뼈는 기본적인 형태와 자세를 만드는 기본적인 기관이며 운동의 토대가 되고 내장과 같은 모든 기관을 보호하는 역할을 한다. 나이가 들수록 뼈를 이루는 조직들이 줄어들어 허리가 굽거나 키가 줄어드는 등 겉모습에도 영향을 준다. 특히 여성의 경우 뼈 건강에 있어 에스트로겐의 영향을 많이 받으며 에스트로겐의 분비가 크게 감소하는 폐경기 이후에는 더욱 뼈 건강을 신경 써야 한다.
이번 호에서는 뼈 건강에 콩 성분이 도움을 준다는 연구 결과들이 발표되고 있어서 그 중 주요 연구 결과들을 소개한다.
1. 콩 이소플라본, 폐경 후 여성에 있어 골다공증 예방 효과
태국 치앙마이 대학교 N. Koonrungsesomboon 교수 연구팀이 국제학술지인 ‘국제 골다공증 학회지(Osteoporosis International)’에 발표한 내용에 따르면, 이소플라본의 섭취는 폐경 후 여성에게 있어 골밀도를 향상시켜 골다공증 예방에 도움을 줄 수 있다고 발표했다.
연구팀은 폐경기 여성이 에스트로겐 결핍으로 인한 골다공증의 위험도가 증가한다는 점에서 에스트로겐과 유사한 구조의 이소플라본을 통한 골다공증 예방 효과를 확인하고자 연구를 진행했다. 2019년 9월까지 발표된 폐경 후 여성의 이소플라본 섭취와 골밀도 간의 관계에 대한 논문들을 체계적으로 검토한 후 63 건의 연구에 대해 메타 분석을 수행했다.
연구결과 골밀도를 조사한 뼈 부위로써 요추가 가장 많이 평가되었으며 대퇴경부, 전신, 고관절 등이 뒤를 이었다. 이소플라본을 섭취하는 연구에 경우 평균 1일 섭취량이 600 mg, 제니스테인의 경우 54 mg 일 때 대조군과 비교하였을 때 골밀도 면에서 긍정적인 효과를 보였으며 해당 섭취량은 폐경 후 여성에게 있어 안전한 섭취량임을 확인했다. 섭취 기간에 있어서는 24개월 이상 섭취했을 때 더 큰 효과가 나타났다.
이러한 결과를 통하여 연구팀은 제니스테인과 같은 이소플라본의 지속적인 섭취가 폐경 후 여성에게 있어 골다공증을 예방하고 치료하는 데에 보완적인 선택으로 이용될 수 있을 것이라고 설명했다.
2. 콩 이소플라본, 항염증 작용을 통한 골다공증 예방 효과
경상국립대학교 조계만 교수 연구팀이 국제학술지인 ‘식품과 농업과학 학회지(Journal of the Science of Food and Agriculture)’에 발표한 내용에 따르면, 콩에 함유된 이소플라본이 항염증 효과를 통하여 폐경 후 골다공증에 대해 예방 효과를 나타낸다고 설명했다.
연구팀은 고령화 인구의 증가로 인해 폐경 후 골다공증도 공중 보건 문제로 떠오르고 있어 이를 대비하기 위한 방법으로 이소플라본을 이용하고자 했다. 폐경 후 골다공증은 에스트로겐 결핍으로 인해 염증 반응이 활성화되어 파골세포의 분화가 촉진되고 골 흡수를 촉진시키는 사이토카인을 방출한다는 점에서 이소플라본의 항염증 효과가 이를 억제할 수 있을 것으로 기대했다. 실험은 지질다당류에 의해 유도된 세포 내 염증 반응과 난소 절제로 유도된 폐경 후 골다공증 쥐 모델 두 가지 경우 대한 이소플라본의 효과를 관찰하는 것으로 진행됐다.
