresis 도증가 다. 고지혈증 (Hypertriglyceridemia) - 혈중중성지방과 LDL-apoB가높고, HDL-콜레스테롤이낮아심혈관질환의주요원인이됨. - 고중성지방혈증은고인슐린혈증으로인한지단백의생성이증가하여생김. - 복부비만시복부지방이많으면지방산으로쉽게분해되어간으로유입됨. -> 지방산증가는근육의인슐린저항성을증가시켜고지혈유발 - 상반신비만시인슐린저항성을보여고인슐린혈증이나타남. - 혈중 VLDL 농도는높아지고 HDL은낮아짐. - VLDL 중의중성지방은분해, 유리되어에너지원이되거나지방조직에저장, 축정됨. 라. 뇌졸중 - 체질량지수가 30 이상인인구집단에서뇌혈관질환에의한사망률이증가함.

24 마. 여성생식기계이상 - 다낭성난소증후군, 불임, 월경이상등과같은부인과질환과연관 - 출산시의건강상의문제와태아이상과도연관 - 복부비만은안드로겐의영향을증가바. 호흡기능 - 수면무호흡증은비만군에서흔하며, 특히복부비만과목크기가폐색성수면무호흡증과연관되어있음. 사. 근골격계이상 - 비만한여성은요통위험이증가하고, 요통은활동량저하를초래해비만도를증가시킴아. 통풍 - 체중증가가요산축적을증가시켜통풍을초래함. 특히복부비만에많음. - 케톤체나유산의증가에의해신장에서요산배설이저하될가능성이제기됨. - 비만자체가핵산대사를항진시키고내장기능및혈액순환변화를일으킬수있음. 자. 암 - 비만군의암의상대위험도는남성인 1.33, 여성이 1.55임. - 남성은주로대장결장암, 여성은담낭, 담도, 유방자궁경부, 자궁내막, 자궁체부, 난소암에서나타남.

25 차. 간담도계질환 - 비만군에서지방간의발생이높음. - 체지방이증가하면지방조직에축적된콜레스테롤양이증가 -> 콜레스테롤대사율항진 -> 콜레스테롤담즙분비증가 -> 담즙내의콜레스테롤농도증가 -> 담석형성 - 복부비만은안드로겐의영향을증가 카. 사회적문제 1 사회적편견그리고차별 2 심리적영향 3 체형불만족 -> 비만어린이는그렇지않은친구들에비해최종학력및명문학교 진학율이낮은것으로나타남. -> 비만인사람은그렇지않은사람들보다사회적편견및차별을받 고있다고생각함.

26 비만의위해요인 표 비만관련질환의상대위험비 매우높음 ( 위험도 > 3배 ) 중증도 ( 위험도 : 2-3배 ) 약간높음 ( 위험도 : 1-2배 ) 인슐린비의존성당뇨병 관상동맥성심장질환 암 ( 유방암, 자궁내막암, 대장암 ) 담낭질환 중풍 생식기호르몬이상 이상지혈증 고혈압 다낭종성난소증후군 인슐린저항 골관절염 ( 슬관절 ) 수정이상 수면무호흡증 고요산증, 통풍 요통 * WHO. Obesity Preventing and the Global Epidemic-Report of a WHO Consultation On Obesity. 1997

27 표 비만관련질환유병률 ( 한국 ) 질병명 남자 유병률 여자 고혈압 25.56(16.01)* 20.13(2.86)* 당뇨병 이상지혈증 요통 골관절염 만성심질환 0.64(1.74)* 0.69(0.83)* 뇌졸중 0.74(0.54)* 0.93(0.19)* 통풍 담낭질환 우울증 대장암 유방암 * ( ) 은 공교건강검진자료의유병률임.

