키토산은 새우, 게 등의 갑각류와 곤충등에서 단백질과 복합체를 이루어 생물체의 골력과 외피를 생성하는 성분인 키틴(chitin, homopolymer of N-acetylglucosamine)이 탈아세트화 한 glucosamine의 polymer물질이며, 자연계에서 대표적인 양이온성 다당류로서, 섬유소 다음으로 풍부한 생물자원이라고 합니다.
키틴은 분자량 100만 이상의 탄수화물 유도체로서 불용성이어서 활용도가 낮은데 반해, 키토산은 유리 아민기를 가지고 있어 약산수용액에 용해되기 때문에 여러 용도로 사용되고 있으며, 비만 치료외에도 항균작용, 항산화효과, 항암작용 등이 보고되고 있습니다.
비만관련 연구로는 쥐에게 키토산을 보충한 경우에 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추고, 콜레스테롤과 지질의 흡수를 방해하여 배설율이 증가하고, 담즙 배설이 증가하며, 고지방식이에 의한 지방간 발생 및 체중증가를 억제함으로써 항비만 효과가 있음이 보고되고 있습니다. 키토산을 투여할 때 지질 흡수율은 약 25%수준으로 낮아진다고 하며, 단백질이나 탄수화물 소화율은 변화없었습니다.
또한 키토산을 보충한 쥐는 콜레스테롤을 과량 투여해도 간기능의 항산성이 정상으로 유지되었습니다. 키토산의 보충 비율은 먹이의 5~10%수준이었으며, 10% 정도로 과량 보충하였을 때에는 성장이 둔화되었습니다.
키토산에 의한 콜레스테롤과 지질의 흡수 방해는 양전하를 띄는 키토산이 약한 음이온교환수지로 작용함으로써, 콜레스테롤 및 지질과의 흡착에 의한 것으로 보고되고 있습니다.
즉,키틴-키토산은 lecithin으로 유화된 중성지방의 가수분해는 방해한 반면, 산성 중합체인 gum arabic이나 중성 중합체인 Triton X-100에 의해 유화된 중성지방의 가수분해는 방해하지 않아, 키틴-키토산의 지질소화효소인 lipase에 대한 방해작용은 lipase와의 상호반응 때문이 아니라, 담즙과의 흡착에 의한 미셀형성에 의한 것으로 보고되고 있습니다.
상업적 음이온교환수지인 cholestyramine의 경우에도 콜레스테롤 흡수를 감소시키고, 담즙배설을 증가시켜 콜레스테롤저하제로 사용되고 있습니다. 담즙 배설이 증가되면 bile acid pool을 유지하기 위해 혈장이나 간의 콜레스테롤이 사용되므로 혈중 콜레스테롤이 낮아지며, 또한 소장에서 담즙 부족에 의해 지질의 미셀형성이 안되어 콜레스테롤 흡수가 적어집니다.
키토산만을 보충할 때보다는 키토산과 비타민 C를 함께 보충한 경우에 지질 배설량이 1.5배 증가하였으며, 이는 비타민 C투여에 의하여 소장의 산성조건 유지가 키토산의 지질 흡착능력을 증가시키는 것으로 보입니다.
즉, 산성조건의 위장에서 키토산이 용해되어 계면활성제처럼 지방구의 표면을 둘러 싸고 있다가, 소장으로 이동하면 즉시 불용성의 젤 형태가 되어 소화효소의 작용을 받지 않는 것으로 설명되고 있습니다. 일부 연구에서 키토산에 의한 장내 점도가 상승한다고 하나, 다른 연구에서는 키토산에 의해 장내용물의 점도가 증가하지는 않았다는 보고도 있습니다.
사람에 대한 연구에서는
키토산에 비타민 C를 첨가하여 제품화한 Liposorb보충군, 키토산군 및 위약군으로 나누어 비만환자에게 6주동안 보충시킨 결과, Liposorb군과 키토산 보충군의 체중, 체지방, 허리둔부비가 감소하였고, 혈중 콜레스테롤 및 지질이 감소하였으며, 지질 배설량이 증가하였습니다.
특히 키토산 만을 보충한 군보다 키토산과 비타민 C가 함께 들어있는 Liposorb 보충군의 체중 감소량이 더욱 많았습니다.
그 외에도 키토산에 의한 고혈압개선 및 고지혈증 예방 효과가 관찰되었습니다.
이상의 결과와는 반대로 비만인 대상으로 평소의 식사형태를 유지하면서 캡슐형태의키토산을 4주 동안 보충시킨 연구에서는 대상자의 체질량지수, 혈중 지질, 콜레스테롤, 지용성비타민 함량의 변화가 없었으며, 부작용도 관찰되지 않았습니다.
또한 비만하지 않은 건강한 성인에게 하루에 2500kcal의 표준식사를 제공하면서 890mg의 키토산을 하루 3회 일주일간 보충하였을 때, 지질의 배설량이 증가하지 않았다고 합니다. 그외에도 식사조절을 하지 않은 상태에서는 키토산에 의한 체중 및 체지방조성의 변화가 나타나지 않았다고 합니다.
따라서 인체에 대한 키토산의 비만 개선효과는 일관성 있는 연구결과가 부족한 실정입니다. 그럼에도 불구하고 키토산은 현재 비만치료 및 고지혈증, 고혈압 등의 심혈관계 질환의 개선에 활용되고 있습니다.
키토산의 체내 기능은 양전하를 띠는 키토산이 음전하를 띠는 지질에 흡착하여 미셀을 형성하여 소화효소의 작용을 받지 못하며, 담즙도 흡착에 의하여 배설이 증가함으로써 체내 콜레스테롤 pool 이 감소하는 것으로 요약되며, 이에 따라 혈중 지질개선도 함께 일어나는 것으로 볼 수 있습니다.
수원대학교 식품영양학과 임경숙 교수
[출처:비만치료에 사용되는 천연 기능성식품 소재]
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