안녕하세요!
우리 모두 행복하고
건강한 삶을 위해
글을 쓰는 캡코리입니다.
이번에는 콜라겐에 대해서
글을 써보려 합니다.
운동을 하시는 분들,
피부 미용에 관심이 있으신 분들,
관절에 통증이 있으신 분들은
알면 좋을 것 같아요!
그럼 시작해볼게요!
콜라겐이란?
콜라겐은
피부뿐만 아니라 내장, 혈관, 뼈, 힘줄 등
다양한 곳에 존재합니다.
체내 콜라겐의 약 40%는
피부에 존재하며
피부 자체에는
약 75%가 콜라겐으로 구성되어 있고,
체내 콜라겐의 약 10~20%는
뼈, 연골에 존재합니다.
특히 힘줄은 조직자체가 85%로 콜라겐으로
구성되어있다고 보시면 됩니다.
여러분들이 잘 아는 단백질은
최소 분자인 아미노산 분자들이
결합한 것입니다.
아미노산 2개가 결합한 것은 디펩티드
3개는 트리펩티드
4~10개는 올리고 펩티드
10~100개는 폴리펩타이드라고 하는데요,
콜라겐은
20종류의 아미노산이
50개 이상 결합한
폴리펩타이드로 이루어진
3개의 사슬이 나선형 구조로
이루어져 있고
글라이신(Gly),
프롤린(Pro),
하이드록시프롤린(Hyp)
구성으로된
단백질 형태입니다.
이런 고분자 단백질의 콜라겐은
체내에서 구분하기 위한 체계로
섬유형, 비섬유형 포함,
현재 발견된 것은 29가지인데요,
발견된 순서대로
Ⅰ형, Ⅱ형, ....
등으로 나뉩니다.
| Collagen type | Location |
| Type1 | 진피층(약 90%), 힘줄, 인대, 뼈 |
| Type2 | 연골, 유리체, 수핵 |
| Type3 | 피부, 혈관, 장기의 망상조직 |
| Type4 | 상피 결합부위, 기저막 상피 유래층 |
| Type5 | 폐, 각막, 머리카락, 태아 세포막, 태아 뼈 |
콜라겐은 피부, 지방, 근육, 뼈 등의 그 사이사이에서
연결하여 이어주고 있습니다.
미용적인 측면에서 콜라겐이 중요한 이유
진피층이 미용적인 측면에서 중요한 이유는
아래 연구와 같습니다.
피부가 얇아지는 것과
주름 형성 사이의 관계를 확인하는
2011년 논문에서는
58명 남여 시체(사망 연령 범위 29~93세)
이마와 눈구석의 주름 깊이를 평가하였고
진피 두께를 측정한였는데요.
진피의 두께와 탄력은
피부의 주름에
직접적인 영향을 주었으며,
진피층이 얇아질수록,
구조가 무너질수록
깊이가 깊어지는 것을
보여주고 있습니다.
따라서 진피층에서 많이 분포하는
type1이 미용적인 측면에서
콜라겐 섭취는 매우 중요합니다.
또한
24세를 전후로 몸 속에서 합성되는 콜라겐의 양 또한 줄어드는데요
콜라겐이 피부에 영향을 미치는가?
위 실험에서는
콜라겐을 함유한
가수분해물 식이보충제를 통해
혈장 농도를 통해서 분석하였고
펩타이드가 피부에 전달될 수 있다는 것을
시사했습니다.
젤 여과 크로마토그래피를 통해
두 가지 유형의 콜라겐 가수분해물인
HTC-col과 LTC col에
존재하는 펩타이드의 조성을 분석했습니다.
섭취한 콜라겐 중 위장 및 소장에서
아미노산 단위까지 분해되어
의미없는 양도 일부 존재할지라도
콜라겐의 핵심 구조 Gly-Pro-Hyp펩타이드 형태가
충분히 흡수되어 피부와 혈액으로 이동한다고
결과가 있었기 때문에
40대가 되면
콜라겐 합성이 감소하는게 가속되고
콜라겐 섭취를 통해
피부에 보충을 해주는 것이
중요합니다.