28 표 BMI(body mass index, 체질량지수, 비만도 ) 에따른동반질환위험도 ( 한국, 성인 ) 분류 BMI (kg/m 3 ) 동반질환의위험도 저체중 < 18.5 낮다 ( 다른임상질환의위험은높다 ) 정상범위 18.5 ~ 22.9 보통 과체중 : 23 위험체중 23 ~ 24.9 증가 1단계비만 25 ~ 29.9 중증도 2단계비만 30 고도

29 표16-4. 비만도별비만관련질환유병률 ( 한국 ) 질환명 체중구간 ( 체질량지수 ) < 남자 (n=5,162) 고혈압 당뇨병 만성심질환 뇌졸중 이상지혈증 골관절염 모든질병 여자 (n=5,718) 고혈압 당뇨병 만성심질환 뇌졸중 이상지혈증 골관절염 모든질병 모든질병 : 비만관련질환중어느질환이라도갖고있는경우임.

30 표 비만도에따른일부비만관련질환의 Prevalence Ratio ( 한국, 남자 )* 질환명정상체중유병률 BMI BMI BMI>=30 남자 고혈압 <50세 ( ) 2.63( ) 4.83( ) 50세 ( ) 1.63( ) 1.50( ) 당뇨병 <50세 ( ) 2.05( ) 1.52( ) 50세 ( ) 1.51( ) 1.96( ) 이상지혈증 <50세 ( ) 2.84( ) 3.97( ) 50세 ( ) 1.74( ) 1.85( ) 골관절염 <50세 ( ) 2.00( ) 4.20( ) 50세 ( ) 1.73( ) 1.08( ) 만성심질환 50세 ( ) 1.32( ) 0.00( ) 뇌졸중 50세 ( ) 0.24( ) 0.00( ) 모든질병 <50세 ( ) 2.09( ) 2.60( ) 50세 ( ) 1.28( ) 0.94( ) * Referent category : BMI 인사람, Logistic Model은연령, 사회경제적상태 ( 소득, 교육, 결혼상태 ), 건 강행태 ( 흡연, 음주, 운동유무 ) 및건강인식을보정하였음. ( ) 의값은 Prs의 95% confidence interval임 정상체중유병률 : 해당연력및성에서 BMI 에속한사람의유병률임. P>0.05

31 표 비만도에따른일부비만관련질환의 Prevalence Ratio ( 한국, 여자 )* 질환명정상체중유병률 BMI BMI BMI>=30 여자 고혈압 <50세 ( ) 2.54( ) 3.44( ) 50세 ( ) 1.52( ) 1.70( ) 당뇨병 <50세 ( ) 2.34( ) 3.84( ) 50세 ( ) 2.07( ) 1.80( ) 이상지혈증 <50세 ( ) 2.13( ) 3.64( ) 50세 ( ) 1.50( ) 1.08( ) 골관절염 <50세 ( ) 1.94( ) 0.94( ) 50세 ( ) 1.68( ) 1.96( ) 만성심질환 50세 ( ) 3.25( ) 13.67( ) 뇌졸중 50세 ( ) 0.70( ) 2.29( ) 모든질병 <50세 ( ) 1.97( ) 2.19( ) 50세 ( ) 1.24( ) 1.20( ) * Referent category : BMI 인사람, Logistic Model은연령, 사회경제적상태 ( 소득, 교육, 결혼상태 ), 건 강행태 ( 흡연, 음주, 운동유무 ) 및건강인식을보정하였음. ( ) 의값은 Prs의 95% confidence interval임 정상체중유병률 : 해당연력및성에서 BMI 에속한사람의유병률임. P>0.05

32 표 BMI 와허리둘레에따른동반질환위험도 ( 한국, 성인 ) 분류 BMI (kg/m 3 ) 동반질환의위험도 저체중 < 18.5 허리둘레 < 90 cm ( 남성 ) > 90 cm ( 남성 ) < 80 cm ( 여성 ) > 80 cm ( 여성 ) 낮다 ( 다른임상질환의위험은높다 ) 보통 정상범위 18.5 ~ 22.9 보통증가 과체중 : 23 위험체중 23 ~ 24.9 증가중증도 1 단계비만 25 ~ 29.9 중증도고도 2 단계비만 > 30 고도매우고도

