중년에게 아르기닌의 효과와 생산 그리고 부작용

아르기닌(arginine)은 인체에서 생산될 수 있는 아미노산 중 하나로, 단백질 합성과 질병 예방에 중요한 역할을 합니다. 아르기닌은 혈관의 내벽을 이완시켜 혈관을 넓히는 역할을 하며, 혈액 순환 개선에도 효과적입니다. 또한 면역력 강화, 성장 호르몬 분비 촉진 및 인슐린 분비 촉진 등의 효과도 있습니다. 오늘은  운동하는 중년에게 꼭 필요한 아르기닌의 효과와 생산 그리고 부작용에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

아르기닌은 운동 성능 향상에도 효과적인 건 다들 아시죠? 운동 중에 아르기닌은 근육에 산소와 영양을 공급하는 혈관을 확장시켜 근육의 대사 활동을 촉진합니다. 또한, 아르기닌은 운동 후 근육 회복에도 도움을 줍니다. 하지만, 아르기닌을 과도하게 섭취하면 부작용이 발생할 수 있습니다. 

아르기닌(arginine)의 발견

1886년 독일 화학자 에른스트 슈르체(Ernst Schulze)와 그의 조수 에른스트 슈테이거(Ernst Steiger)는 노란 루핀 발아 싹에서 아르기닌을 처음 분리했습니다. 그는 은백색의 외모로 인해 그것을 그리스어로 "은"을 의미하는 "εργυρος (ἐργύρος)"라고 이름 붙였습니다. 1897년, 슈르체(Schulze)와 에른스트 비터슈타인(Ernst Winterstein)(1865–1949)은 아르기닌의 구조를 결정했습니다. 슈르체와 비터슈타인은 1899년 오르니틴과 시아나미드(cyanamide)로부터 아르기닌을 합성했지만, 아르기닌의 구조에 대한 의문은 1910년 소렌센(Sørensen)의 합성까지 남아 있었습니다.

아르기닌의 생산과 식이

기존에는 저렴한 단백질원인 젤라틴과 같은 다양한 단백질 원료를 가수분해하여 얻었습니다. 상업적으로는 발효를 통해 얻어집니다. 이 방식으로, 포도당은 탄소원으로 사용되어 25-35 g/리터를 생산할 수 있습니다. 아르기닌은 개인의 발달 단계와 건강 상태에 따라 준필수 아미노산 또는 조건적 필수 아미노산으로 분류됩니다. 미숙아는 아르기닌을 내부적으로 합성할 수 없으므로, 영양적으로 필수적인 아미노산인 아르기닌이 필요합니다. 아르기닌은 모든 단백질을 포함하는 식품에 함유되어 있으며, 글루타민(glutamine)을 시트룰린(citrullin)을 통해 신체 내에서 합성할 수 있기 때문에 대부분의 건강한 사람들은 아르기닌을 보충할 필요가 없습니다. 또한, 생리적 스트레스에 일시적으로 노출된 건강한 개인, 예를 들어 화상, 부상, 패혈증으로 회복 중인 경우에도 식이 아르기닌이 필요합니다.

또는 소장과 신장, 아르기닌 생합성의 주요 부위 중 하나인 소장이 합성 과정의 첫 단계를 수행하고 신장이 두 번째 단계를 수행하기 때문에 아르기닌 생합성이 방해받을 경우에도 식이 아르기닌이 필요합니다.  일부 육식동물인 고양이, 개, 그리고 수탉에게는 아르기닌이 필수적입니다. 이는 식사 후 매우 효율적인 단백질 분해가 요소 되어 암모니아의 대량 생성이 요새 회로를 통해 처리되어야 하는데, 아르기닌이 충분하지 않으면 암모니아 중독이 치명적인 결과를 초래할 수 있기 때문입니다. 이러한 상황을 피하기 위해 고기는 충분한 아르기닌을 포함하고 있어 문제가 되지 않습니다. 아르기닌의 동물 원료에는 고기, 유제품 및 난류가 포함되며, 식물 원료에는 곡물, 콩 및 견과류와 같은 모든 종류의 씨앗이 포함됩니다.