콜라겐을 이용해
피부 노화 효능을 검증한 365개의 논문 중
통계와 스크리닝을 통해 19개의 논문을 걸러내어
메나 분석한 논문인데요,
측정 단위나 결과 확인 방법 등이 다르다는 한계가 있지만
대부분의 연구에서 피부
노화를 지연시키는 데에 필요한 시간은
90일이었고
그 결과는 보충제 투여 종료 후
4주간 유지되었습니다.
추가적으로
균형 잡힌 식사와 적절한 식사와 같은 건강한 생활 습관
물 섭취는 더 분명하고 더 빠른 결과를 나타낼 수 있다고 시사했습니다.
또한
주로 비타민 및 조효소 Q10은
콜라겐과 결합 또는 상승 작용하여
측정값을 크게 향상시킬 수 있다고 하였습니다.
12주간 특별히 개발된 콜라겐 펩타이드 2.5g,
아세로라 과일 추출물 666mg,
비타민C 80mg, 아연 3mg,
비타민E 2.3mg 및 비오틴 50μg 복합체를
경구 투여하여
72명에게 피부 노화와 건강에 미치는 영향을
피부 측정 장치를 이용하여
조사하였는데요
각질 측정(피부 수분 공급, 보습), 탄성, 거칠기, 밀도 검사를 통해
모두 크게 개선이 됐으며
12주가 끝나고 4주간의 지속성에 대해서도
실질적으로 유지되었다는 연구 결과가 있었습니다.
콜라겐은 골격근계에 영향을 미치는가?
이번 연구는
저항성 운동을 남성 집단에
가수분해 콜라겐 펩타이드 보충제의 효과를
조사한 최초의 연구입니다.
12주동안 일주일에 세 번의 저항성 훈련과 콜라겐을 투여한 그룹과
위약을 투여한 그룹을 비교했는데요
근섬유 횡단면적(fCSA)을 살펴 보며
제지방(FFM)의 변화를 구별하였습니다.
결과는
제지방(FFM, Fat Free Mass)만 향상되는데에
유의미한 차이를 보였고(P<0.05)
위약(PLA)그룹에서 체지방(BFM, Body Fat Mass)가
상당한 증가가 관찰되었고,
근력적인 측면에서는 콜라겐을 섭취한 그룹이 정말 조금 높게 나타났지만
근육 Type II 의 면적(fCSA)는 차이가 유의미하진 않았습니다.
위 연구를 통해
장기간의 저항성 운동과 콜라겐 펩타이드 보충은
신체 활동이 활발한 남성에게는
신체 구성에 좋은 영향을 준다
정도로 해석할 수 있겠습니다.
위 연구의 목적은
근육 감소증이 있는 노인 환자의 저항 훈련 후
근육량과 근육 기능에 대한 연구로서
콜라겐 펩타이드를 12주간 주 3회 세션을 받고 보충을 하였는데요
위 논문에서는
저항 훈련이 병행되는 콜라겐 펩타이드 보충은
제지방 질량(FFM), 근력 및 지방 질량(FM)손실을 증가시켜
신체 구성을 더욱 개선시켰다고 시사했으며,
2021년에는 콜라겐 펩타이드 보충이
신체 구성, 콜라겐 합성,
관절 손상 및 회복에 미치는 영향을
검토했는데요
856개의 논문을 심사해
15개의 무작위 대조 시험이 선택되어
선수 대상 연구 12개,
노인 대상 연구 2개,
운동하지 않는 폐경 전 여성 연구 1개가
포함되어 있습니다.
그 결과는
콜라겐을 하루에 5~15g를 섭취하면
더 정확한 적응 메커니즘을 이해하려면 추가적인 연구가 필요하지만,
관절 기능을 개선하고 관절 통증을 줄이는 데 가장 유익한 것으로 나타났습니다.
운동을 병행한 비타민C 섭취는
콜라겐 합성을 돕는 것으로 나왔고,
하루에 콜라겐 15g이 5g 섭취하는 것 보다
콜라겐 합성이 더 효율적이었으며,
운동 1시간 전에 섭취되어야 한다고 권장하였고
미미하지만 근육 회복도 상당한 개선을 보였다고
밝혔습니다.