33 비만조절관련효능평가방법 (1) 비만관련 biomarker 표 비만의 biomarker ( 현재보편적으로인정되고있는지표 ) biomarker 방법 체질량지수 (BMI) 허리둘레측정체지방측정피부주름두께생체전기저항분석법 - 키와체중을이용하여비만정도평가 - 비만을가장쉽게판단 - 복부지방량을반영하는유용한지표로질병발생위험을반영 - 비만을쉽게판단 - 피하지방두께를캘리퍼로측정 - 지방조직은전류가잘흐르지않는성질을이용하여체지방량측정

34 표 비만의 biomarker ( 현재연구중인지표 ) - 1 Leptin Biomarker Ob-gene 의유전자다형성검사 C- 반응성단백 Ghrelin Adiponectin 베타 3- 아드레날린수용체 체내에서생리작용 - 지방세포의 ob 유전자특이단백산물로에너지항상성유지 - 랩틴의분비가적거나렙틴수용체에이상이있는경우비만이유발 - Gln223Arg 변이를가진사람은혈중지질농도, leptin 농도가높고비만인경우가많음 - 감염시나타나는조직대사의비특이적반응으로나타나는급성반응성물질 - 비만한사람은 low grade systemic inflammation 을유도하여염증지표인 C- 반응성단백증가시킴 - 음식섭취와체내영양상태에대한신호를시상하부에전달하며, 성장호르몬분비촉진 - 비만환자는혈중성장호르몬수용체신호체계의내인성리간드인 ghrelin 이낮아비만유발 - 지방조직에서발현되고혈중을순환하는단백질 - 혈관내피세포에단핵구접착을억제시켜혈관장애에예방역할을하는데비만환자에서는발현량이감소됨 - 갈색지방세포에분포하며카테콜아민에반응하여지방분해와열생성에관여 - 베타 3- 아드레날린수용체감소는열생성을감소시키고지방세포기능에영향을미쳐비만야기

35 표 비만의 biomarker ( 현재연구중인지표 ) - 2 Biomarker Uncoupling protein 유전자 (UCP) Peroxisome proliferator activated receptor (PPARs) Renin-Angiotensin Coagulation 및 Complement factors TNF-alpha Resistin Agouti-treated 단백 (AGRP) 체내에서생리작용 - Uncoupling protein (UCP) 은미토콘드리아내막에존재하며열생성에관여하는단백질 - UCP 유전자변이는비만유발할수있음. - Peroxisome proliferator 를리간드로하는수용체로지방세포의분화에관여하며비만유전자로알려져있음 - 지방조직에서발현되며영양상태에의해조절되며지방세포의분화에관여 - 비만환자에서심혈관질환의한요소로작용 - 비만에의해변화된 PAI-1 단백질은응고와피부린분해경로에작요하여심혈관질환유발, 지방조직에서많이합성되며혈중 PAI-1 이내장지방증가와비례하여증가 - 지방조직특히내장지방에서더많이발현되고지방의양에의존적으로발현증가 - 지방조직에서만발현되어인슐린저항성을유도하며비만환자에서는혈중농도가증가 - 모근에서만분비되는것으로 alpha-msh 가 melanocortin-4 수용체에결합하는것을방해하고 eumelanin 의생성을촉진하는데, 이것이 agouti 단백이과도하게발현하면시상하부에서 alpha-msh 와 melanocortin-1 수용체의결합을방해하여비만유발

36 (2) 비만조절관련효능평가방법 표 동물실험항목별중요도조사결과 - 1 구분항목평균 다이어트유용성평가항목 체중 9.5 지방조직중량 ( 부고환지방, 내장지방, 복막지방 ) 9.2 체중및체지방계측 총체지방함량 (carcass) 8.8 지방세포의수와크기 8.0 MRI를이용한지방분포측정 5.8 Dual Energy X-ray Aborptiometry 5.8 Triglyceride 8.8 총 cholesterol 7.5 혈액생화학값 HDL-cholesterol 7.7 혈청 insulin 7.2 혈청렙틴 7.5

