중성지방(triglyceride, TG)이란?
중성지방(triglyceride, TG 또는 triacylglycerol TAG)은 1개의 글리세롤(glycerol)과 3개의 지방산(fatty acids)으로 구성되어 있으며 에너지원으로 사용됩니다. 혈중 중성지방의 기준으로 정상은 150 ㎎/㎗ 미만이며, 경계수준은 150~199 ㎎/㎗ 이고, 200 ㎎/㎗ 이상은 고위험군으로 이상지질혈증(고지혈증)에 해당되어 주의해야 합니다.
중성지방은 나쁜 콜레스테롤인 LDL(low density lipoprotein, 저밀도 지단백질) 콜레스테롤의 생성을 도와 LDL이 쌓이고, 좋은 콜레스테롤인 HDL(high density lipoprotein, 고밀도 지단백질) 콜레스테롤의 분해를 촉진하여 HDL이 낮아지므로 혈중 중성지방 수치가 높아지면 동맥경화가 되기 쉽습니다. 따라서 혈중 중성지방이 높으면 심장병. 뇌졸중 등 혈관질환의 위험이 높아집니다. 특히 당뇨병 환자는 혈중 중성지방 수치가 높아지지 않도록 주의해야 합니다.
난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)이란?
난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)은 주로 옥수수, 밀, 감자와 같은 다양한 식물 공급원에서 발견되는 복잡한 탄수화물인 전분에서 추출됩니다. 옥수수 전분을 습기가 적은 상태에서 소량의 염산을 넣고 가열하여 얻은 배소(焙燒) 덱스트린을 아밀레이스 (α-amylase; Bacillus subtilis 또는 Bacillus licheniformis 유래) 및 아밀로글루코시데이스(amyloglucosidase; Aspergillus niger 유래)로 효소 분해하고 정제한 덱스트린 중에 당화율을 20% 이하로 낮춘 난소화성 성분을 분획하여 제조합니다. 가수분해 정도에 따라 생성된 말토덱스트린의 분자량과 용해도가 결정됩니다.
난소화성 말토덱스트린의 구조는 α-1,4-글리코사이드 결합으로 연결된 포도당 분자의 선형 사슬로 구성됩니다. 그러나 α-1,6-글리코사이드 가지인 α-한계 덱스트린이 존재하면 사람의 소화효소에 분해가 잘 안됩니다. 이러한 α-한계 덱스트린은 소화되지 않는 말토덱스트린의 섬유질 특성을 담당하는 주요 성분입니다. 이 특성은 용해성 섬유질과 유사한 기능을 하여 높은 칼로리를 제공하지 않으면서도 다양한 건강상의 이점을 제공합니다.
인체에서 난소화성 말토덱스트린과 중성지방의 대사작용
우리가 섭취한 난소화성 말토덱스트린은 소장의 소화효소에 의해 분해되지 않고 소장을 지나 대장으로 넘어가면 박테로이데스(Bacteroides) 같은 장내 세균이 분해·발효시켜 단쇄지방산(short-chian fatty acid, SCFA)을 생성합니다.
단쇄지방산(SCFA)은 탄소수가 6개 이하로 크기가 작은 지방산을 의미하며 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid) 등이 여기에 해당됩니다. 단쇄지방산은 소장까지 소화, 흡수되지 않은 식이섬유와 같은 탄수화물을 대사하는 과정 중에 생성됩니다.
이 단쇄지방산(SCFA)은 장에서 흡수되어 혈액으로 들어가 간장, 폐, 췌장, 지방조직, 골수, 뇌, 근육에서 G-단백질 결합 수용체(G protein-coupled receptor, GPR)를 활성화할 수 있습니다.
우리 몸의 세포는 주로 포도당을 에너지원으로 사용하는데, 흥미롭게도 대장 상피세포는 포도당이 아닌 대장 내에서 미생물이 만들어내는 단쇄지방산(SCFA)을 에너지원으로 사용합니다. 특히, 프로피오네이트(propionate)가 장에서의 포도당생성을 촉진시키는 가장 강력한 능력을 지녔다는 것입니다. 전체 포도당 생성의 23%를 유도합니다.