콜라겐의 섭취를 효율적으로 올리는 요소
1. 분자 크기
콜라겐 펩타이드 사슬의
1차 서열은
Gly(글리신)이 3개의 잔기(펩타이드에 포함된 아미노산)마다 반복되어
일반적인 콜라겐 펩타이드 구조는
Alpha chain 인 (Gly-X-Y)n으로서
X는 proline, Y는 hydroxyproline으로 되는 경우가 1/3정도이고,
나머지 2/3는 다른 아미노산으로 존재하는 것으로
(Gly-X-Y) n 서열을 형성한다는 점에서 독특합니다.
그중 가장 자주 발생하는 순서는
Gly-Pro-Hyp인데요
Alpha chain 3가닥이 꼬여 Tropocollagen 형성하고
Tropocollagen이 여럿 모여서
Collagen fibril(fiber) 형성한답니다.
평균 분자량
1000~10000까지 다양한 제품이
동물이나 어류에서 소화에 의해
추출된 콜라겐으로부터 생성한 콜라겐 가수분해물은
효소 분해에 의해 가용화됩니다.
인간은 콜라겐 가수분해물을 섭취하면
다양한 트리펩타이드와 디펩타이드를 나타내며
생리활동들이 일어나는데
Gly-pro-Hyp는 혈소판과 상호작용하여 중추신경계에 작용하며
Pro-Hyp는 히알루론산의 합성을 촉진하여 관절 연골의 형성을 촉진하고
Pro-Hyp와 Hyp-Gly는 종양 괴사 인자에 의한 염증 반응을 억제하며.
Gly-pro는 혈압을 감소시키는 등
다양한 유익한 효과는 대사된 펩타이드와 밀접한 관련이 있습니다.
위 연구는
돼지 피부 콜라겐으로 제조하여
CTP-100,
CTP-50
CP
를 섭취 후 65분과 125분 후에 작은 탄수화물 주먹밥을 섭취하였습니다.
오랜 시간동안 혈액을 여러 번 채취하였고
소변은 섭취 전에 한번 후 12시간에 걸쳐 채취하였습니다.
콜라겐 제품의 분자 크기를 따질 때
달톤(Da)을 쓰는데요
원래 원자 혹은 분자 규모의 질량을 표현할 때 쓰는 단위지만,
무게가 분자의 크기를 대변할 수 있기에
분자 크기를 표현하는 단위로도 사용되고 있습니다.
세 가지의 평균 분자량과 펩타이드 함량인데요
CTP-100은 평균 분자량이
약 300 달톤으로 트리펩타이드 함량의 약 92%를 차지했으며
폴리펩타이드를 포함하지 않았습니다.
CTP-50의 평균 분자량은
약 600 달톤으로 트리펩타이드 함량이 약 51%,
(Gly-XY) n 올리고머도 함유하고 있습니다.
CP 샘플의 분자량은
평균 약 5000달톤으로 널리 분포되어 있습니다.
LC-MS/MS(SRM) 분석으로 측정한
CTP-100, CTP-50 및 CP의 Gly-Pro-Hyp 함량은
각각 약 34, 7 및 0%였고,
모든 샘플에는 낮은 농도의
Pro-Hyp, Gly-Pro 및 Hyp-Gly가
포함되어 있는데요
결과는
5000달톤인 콜라겐 분자에 비해,
300달톤 저분자 콜라겐은
머리카락의 200,000/1 크기에
해당하는 것으로
흡수율이 거의 200배까지 증가하는
것을 밝혔습니다.
Gly-Pro-Hyp섭취량이 많을수록 혈장내
Gly-Pro-Hyp 및 Pro-Hyp의 식후 수준은 높았는데요
이는
콜라겐을 트리펩타이드 형태로 섭취했을 때
콜라겐 가수분해물이 효율적으로
흡수된다는 사실을
입증한 것입니다.
콜라겐의 섭취를 효율적으로 올리는 요소
2. 함량
그럼 어느정도를 먹어야 효율적일까요?
고함량이 무조건 좋다?
많이 먹어봤자 소화 안된다?
근거를 찾아보았습니다!
위 연구에서는
펩타이드의 효과적인 유익한 복용량을 추정하기 위해
혈장에서 섭취된 복용량과 Hyp 수준 사이의 관계를
조사하였는데요
아래 그래프는 용량에 따른 콜라겐 혈중 농도를 밝힌 그래프입니다.
결과에 따르면
펩타이드로 섭취시
저함량 섭취에 비해 고함량일 때 흡수율이
최대 4배까지 증가하는 것을
밝혔습니다!