37 표 동물실험항목별중요도조사결과 - 2 구분항목평균 신체유해여부평가항목 일반검사혈액생화학값조직간기능 피모상태 7.2 호흡수및상태 8.0 변의정상여부 7.7 행동이상의유무 6.0 자극에대한반응성 6.3 헤모글로빈 8.0 알부민 8.7 요소 7.2 케톤체 8.3 중량 - 간 신장 심장 비장 췌장 6.5 조직형태 - 간 8.3 혈중 GOT 7.7 혈중 GPT 7.7 Alkaline phosphatase 7.2

38 표 생체외시험의시험방법별재현성, 정확성, 장단점비교표 재현성 정확성 장점 단점 1. 지방세포분화측정 1 세포형태관찰 보통 낮음 경제적, 간편 객관적 data 얻기어려움 2 지방세포수측정 높음 보통 경제적, 간편, 정량 지방세포분화척도가되기힘듬 3 Oil-red-O 염색법 높음 보통 정량, 비교적정확 세포내지방함량측정이힘듬 2. 세포내비만관련지질, 지단백질및호르몬측정 1 Triglyceride, total lipid 매우높음 높음 간편, 정량 TLC에비해제한적임 2 Cholesterol (total cholesterol, LDLcholesterol, HDL-cholesterol) 높음보통간편, 정량 TLC 에비해제한적임 3 Leptin 함량 높음 높음 간편, 정량 방사성동위원소사용 3. Lipogenesis와 adipogenesis 관련효소측정 1 효소활성측정 높음 높음 정량, 정확, 일반적 방법이어렵고동위원소사용 RT-PCR 보통 보통 간단, 일반적 반정량적방법, 정확하지않음 2 유전자발현측정 Real-time PCR 매우높음높음간단, 정량, 정확실험비용이많이듬 Northern blotting 높음 높음 정확 많은양시료필요, 동위원소사용 3 GPDH (glycerol phosphate dehydrogenase) 높음 보통 간단, 정량, 정확 숙련된기술필요, 특이성결여 4. Lipolysis 와 fatty acid oxidation 관련효소및유전자측정 1 효소활성측정 높음 높음 정량, 정화, 일반적 방법이어렵고동위원소사용 2 CPT-1 (carnitine palmytoyl transferase-i) 유전자높음높음방법에따라다름측정방법에따라다름 효소활성낮음보통정량, 정확재현성낮고동위원소사용 3 UCPs (uncoupling protein) 유전자높음높음방법에따라다름측정방법에따라다름

식약청인증체중조절건강기능식품 I. 고시형건강기능식품 (1) 식이섬유함유제품 가.

- 폴리덱스트로오즈 : 수용성식이섬유, 높은안전성, 저칼로리식품으로 FDA 승인 -

39 식약청인증체중조절건강기능식품 I. 고시형건강기능식품 (1) 식이섬유함유제품 가. 식이섬유 - 분해되지않는분자량이큰다당류등을식이섬유라함. - 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈 : 세포벽의주성분으로물에녹지않음. - 펙틴, 알긴산 : 수용성성분으로세포벽의성분과세포내의저장다당류등. - 폴리덱스트로오즈 : 수용성식이섬유, 높은안전성, 저칼로리식품으로 FDA 승인 - 식이섬유보충용식품섭취시체중약간감소, BMI 약간감소, 체지방율감소, 체지방감소를 보임. < 시중에판매되고있는식이섬유함유건강기능식품 > < 대표적인식품의식이섬유함량비교 >

40 나. 식이섬유함유제품의체중조절기전 - 펙틴, 검, 베타-글루칸등의식이섬유소는체내에서분해되지않으므로열량은제공하지않고, 수분보유능력이뛰어나섭취한음식물의부피를크게함. - 위에서팽창하여포만감을느끼게하고위장관에서음식물의소화, 흡수및장으로의이전속도를조절하여섭취량을조절. - 키토산이나글루칸은섭취시소장내에서전분, 단백질, 지질등의영양분과결합하여이들의흡수를방해, 장내미생물에의해발효되어콜레스테롤합성억제. 다. 부작용및주의사항 - 미네랄과중금속부족증 : 섬유질의착화학물형성작용으로인해미네랄과필수금속의흡수억제 - 결장의장축염증 : S상결장의일부가뒤틀려장내용물의통과가힘듦. - 식도암 : 곡류의섬유질은 Si와결합되어있는경우가많아 Si에의한식도암발생률이증가 - 영양장애 : 단백질및당질, 지방분해효소작용을저해시켜영양분흡수를저해시킴. - 장내세균총변화 : 장내세균의세균벽 polysaccharide 성분이섬유질과결합하여변을통해그대로배설됨. - 위장관장애 : 난소화성섬유소장애물이장내세균에의해대사되어가스를생성하여위장관장애를일으킴. < 결장의장축염증 >