간에서 지방합성 억제와 지방분해
1) GLP-1의 생성촉진 및 AMPK 활성화
단쇄지방산(SCFA)은 L 세포에서 글루카곤유사 펩타이드-1(GLP-1)의 생성을 촉진합니다. GLP-1은 간에 들어가 간세포 표면의 GLP-1 수용체에 결합하여 AMP-활성화 단백질 키나아제(AMPK)를 활성화시킵니다.
AMPK는 세포 에너지 상태를 조절하는 주요 효소로 활성화되면 간에서 지질 산화를 촉진하여 지질 축적을 감소시키고, 지방산 합성과 관련된 주요 효소(예: 아세틸-CoA 카복실레이스, ACC)를 억제합니다. 이를 통해 지방산의 합성 경로가 차단되어 합성이 중지됩니다. 또한 GLP-1은 간에서 포도당 신합성을 억제하기도 합니다.
2) PPAR-α의 지방산 산화 유전자 발현촉진
단쇄지방산(SCFA)은 퍼옥시좀 증식 활성화 수용체 알파(PPAR-α)의 작용을 강화합니다. PPAR-α는 간에서 지방산 산화와 관련된 유전자 발현을 증가시키는 역할을 합니다. 이를 통해 지방산이 분해되면서 에너지로 사용되며, 새로운 지방산의 합성이 줄어듭니다.
3) 히스타론 수용체(FFAR)활성화 및 세포 내 신호 전달
단쇄지방산(SCFA)은 간과 장 세포에서 발현되는 GPR41(FFAR3) 및 GPR43(FFAR2)과 같은 G-단백질 결합 수용체(GPR)와 결합하여 신호를 전달합니다. 이 과정은 에너지 항상성을 조절하고, 간에서 지방산 합성을 억제하는데 기여합니다.
4) 지방 생성 유전자 발현 감소
단쇄지방산(SCFA)은 지방산 합성에 관여하는 효소의 발현을 유도하는 스테롤 조절 요소 결합 단백질-1c(SREBP-1c)와 같은 주요 지질 생성 전사 인자의 발현을 억제합니다. 이 억제는 간이 새로운 지방산을 생성하는 전체 능력을 감소시킵니다.
지방조직(adipose tissue)에서 지방 축적 방지
지방세포에는 단쇄지방산을 감지하는 수용체(GPR41(FFAR3), GPR43(FFAR2))가 있으며, 이 수용체와 단쇄지방산이 결합하면 지방세포는 더 이상의 지방을 받아들이지 않아 지방의 축적을 방지하며, 지방 조직 염증을 더욱 억제하여 장벽기능을 향상시킵니다.
췌장(이자)에서 인슐린 촉진
면역세포 활성화로 면역력 향상
면역 세포인 T 세포, B 세포, 수지상 세포, 대식세포, 호중구 등에 단쇄지방산을 감지하는 수용체(GPR41, GPR43, GPR109A)를 통해 단쇄지방산(SCFA)은 면역세포를 할성화시켜 면역력을 강화시킵니다.
난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)의 효능
◼ 중성지방 개선
난소화성 말토덱스트린의 분해로 생성된 단쇄지방산(SCFA)은 간에서 중성지방의 과잉 생산을 방지합니다. 혈중 중성지방의 함량, 식후 혈중 중성지방의 농도, VLDL-중성지방 등이 감소하여 혈중 중성지질이 개선됩니다.
◼ 장 건강 개선 및 장벽기능 강화
비피도박테리아 및 유산균과 같은 유익한 박테리아(프로바이오틱스)의 성장을 촉진함으로써 장 건강과 전신 염증 감소를 지원하여 지질 대사에 간접적으로 영향을 미칩니다. 단쇄지방산(SCFA)은 대장 상피세포의 에너지원으로 작용하며, 대장 표면으로부터 점액을 분비시켜 장벽기능을 강화하여 장누수 증후군을 예방합니다.
