콜라겐
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콜라겐은 단백질의 일종으로서, 교원질(膠原質) 또는 아교질이라고 부르기도 한다.
콜라겐 단백질은 여러 종류로 구분되어 있다. 현재까지 모두 28종류의 콜라겐 단백질이 발견되었으며, 그 중 인간에게서 흔히 볼 수 있는 것은 5종류이다. [1]종류에 따라 뼈나 피부, 연골, 결합 조직[2] 등을 구성한다. 동물의 가죽이나 생선의 비늘도 콜라겐으로 이루어진 것이다.
콜라겐은 일반적으로 물에 잘 녹지 않으며, 산이나 염기처리와 함께 가열하면 분해되어 젤라틴으로 변한다. 콜라겐과 젤라틴은 투명도에서 큰 차이가 있으며 콜라겐은 자기조립이 가능한 단백질이기 때문에 물 속에서 하이드로젤 상태를 이룬다. 젤라틴에 불순물이 섞인 것을 아교라고 부른다.[3]
글리신, 하이드록시 리신, 하이드록시 프롤린이 반복되는 구조를 지니며 type I, type II, type V를 포함하여 6종류 이상이 발견되어왔다.
세종류의 아미노산이 반복된 사슬을 alpha chain이라 부르며, alpha chain 세가닥이 감긴 것을 triple helix라고 부른다. 일반적으로 이 triple helix 끼리 가교결합이 일어나면서 콜라겐의 복잡한 구조가 형성되게 된다.
우리가 잘 모르는 사실이지만, 콜라겐은 자기조립에 의한 복잡한 구조를 가지고 있고 생체조직의 구조적 지지체 역할만이 아니라 세포의 분화, 부착, 이동에 중추적인 역할을 맡고 있다. 콜라겐이 만드는 독특한 사슬구조는 second harmonic generation이라는 비선형광학적 현상을 보인다. 사실상 생물의 진화에 엄청난 역할을 한 셈.
콜라겐이 들어간 화장품이나 식품 광고가 많기 때문에 미용이나 건강 식품의 용도로 많이 쓰일 것처럼 보이나, 실제 산업에서 콜라겐은 젤라틴을 제조하는 경우 외에는 의료용 재료로써 널리 사용되며 적용되는 용도 또한 무척 다양하다. 봉합사 (suture)나 조직공학의 지지체 (scaffold) 등에도 사용되며 시험관 내에서 동물세포 배양을 위해서도 빈번하게 사용된다.
콜라겐이 피부나 연골의 구성 성분이기 때문에, 먹거나 바르면 피부 탄력 혹은 뼈에 좋다는 이야기가 있어 콜라겐이 많은 음식인 닭발 닭날개나 도가니, 혹은 돼지껍질 등을 즐겨찾는 사람들이 많으며, 이를 노린 콜라겐 제품도 시중에 많이 나와있다. 그러나 일반적으로 생각해보면 콜라겐도 단백질의 일종이고, 피부나 소화기관으로 냅다 흡수될 리가 없다. 단백질은 대개 분자량이 큰 고분자물질이고 (괜히 분자량을 kda로 세는게 아니다) 콜라겐도 분자의 크기가 커서 피부가 흡수를 못 한다. 또한 섭취를 했을 때는 소화기관에서 다양한 소화 효소작용으로 분해되어 아미노산이 되며, 이렇게 흡수된 아미노산이 몸안에서 다시 콜라겐으로 생성될 거라는 보장은 없다. 다시 말해, 콜라겐을 먹으나, 콩을 먹으나, 우유를 마시나 일단 단백질이라면 몸에 들어가면 다 똑같이 아미노산으로 분해된다는 말이다. 게다가 콜라겐은 연골이나 각종 결합 조직 및 세포간 기질의 주요 성분으로, 몸 안의 그 어떤 단백질보다도 많이 존재한다. 때문에 합성된 콜라겐이 오로지 피부로만 갈 것이라는 보장도 없는 셈이다.
심지어 콜라겐은 일반 단백질보다 분자량이 커서 인체에 제대로 소화 흡수되지도 않고 90% 이상이 그대로 배출되며, 필수 아미노산이 전혀 포함되지 않아서 좋은 단백질 공급원이라고도 볼 수 없다. 관련 기사
또 뼈는 애초에 콜라겐과 칼슘 화합물인데, 골밀도는 운동이나 골절 등의 자극이 가해지지 않으면 늘어나지 않는다.