41 II. 개별인정형형건강기능식품 (1) 히비스커스 (Hydroxy citric acid) 등복합추출물 가. 히비스커스 - 히비스커스복합제는 L- 카르니틴, 키토산, 수산화구연산 (HCA, hydroxycitric acid) 을함유하는복합제 - L- 카르니틴 : 체내에서지방산을미토콘드리아안으로 이동시켜미토콘드리아안에서체내지방을연소시킴. - 근육이나혈액중카르니틴농도를높여최대산소섭취량을증가시킴. 무궁화속 < 현재출시중인히비스커스복합추출물건강기능식품 > 그림 카르니틴에의한대사활성화작용

42 - 키토산 : 새우, 게등의갑각류와곤충등에서단백질과복합체를이루어생물체의골격과외피를생성하는키틴이탈아세틸화한 glucosamine의중합체 - 키토산섭취시체중, 체지방, 허리둔부비가감소, 혈중콜레스테롤및지질감소, 지질배설량증가 - 수산화구연산 : 지방합성시필요한 ATP 구연산리아제라는효소작용을억제하여지방산합성을억제 - 수산화구연산과 L-카르니틴을병용하면지방의분해촉진과지방의재합성을억제하여체지방축적을방지할수있음. 키토산에의한대변중지방배설 < 수산화구연산이주성분인가르시니아캄보지아 > 수산화구연산에의한지방분해작용

43 뇌하수체식욕억제 지방분해촉진 L-carnitine 녹차추출물크롬 CLA 대두펩티드비타민 B6 페닐알라닌 Rapsberry ketone Pyruvate Synephrine HCA 페닐알라닌트립토판식이섬유소녹차 (caffein, cathechin) 렙틴 다이어트 대사활성화 HCA CLA Guarana MCT Capsaicin Synephrine Guarana 녹차추출물중쇄 TG 렙틴 지방흡수억제 키토산식이섬유소글루칸 지방합성억제 HCA L-carnitine 녹차추출분말 DHEA 체중조절소재들의작용기전

44 나. 수산화구연산 (Hydroxy citric acid, HCA) - 인도산가르시아캄보지아식물에서추출한물질 - 미토콘드리아밖에존재하는 ATP-citrate(pro-3S)-lyase 효소의경쟁적억제제로확인됨. - 지방산생합성억제작용과간에서글리코겐합성억제작용 - 음식섭취량감소에따른체중감소효과 Garcinia cambogia 의체중변화연구

45 다. 히비스커스등복합추출물의체중조절작용기전 - 키토산 : 양전하를띠고있어약한음이온교환수지로작용 -> 콜레스테롤과지질을흡착, 미셀을형성하고소화효소의작용을받지못함. : 담즙도흡착하여배설시킴 -> 체내콜레스테롤 pool을감소 -> 혈중지질농도를낮춤, 지질및콜레스테롤흡수억제 - 수산화구연산 : 당질의지방으로의변화를차단, 글리코겐축적을증가 -> 당질의에너지화, 지방의에너지화를촉진 -> 에너지소비에의한기초대사량항진작용, 식이섭취감소 : ATP 구연산리아제와결합하여구연산의분해를차단 -> 지방산합성억제, malonyl-coa 농도감소 -> 분해작용 -> 지방합성억제, 지방분해촉진 - L-카르니틴 : 지방산을미토콘드리아안으로이동 -> 분해활발 - L-카르니틴 + 수산화구연산 : 지방의분해촉진, 재합성억제 -> 체지방의축적방지 : 수산화구연산에의한글리코겐축적은당질의과부족이그대로뇌의시상하부에전달되어식욕이억제됨. 라. 부작용 현재까지알려진바없음.