연구결과 지질다당류에 의해 세포 내 산화질소 농도와 IL-6, IL-1β 등과 같은 염증 마커가 증가했으며 이소플라본의 농도에 의존하여 그 수준이 감소했다. 동물 모델의 경우 난소가 절제된 후 대퇴골 섬유구조가 현저하게 손상되었으며 망상구조 내 구멍의 수도 크게 증가한 것으로 보아 골밀도가 낮아졌음을 확인했다. 이소플라본을 처리했을 때 쥐의 대퇴골 두께는 증가했으며 골밀도 또한 유의하게 증가했다. 또한, RANKL, OPG, OC 등 파골세포의 분화와 관련된 유전자들의 발현량도 이소플라본의 농도에 의존하여 감소하는 것으로 확인됐다.
이러한 결과를 통하여 연구팀은 이소플라본의 항염증 작용은 파골세포의 생성을 억제하며 더 나아가 폐경 후 여성의 골다공증 예방효과에 기여할 수 있을 것이라고 결론 내렸다.
3. 분말 콩, 골 형성 촉진 효과
한림대학교 김은지 교수와 남주석 교수 공동연구팀이 국제학술지인 ‘식품 과학기술 학회지(Journal of Food Science and Technology)’에 발표한 내용에 따르면, 다양한 기능성 성분을 함유하고 있는 분말 콩이 골 형성 인자를 촉진시켜 뼈 건강에 도움을 줄 수 있다고 발표했다.
연구팀은 콩에 함유된 이소플라본, 단백질 등 다양한 영양성분들이 개별적으로 골밀도와 뼈의 구조와 관련된 인자들을 개선시킨다는 연구결과가 많이 있지만 콩의 전반적인 효과를 확인하고자 실험을 설계했다. 콩의 영양성분을 가감없이 함유하도록 분말 형태로 만들어 이소플라본이 풍부하도록 만든 분말 콩(I-WSM)이 골 분화 과정에 미치는 영향을 파악하고자 세포 및 분자 수준에서 실험을 진행했다.
연구결과 대조군에 비해 I-WSM 을 처리한 그룹은 조골세포에서 생성 및 분비되며 조골세포의 조기 분화와 관련이 있는 ALP 효소의 활성을 유도했고, Osterix와 Runx2와 같은 골 형성 전사 인자의 mRNA 발현 수준을 증가시켰다. 조골세포로부터 생성되어 골 형성 속도를 간접적으로 나타내는 Osteocalcin 또한 방출 양이 증가되어 I-WSM의 처리가 세포 및 분자 수준에서 골 형성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인했다.
이러한 결과를 통하여 연구팀은 분말 콩이 조골세포의 분화를 촉진시키고 골 형성 인자들을 활성화시킴으로써 뼈 건강에 도움을 주어 뼈와 관련된 질병의 치료에 이용될 수 있을 것이라고 설명했다.
흔히 건강한 뼈를 위해서 칼슘의 섭취가 중요하다고 한다. 물론 적당한 양을 섭취하는 것이 필요하지만 비타민D의 도움 없이는 먹는 만큼 체내로 흡수가 되지 않을 수 있다. 즉, 비타민D가 있어야 칼슘을 섭취한 것이 의미가 생길 수 있는 것이다. 비타민D는 햇빛만 받더라도 체내에서 합성이 되지만 대부분의 현대인들은 충분한 햇볕을 받지 못해 비타민D 부족에 시달린다. 결과적으로 음식이나 보충제 등을 통해 비타민D를 섭취하는 것이 중요하며 이와 더불어 뼈 건강에 도움을 주는 콩도 함께 섭취한다면 나이가 들어서도 건강한 뼈를 유지하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
<참고 논문>
1. Sansai, K. et al., Effects of isoflavone interventions on bone mineral density in postmenopausal women: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials, Osteoporosis International, 2020, 31(10), 1853-1864
2. Xie, C.-L. et al., Isoflavone-enriched soybean leaves attenuate ovariectomy-induced osteoporosis in rats by anti-inflammatory activity, Journal of the Science of Food and Agriculture, 2021, 101(4), 1499-1506
3. Jagga, S. et al., Isoflavone-enriched whole soy milk powder stimulates osteoblast differentiation, Journal of Food Science and Technology, 2021, 58, 595-603