하지만 그렇다고 콜라겐 보충제가 아무 의미도 없느냐? 하면 그건 아니다. 콜라겐 가수분해물을 섭취하면 물론 아미노산으로 분해되어 흡수되지만, 분해된 펩타이드 자체가 콜라겐의 특이적 구조를 보존하고 있기 때문에 다시 콜라겐으로 만들기 용이한 재료가 되고 섬유아세포를 자극하기 때문. 콜라겐은 매우 특징적인 구조를 가진 단백질이고, 이 콜라겐 유래 펩타이드는 혈류를 타고 피부까지 간다.# 따라서 흡수, 분해가 용이한 저분자 콜라겐 보충제들은 피부 탄력이나 관절통에 효과가 있다는 임상연구나 문헌고찰, 메타분석들이 있다.## 아직까지 임상적 증거가 명확한 건 아니지만, 그렇다고 "콜라겐 그거 먹어봤자 다 아미노산으로 분해되는데 ㅋㅋ" 정도로 황당무계한 건 아니라는 정도로만 알아두자.
콜라겐은 보통 글리신과 두종류의 아미노산[4]으로 구성되니까, 콜라겐을 섭취하면 그 원재료가 되는 아미노산을 섭취하는 셈이니 결과적으로 콜라겐 합성이 늘어나 피부가 좋아진다는 반론도 있지만 무엇보다도 '''콜라겐을 구성하는 주요 아미노산은 모두 비필수 아미노산'''[5]이다. 섭취하나 마나 어차피 부족하면 체내에서 알아서 합성된다는 이야기이다. 정 좋은 피부를 가지고 싶거든 보습과 자외선 차단을 하는게 더 효율적이다.
때로는 피부과에서 주름을 펴기 위해 콜라겐을 필러로써 주사로 주입하는 시술을 하기도 하는데, 이 경우에는 콜라겐이 인체에 흡수되기 때문에 시간이 지나면 효과가 사라진다. 면역 반응 문제 때문에 요즘은 히알루론산을 쓰는 편이다. 바르는 경우에도 위에서 언급했듯, 단백질은 고분자 물질이고, '''당연히 피부 표피도 뚫을 수 없다'''. 돌을 얇은 체에 받친다고 생각하면 된다. 그리고 피부에 주름이 생긴 건 표피 아래쪽의 '''진피층에서부터 시작'''되는 거라, 콜라켄 팩에 든 수분 덕에 촉촉해지는 소소한 효과는 있어도 큰 효과는 기대할 수 없다. 바르는 콜라겐은 로션처럼 어디까지나 좋은 보습제일 뿐[6], 그걸 넘어서는 효과를 바라면 안 된다.
참고로 일본의 NHK의 유명 장수 생활정보프로그램 ガッテン에서 소개한 최근 연구에 의하면 콜라겐이 분해된 아미노산과 부산물이 몸속의 섬유아세포(繊維芽細胞)를 자극하여 체내 콜라겐 생산을 늘려준다는 결과가 있다고 한다. 즉 콜라겐을 섭취하면 몸에서 콜라겐을 더 잘 만들어 낸다는 것이다. 하지만 이러한 작용은 피부에 상처 또는 건조해지거나 하는 등으로 '''이미 손상을 입은 경우에 작용한다'''는 특징이 있다. 꾸준히 잘 먹었는데도 효과가 없다면 콜라겐 생성으로 회복되어야 하는(혹은 회복 될 수 있는) 손상(염증, 상처, 건조)이 없는 것이므로 더 이상의 개선은 기대하기 어려운 상태라는 것이다. 그래서 효과가 있다는 사람들과 없다는 사람들이 나온게 된 원인이 되기도 한 것이고 일반적으로는 콜라겐을 복용하는 방식으로는 도움이 되지않는 다는 것이 최근까지 통설적으로 굳어진 것이었다.