콜라겐 가수분해물 153.8mg/kg이상 섭취시 혈장 내
유리 및 펩타이드 Hyp형태의 수준이 크게 증가하는 것으로 나타났고
10g 이상의 콜라겐 가수분해물 복용량은 혈장 Hyp 수준을 크게 증가시켰고
전체 혈장 Hyp(free and peptide form) 중 25%가 펩타이드 형태로 흡수되었으며
대부분의 논문들은 2.5g~10g함량의 콜라겐을 섭취했는데
위 연구에서는 약 20g정도까지 섭취했기 때문에
해당 수준에 도달하는 데 필요한 최대 Hyp 수준과 시간은
사람마다 다 다르다고 하였습니다.
콜라겐의 섭취를 효율적으로 올리는 요소
3. 종류
위에서 언급했듯이 타입1 콜라겐이 풍부한 콜라겐이
피부 미용이나 근골격계에 중요하다고 언급했는데요
그 콜라겐들이 어디에서 추출했는지도 중요하답니다.
어류 조직 50%이상이 '폐기물'로 버려져 연간 2천만 톤이 넘는 부산물이 배출되는 것으로 추산되는데요,
버려진 수산물 산업의 가장 매력적인 부분은
단백질(10~25%)과 지질이 풍부한 화합물(17~35%)의 높은 함량이라는 것입니다.
그래서 해양 부산물을 활용하는 것은
추출 용이성, 높은 콜라겐 함량, 저분자량을 고려한 인체 흡수성,
환경 친화성, 오염물질 및 독소 함량, 종교적 및 윤리적 제약 등에서
이점이 많아
어류에서 추출한 것을 기반으로 연구가 많이 진행됩니다.
해양 척추동물 및 무척추동물 공급원을 모두 포함하여
어류 피부, 뼈, 연골 및 비늘과 같은 해양 콜라겐은
소 또는 돼지 콜라겐에 비해
생체 이용률이 더 높으며 흡수 능력이 더 높다고 시사하였고,(최대 1.5배 더)
생선 비늘에서 얻은 콜라겐 타입이
두 개의 α1 체인과 α2 체인으로
타입1 콜라겐의 특성과 같이 구성되었다고 시사합니다.
또한 낮은 분자량과 작은 입자 크기로 인해
더 빠른 혈류 순환이 가능하며
아미노산 구성 및 생체 적합성 측면에서 기존의 소 및 돼지 콜라겐과도 유사하다는 것을 시사하여
생선 비늘에서 얻은 저분자 피쉬 콜라겐을 섭취하는 것도
도움이 될 수 있습니다.
콜라겐의 섭취를 효율적으로 올리는 요소
4. 흡수력을 높이는 요소
비타민C는 '보효소', 철은 '보인자'로서
프롤린(Pro)과 리실
프롤린이 수산화된 Hyp-pro는
3개의 펩타이드 사슬 사이에
수소 결합을 형성하여 나선 구조를 안정화시키며
염기성 α-아미노산(basic alpha amino acide)의 일종인
리진(lysine, 라이신, 리신)이 콜라겐 폴리펩타이드의 가교 형성을 하여
안정성과 인장 강도에 기여합니다.
(Shoulders MD, Raines RT 2009)
콜라겐이 섬유아세포 등의 소포체 내에서 생성되는
여러 과정 중 약 10종류의 효소가 관여하는데
그 효소의 많은 부분에 필수적인 원소가
'아연(zinc)'이기 때문에
콜라겐을 생성하기 위해 아연이 필요하다고 알려져 있습니다.
콜라겐 분해를 조절하는 효소인
메트릭스 메탈로프로테아제(MMP)의
활성을 억제하여
콜라겐의 분해를 늦추고
피부의 무결성을 유지하는데 도움을 주는데요
위 연구를 통해
아연 투여로 콜라겐의 속도가 감소한다는 것을
확인할 수 있습니다.
따라서
콜라겐을 섭취시
비타민C
아연을
꼭 같이 섭취해주시고
위에서 언급했듯이
CoQ10과 같이 드시면
좋을 것 같습니다!!!
위 성분들을 한번에 모아놓은 제품이
바로 아래 제품입니다!!
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긴 글 읽어주셔서 감사합니다!
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