46 (2) 공액리놀레산함유제품 가. 공액리놀레산 (conjugated linoleic acid, CLA) - 불포화지방산의복합체 - 음식물에주로존재하는이성체는 c9t11-cla ( 루메닉산 ) 와, 7,9-CLA (c/t), 11,13-CLA (c/t), 8,10-CLA (c/t), t10c12-cla 등이다. < 현재출시중인공액리놀렌산건강기능식품 > - 지방세포에서의작용은다른이성체보다강하고체중감소와지방조직감소효과가보고됨. 그림 c9t11 CLA 와 t10c12 CLA 의구조

47 표 공유리놀레산함유식품 ab Dairy Products Food mg/g fat Food mg/g fat Meats/Fish Homogenized milk 5.5 Fresh ground beef 4.3 2% milk 4.1 Veal 2.7 Butter fat 6.1 Lamb 5.8 Condensed milk 7.0 Pork 0.6 Cultured buttermilk 5.4 Chiken 0.9 Butter 4.7 Fresh ground turkey 2.6 Sour cream 4.6 Salmon 0.3 Ice cream 3.6 Egg yolk 0.6 Low-fat yogurt 4.4 Custard syle yogurt 4.8 Vegetable Oils Plain yogurt 4.8 Safflower Oil 0.7 Frozen yogurt 2.8 Sunflower Oil 0.4 Medium cheddar 4.1 American processed 5.0 a Based on values reported by Chin et al. (53) and Lin et al. (54). b Reprinted with permission from MacDonald: Conjugated Linoleic Acid and Disease Prevention: A Review of Current Knowledge. JACN 19:111S-118S, 2000 (13)

48 나. 공액리놀레산함유제품의작용기전 - 동물의간, 지방조직, 근육조직에서베타산화작용을증가, 에너지소비증가및산화촉진작용 -> 체지방감소효과, 체중조절작용 - 복합체는동물의호흡계수를변화, 퍼옥시좀산화작용증가, 카르니틴팔미토일전이효소, 아실코에이산화효소, 언커플링단백질의발현증가 -> 에너지소비증가 - 지방산합성에꼭필요한효소 (SCD-1) 을억제 -> 지방산합성억제 - PPAR gamma 발현유도 -> 지질대사에영향 -> 체중조절 다. 부작용 현재까지알려진바없음. <CLA isomer 의비만과지질대사에미치는영향 >

(3) 가르시니아캄보지아껍질추출물 HCA-600-5X5 - 열수추출물을분무건조하여만듦. - 기능성분 : HCA (hydroxycitric acid) 의함량은약 60% 로표준화됨. - HCA는탄수화물이지방으로전환될때사용되는효소의활성을억제하여체중과체지방량이감소됨. - 안전성과기능성을확보할수있는하루섭취량은 HCA 750 ~ 2,800 mg이다.

49 (3) 가르시니아캄보지아껍질추출물 HCA-600-5X5 - 열수추출물을분무건조하여만듦. - 기능성분 : HCA (hydroxycitric acid) 의함량은약 60% 로표준화됨. - HCA는탄수화물이지방으로전환될때사용되는효소의활성을억제하여체중과체지방량이감소됨. - 안전성과기능성을확보할수있는하루섭취량은 HCA 750 ~ 2,800 mg이다. < 현재출시중인가르시니아캄보지아껍질추출물건강기능식품 > (4) APIC 대두배아열수추출물등복합물 - 대두배아열수추출물과 L-카르니틴을혼합하여만듦. - 지표성분은다이드진, 제니스틴, 글리시틴, L-카르니틴임. - 기능성분 : 다이드진, 제니스틴, 글리시틴의합이약 5%, L- 카르니틴이약 40% 수준으로표준화 - 동물실험에서지방산산화를조절하는효소의활성을증가시켜체지방함량을감소시킴. - 안전성과기능성을확보할수있는하루섭취량은대두배아열수추출물로서 700 mg이다. < 현재출시중인대두배아열수추출물건강기능식품 >