그러나 '''상처'''에는 유의미한 효과가 분명 있기에 욕창의 치료 등에 있어서 보조적 수단으로 사용되고 있다고 한다. '''관절'''의 경우도 콜라겐이 구성성분을 많이 차지하고 있기 때문에 관절의 치료 등에도 도움이 된다고 한다. 관절염의 염증을 가라앉혀 통증을 줄여주는 효과가 있다고 하며 이미 약 5년 전부터 독일에서는 6~12주간의 섭취를 기준으로 하여 관절염의 치료에 이용하고 있다고 한다.
다만 해당 프로그램에서도 밝히고 있지만 '''식품으로서의 효과이지 약으로서의 효과가 아니므로''' 치료제의 개념으로 접근하지 말 것을 당부하고 있다. 또한 효능이 있다는 논문과 그렇지 않다는 논문이 산재하고 있어 아직 연구는 진행중인 단계이다. 또한 효과가 있다고 하여도 약처럼 즉각 효과가 나오지는 않는다는 것에 유의하자. 해당 방영분 웹페이지 또한 젤라틴과 콜라겐은 구성성분이 유사하므로 따로 건강식품보조제를 사지 않고 젤라틴으로 섭취하여도 된다.
콜라겐을 반죽에 첨가해서 잘 불거나 굳지 않는 면과 떡을 만드는 기술이 개발되기도 했다.
참고로 대한화학회에서는 g+모음을 ㅈ로 읽기때문에 콜라젠이 된다.
모 학습만화(?)에선 콜라겐 설명하다 혼자만 돼지껍질을 못 먹은 자가 나온다.
https://youtube.com/watch?v=kA5oY2Z1wEs 식품 의약품 안전처에서 콜라겐 일반 식품에 대한 설명을 한 영상이 올라왔다. 구매하기 전에 참고하면 좋다.
1. 개요
콜라겐은 단백질의 일종으로서, 교원질(膠原質) 또는 아교질이라고 부르기도 한다.
2. 특징
콜라겐 단백질은 여러 종류로 구분되어 있다. 현재까지 모두 28종류의 콜라겐 단백질이 발견되었으며, 그 중 인간에게서 흔히 볼 수 있는 것은 5종류이다. [1]종류에 따라 뼈나 피부, 연골, 결합 조직[2] 등을 구성한다. 동물의 가죽이나 생선의 비늘도 콜라겐으로 이루어진 것이다.
콜라겐은 일반적으로 물에 잘 녹지 않으며, 산이나 염기처리와 함께 가열하면 분해되어 젤라틴으로 변한다. 콜라겐과 젤라틴은 투명도에서 큰 차이가 있으며 콜라겐은 자기조립이 가능한 단백질이기 때문에 물 속에서 하이드로젤 상태를 이룬다. 젤라틴에 불순물이 섞인 것을 아교라고 부른다.[3]
3. 구조
글리신, 하이드록시 리신, 하이드록시 프롤린이 반복되는 구조를 지니며 type I, type II, type V를 포함하여 6종류 이상이 발견되어왔다.
세종류의 아미노산이 반복된 사슬을 alpha chain이라 부르며, alpha chain 세가닥이 감긴 것을 triple helix라고 부른다. 일반적으로 이 triple helix 끼리 가교결합이 일어나면서 콜라겐의 복잡한 구조가 형성되게 된다.
우리가 잘 모르는 사실이지만, 콜라겐은 자기조립에 의한 복잡한 구조를 가지고 있고 생체조직의 구조적 지지체 역할만이 아니라 세포의 분화, 부착, 이동에 중추적인 역할을 맡고 있다. 콜라겐이 만드는 독특한 사슬구조는 second harmonic generation이라는 비선형광학적 현상을 보인다. 사실상 생물의 진화에 엄청난 역할을 한 셈.
4. 오해와 사실
콜라겐이 들어간 화장품이나 식품 광고가 많기 때문에 미용이나 건강 식품의 용도로 많이 쓰일 것처럼 보이나, 실제 산업에서 콜라겐은 젤라틴을 제조하는 경우 외에는 의료용 재료로써 널리 사용되며 적용되는 용도 또한 무척 다양하다. 봉합사 (suture)나 조직공학의 지지체 (scaffold) 등에도 사용되며 시험관 내에서 동물세포 배양을 위해서도 빈번하게 사용된다.