◼ 혈당 조절
단쇄지방산(SCFA)은 인슐린 민감성을 상승시켜 식후 혈당 상승을 억제하여 혈당 수치를 안정화합니다. 식후 혈당 급증을 관리하고 인슐린 감수성을 개선하는데 도움이 될 수 있어 당뇨병 환자나 혈당 수치를 조절하려는 사람들에게 효과가 있습니다.
◼ 면역력 향상
단쇄지방산(SCFA)은 항염증 특성을 가지고 있어 더 건강한 면역 반응에 기여하며 장내 미생물군의 다양성과 안정성을 향상시켜 면역 체계를 강화하는데 기여합니다. 건강한 장내 미생물군은 면역세포의 생성을 지원하고 신체의 전반적인 방어 메커니즘을 개선합니다.
◼ 포만감 향상으로 식욕 억제
난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)은 위 배출을 늦추고 식욕을 조절하는 호르몬을 조절하고 칼로리 섭취를 줄여 체중 관리와 중성지방 조절에 도움이 됩니다.
난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)과 같이 섭취하면 좋은 영양소와 피해야 할 영양소
1. 함께 섭취하면 좋은 영양소
난소화성 말토덱스트린의 콜레스테롤 저하 특성에 맞춰 심혈관 건강을 지원합니다.
◼ 프로바이오틱스
난소화성 말토덱스트린과 프로바이오틱스의 조합은 장 건강을 증진시켜 단쇄지방산(SCFA)의 발효 과정과 생산을 촉진합니다.
◼ 폴리페놀
항산화 효과를 높이며, 대사 건강에 시너지 효과를 줍니다.
2. 섭취를 피해야 할 영양소
◼ 고농도 당분 식품
난소화성 말토덱스트린의 혈당 조절 효과를 상쇄할 수 있습니다.
◼ 고지방 식품
포화지방이 많은 음식은 중성지방 수치를 증가시켜 난소화성 말토덱스트린에 의한 중성지방 감소 효과를 상쇄할 수 있습니다.
권장 섭취량과 섭취 시 주의사항
1. 권장 섭취량
- 식품의약품안전처 기준 일일 섭취량
(1) 식후 혈당 상승 억제에 도움을 줄 수 있음: 난소화성 말토덱스트린 식이섬유로서 4.0 ∼ 30g(액상원료는 4.0 ∼ 44g)
(2) 혈중 중성지질 개선에 도움을 줄 수 있음: 난소화성 말토덱스트린 식이섬유로서 5.0 ∼ 30g(액상원료는 5.0 ∼ 44g)
(3) 배변활동 원활에 도움을 줄 수 있음: 난소화성 말토덱스트린 식이섬유로서 4.2 ∼ 30g(액상원료는 4.2 ∼ 44g)
2. 섭취 시 주의사항
- 식이섬유를 과량 섭취하면 발효에 의해 생성된 가스로 인해 팽만감이 생기고 거북하며, 너무 많은 양을 섭취할 경우 설사 등의 증상이 나타날 수 있습니다.
- 반드시 충분한 물과 함께 섭취해야 합니다(액상제외).
- 이상 사례 발생 시 섭취를 중단하고 전문가와 상담해야 합니다.
요약
1) 난소화성 말토덱스트린(resistant maltodextrin)은 소장에서 흡수가 잘 안되어 혈당 상승이 억제됩니다.
2) 효능으로는 혈당 조절, 혈중 중성지질 개선, 면역력 향상 등이 있습니다.
3) 일일 섭취량은 난소화성 말토덱스트린 식이섬유로서 혈당 관리에는 4.0 ∼ 30g(액상원료는 4.0 ∼ 44g), 중성지질 개선에는 5.0 ∼ 30g(액상원료는 5.0 ∼ 44g)입니다.
참고논문
1) Microbiota-Generated Metabolites Promote Metabolic Benefits via Gut-Brain Neural Circuits, Cell, 2014
2) Short-chain fatty acids in diseases, Cell Communication and Signaling, 2023
3) From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites, Cell, 2016
4) Short chain fatty acids and its producing organisms: An overlooked therapy for IBD?, EBioMedicine, 2021
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