50 기타관련소재 (1) 녹차추출물함유제품 가. 녹차추출물 - 카테킨은녹차에가장많이들어있는폴리페놀이다. - 녹차에는 4종류의카테킨이있는데, 그중에피갈로카테킨갈레이트 (EGCG) 이체열발생증가및지방분해작용이제일클것으로추정함. ( 그림 16-9) 그림 녹차에있는주요카테킨의화학구조

51 나. 녹차추출물함유제품의작용기전 - 카페인과카테킨성분 : 식이섭취감소 -> 체중조절효과를나타냄. 그림 녹차카테킨에의한식이섭취감소효과

52 나. 녹차추출물함유제품의작용기전 - 데오필린과데오브로민 : 지방가수분해를촉진 -> 체중조절 - 녹차분말 : 노어에피네프린의분해억제 -> 노어에피네프린의작용강화 -> 체열발생 -> 대 사활성 -> 지방합성억제 -> 체중조절 그림 EGCG 에의한체중조절작용

53 Stress and Health

55 지단백분해효소 (lipoprotein lipase) Diagrammatic representation of triglyceride storage (lipogenesis) and breakdown (lipolysis) in adipocytes

56 Fat metabolism in peripheral insulin resistance and fatty liver.

57 인슐린 : 당의세포막투과를증대, 당생성을억제 -> 혈당강하 - 지방합성촉진, 지방의분해억제, 성장촉진, 세포분열촉진 코티솔 : 당분해증가 혈당증가 과잉포도당일부는지방으로축적 단백질분해증가, 지질분해증가 -> 혈중지방산증가 갑상선호르몬 : 탄수화물분해대사 에너지생성증가, 단백질합성증가 뼈생성증가, GH 와시너지효과 성장호르몬 : 지방분해증가, 단백질합성, 당유입감소

58 - 복부의백색지방은지방을저장하는창고일뿐이다. - 갈색지방은지방을태워없애는지방용광로에해당한다. 체중조절관련건강기능식품 - 비만자는갈색지방이적고비활동상태에있다. - 비만치료제로사용되는 Sibutramine 같은교감신경흥분제들은갈색지방을활성화시켜지방을태워없애는약물들이다. - 좌하부갈색지방세포는바로옆근육세포와조상이같다. - 갈색지방은근육세포로전환될수있다. - 갈색지방을증가시켜주고활성화시켜주면비만이감소한다. - 갈색인이유는당이나지방산을태워주는미토콘드리아숫자가매우많기때문이다. - 백색지방도추위속에서운동하면갈색지방으로변할수있음이확인되고있다. - 또한갈색세포는근육세포로변할수있으나, 백색세포로변하지않는다. - 중요한점은백색지방조직은추위속에서의운동이나교감신경자극을받으면갈색지방조직으로바뀔수있다는놀라운사실이검출되고있다는점이다. - 갈색지방은백색지방으로변화되지않는다. - 뇌는추운상태에서는교감신경을흥분시키고갈색지방조직만이지닌특유의발열효소 (UCP-1) 를통해열을발산한다. - 외부온도가올라감에따라갈색지방조직의활성이감소된다. - 외부온도가떨어지면갈색지방조직의 Mitochondria 는다른조직의 Mitochondria 와는달리 ATP 를만들지않고열을발산시켜체온을유지하는일을한다. 따라서몸속체온 (Core Temperature) 을 37 도로유지시켜준다. - 백색지방조직과갈색지방조직은그전구세포가다르다.

(지도6)_(5단원 156~185)

(지도6)_(5단원 156~185) 1 _ 2_ 3_ 4_ 01 158 159 참고 자료 160 161 162 163 02 164 165 참고 자료 166 167 168 169 활 동 지 03 170 171 172 173 활동의 결과이다. 신경 세포와 신경 세포 간에 화학 물질을 방출하여 전기 신호를 전달해 주는 시냅스 활동은 우리 뇌가 새로운 경험을 할 때마다 변한다. 기분 나쁜 경험을 하면