콜라겐이 피부나 연골의 구성 성분이기 때문에, 먹거나 바르면 피부 탄력 혹은 뼈에 좋다는 이야기가 있어 콜라겐이 많은 음식인 닭발 닭날개나 도가니, 혹은 돼지껍질 등을 즐겨찾는 사람들이 많으며, 이를 노린 콜라겐 제품도 시중에 많이 나와있다. 그러나 일반적으로 생각해보면 콜라겐도 단백질의 일종이고, 피부나 소화기관으로 냅다 흡수될 리가 없다. 단백질은 대개 분자량이 큰 고분자물질이고 (괜히 분자량을 kda로 세는게 아니다) 콜라겐도 분자의 크기가 커서 피부가 흡수를 못 한다. 또한 섭취를 했을 때는 소화기관에서 다양한 소화 효소작용으로 분해되어 아미노산이 되며, 이렇게 흡수된 아미노산이 몸안에서 다시 콜라겐으로 생성될 거라는 보장은 없다. 다시 말해, 콜라겐을 먹으나, 콩을 먹으나, 우유를 마시나 일단 단백질이라면 몸에 들어가면 다 똑같이 아미노산으로 분해된다는 말이다. 게다가 콜라겐은 연골이나 각종 결합 조직 및 세포간 기질의 주요 성분으로, 몸 안의 그 어떤 단백질보다도 많이 존재한다. 때문에 합성된 콜라겐이 오로지 피부로만 갈 것이라는 보장도 없는 셈이다.
심지어 콜라겐은 일반 단백질보다 분자량이 커서 인체에 제대로 소화 흡수되지도 않고 90% 이상이 그대로 배출되며, 필수 아미노산이 전혀 포함되지 않아서 좋은 단백질 공급원이라고도 볼 수 없다. 관련 기사
또 뼈는 애초에 콜라겐과 칼슘 화합물인데, 골밀도는 운동이나 골절 등의 자극이 가해지지 않으면 늘어나지 않는다.
하지만 그렇다고 콜라겐 보충제가 아무 의미도 없느냐? 하면 그건 아니다. 콜라겐 가수분해물을 섭취하면 물론 아미노산으로 분해되어 흡수되지만, 분해된 펩타이드 자체가 콜라겐의 특이적 구조를 보존하고 있기 때문에 다시 콜라겐으로 만들기 용이한 재료가 되고 섬유아세포를 자극하기 때문. 콜라겐은 매우 특징적인 구조를 가진 단백질이고, 이 콜라겐 유래 펩타이드는 혈류를 타고 피부까지 간다.# 따라서 흡수, 분해가 용이한 저분자 콜라겐 보충제들은 피부 탄력이나 관절통에 효과가 있다는 임상연구나 문헌고찰, 메타분석들이 있다.## 아직까지 임상적 증거가 명확한 건 아니지만, 그렇다고 "콜라겐 그거 먹어봤자 다 아미노산으로 분해되는데 ㅋㅋ" 정도로 황당무계한 건 아니라는 정도로만 알아두자.
콜라겐은 보통 글리신과 두종류의 아미노산[4]으로 구성되니까, 콜라겐을 섭취하면 그 원재료가 되는 아미노산을 섭취하는 셈이니 결과적으로 콜라겐 합성이 늘어나 피부가 좋아진다는 반론도 있지만 무엇보다도 '''콜라겐을 구성하는 주요 아미노산은 모두 비필수 아미노산'''[5]이다. 섭취하나 마나 어차피 부족하면 체내에서 알아서 합성된다는 이야기이다. 정 좋은 피부를 가지고 싶거든 보습과 자외선 차단을 하는게 더 효율적이다.
때로는 피부과에서 주름을 펴기 위해 콜라겐을 필러로써 주사로 주입하는 시술을 하기도 하는데, 이 경우에는 콜라겐이 인체에 흡수되기 때문에 시간이 지나면 효과가 사라진다. 면역 반응 문제 때문에 요즘은 히알루론산을 쓰는 편이다. 바르는 경우에도 위에서 언급했듯, 단백질은 고분자 물질이고, '''당연히 피부 표피도 뚫을 수 없다'''. 돌을 얇은 체에 받친다고 생각하면 된다. 그리고 피부에 주름이 생긴 건 표피 아래쪽의 '''진피층에서부터 시작'''되는 거라, 콜라켄 팩에 든 수분 덕에 촉촉해지는 소소한 효과는 있어도 큰 효과는 기대할 수 없다. 바르는 콜라겐은 로션처럼 어디까지나 좋은 보습제일 뿐[6], 그걸 넘어서는 효과를 바라면 안 된다.