생합성

아르기닌은 시트룰린에서 요소 회로를 통해 세포질 효소인 아르기닉옥시네이트(argininoxoxinate) 합성효소와 아르기닉옥시니트 합성효소의 순차적 작용에 의해 합성됩니다. 이는 에너지 소비과정으로서, 합성되는 각 아르기닌 사세키사르신 분자마다 아데노신 트리포스페이트(ATP) 분자가 아데노신 니클레오티드(AMP)로 가수분해되고 ATP 상당량을 소비합니다. 또한 아르기닌, 글루타민(glutamine) 및 프롤린(proline)을 연결하는 경로는 양방향성을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 아미노산의 순차적 사용 또는 생성은 세포 유형과 발달 단계에 매우 의존적입니다.

아르기닌은 다음과 같이 체내에서 만들어지는데요. 소장의 상피세포는 주로 글루타민(glutamine)과 글루탐산(glutamic acid)에서 시트룰린(citrullin)을 생성하며, 이는 혈류에서 분비되어 신장의 근위세뇨관 세포로 전달되고 시트룰린을 추출하여 아르기닌으로 변환하여 혈액으로 반환됩니다. 이는 손상된 소장 또는 신장 기능이 아르기닌 합성을 감소시킬 수 있기 때문에 아르기닌에 대한 식이 요건을 생성할 수 있음을 의미합니다. 그런 사람들에게 아르기닌은 '필수'가 될 것입니다.

시트룰린(citrullin)으로부터의 아르기닌 합성은 다른 많은 세포에서도 낮은 수준에서 발생하며, 아르기닌 합성을 위한 세포 용량은 유도성 산화질소 합성효소(NOS)의 생성을 증가시키는 상황에서 현저하게 증가할 수 있습니다. 이에 따라 산화질소의 NOS 촉매 생산 부산물인 시트룰린이 시트룰린에서 산화질소로의 경로(citrulline-NO) 또는 아르기닌-시트룰린 경로로 알려진 경로에서 아르기닌으로 재활용되게 됩니다. 이는 많은 세포 유형에서 산화질소 합성이 아르기닌뿐만 아니라 시트룰린에 의해 어느 정도 지원될 수 있다는 사실에 의해 증명됩니다. 그러나 시트룰린은 질산염이나 아질산염과 함께 산화질소 생성 세포에 축적되기 때문에 이러한 재활용은 정량적이지 않습니다.

아르기닌 부작용

너무 많은 아르기닌 복용은 부작용을 일으킬 수 있습니다.

1. 위장 장애: 아르기닌은 위산 분비를 촉진시키므로 너무 많이 섭취하면 위장 장애가 발생할 수 있습니다. 구토, 복통, 설사 등이 포함됩니다.

2. 두통: 대부분의 경우 아르기닌 섭취는 안전하다 할 수 있지만, 때때로 두통을 일으킬 수 있습니다.

3. 혈압 상승: 아르기닌은 혈관을 넓혀 혈액 순환을 도와주지만, 과도한 섭취는 혈압 상승을 일으킬 수 있습니다.

4. 알레르기 반응: 아르기닌은 드물게 알레르기 반응을 일으킬 수 있습니다. 눈물, 가려움, 발진 등이 포함됩니다.

결론

아르기닌은 단백질 합성에 필수적인 아미노산 중 하나로, 혈관을 확장시켜 혈액 순환을 개선하고 면역력을 강화하며 성장 호르몬 분비를 촉진하는 효과가 있습니다. 또한, 운동 성능 향상과 근육 회복을 돕지만 과도한 섭취는 위장 장애, 두통 및 혈압 증가와 같은 부작용을 일으킬 수 있으므로 적절한 섭취량을 유지하는 것이 중요합니다.