참고로 일본의 NHK의 유명 장수 생활정보프로그램 ガッテン에서 소개한 최근 연구에 의하면 콜라겐이 분해된 아미노산과 부산물이 몸속의 섬유아세포(繊維芽細胞)를 자극하여 체내 콜라겐 생산을 늘려준다는 결과가 있다고 한다. 즉 콜라겐을 섭취하면 몸에서 콜라겐을 더 잘 만들어 낸다는 것이다. 하지만 이러한 작용은 피부에 상처 또는 건조해지거나 하는 등으로 '''이미 손상을 입은 경우에 작용한다'''는 특징이 있다. 꾸준히 잘 먹었는데도 효과가 없다면 콜라겐 생성으로 회복되어야 하는(혹은 회복 될 수 있는) 손상(염증, 상처, 건조)이 없는 것이므로 더 이상의 개선은 기대하기 어려운 상태라는 것이다. 그래서 효과가 있다는 사람들과 없다는 사람들이 나온게 된 원인이 되기도 한 것이고 일반적으로는 콜라겐을 복용하는 방식으로는 도움이 되지않는 다는 것이 최근까지 통설적으로 굳어진 것이었다.
그러나 '''상처'''에는 유의미한 효과가 분명 있기에 욕창의 치료 등에 있어서 보조적 수단으로 사용되고 있다고 한다. '''관절'''의 경우도 콜라겐이 구성성분을 많이 차지하고 있기 때문에 관절의 치료 등에도 도움이 된다고 한다. 관절염의 염증을 가라앉혀 통증을 줄여주는 효과가 있다고 하며 이미 약 5년 전부터 독일에서는 6~12주간의 섭취를 기준으로 하여 관절염의 치료에 이용하고 있다고 한다.
다만 해당 프로그램에서도 밝히고 있지만 '''식품으로서의 효과이지 약으로서의 효과가 아니므로''' 치료제의 개념으로 접근하지 말 것을 당부하고 있다. 또한 효능이 있다는 논문과 그렇지 않다는 논문이 산재하고 있어 아직 연구는 진행중인 단계이다. 또한 효과가 있다고 하여도 약처럼 즉각 효과가 나오지는 않는다는 것에 유의하자. 해당 방영분 웹페이지 또한 젤라틴과 콜라겐은 구성성분이 유사하므로 따로 건강식품보조제를 사지 않고 젤라틴으로 섭취하여도 된다.
5. 기타
콜라겐을 반죽에 첨가해서 잘 불거나 굳지 않는 면과 떡을 만드는 기술이 개발되기도 했다.
참고로 대한화학회에서는 g+모음을 ㅈ로 읽기때문에 콜라젠이 된다.
모 학습만화(?)에선 콜라겐 설명하다 혼자만 돼지껍질을 못 먹은 자가 나온다.
https://youtube.com/watch?v=kA5oY2Z1wEs 식품 의약품 안전처에서 콜라겐 일반 식품에 대한 설명을 한 영상이 올라왔다. 구매하기 전에 참고하면 좋다.
[1] 위의 무지개색 이미지가 그 중 가장 대표적인 3중 사슬 구조. [2] 교원 조직이라고도 부른다. 콜라겐을 교원질이라고 부르는 이유.[3] 콜라겐을 아교질이라고도 부르는 이유.[4] 두종류 중 하나는 프롤린 or 하이드록시 프롤린이고 나머지 하나는 다른 아미노산이다. 통상적으로 세 개의 아미노산이 계속 반복되는 구조가 기본구조이다.[5] 따로 먹지 않아도 체내에서 알아서 합성이 가능한 아미노산.[6] 단, 효과 자체는 폄하하면 안 되는게, 좋은 보습은 피부 미용품의 기초중의 기초이지만 가장 완벽하기 힘든 분야이기도 하다. 이를 위한 보습 성분은 충분한 친수성을 가지면서도 피부 자극 등 부작용도 적어야 하는데, 원래 피부의 주요성분인 콜라겐은 해당 문제에서 상당히 유리한 조건을 가지고 있다.