[BioS] '아연(Zn)', 당뇨 등 대사질환 새 치료법으로 주목

"아연이 인슐린 기능 회복" 해외 연구서 제기

아연(Zn)이 인슐린의 기능을 도와 대사질환 조절과 당뇨 예방에 도움을 줄 수 있다는 해외 연구논문들이 속속 나오면서 주목받고 있다. 아연이 당뇨를 치료할 수 있는 새로운 접근법이 될 수 있다는 가능성 때문이다. 국내 바이오벤처인 노브메타파마가 아연을 기반으로 한 신약물질 싸이클로지(Cyclo-Z)로 당뇨 등 대사질환 신약 개발에 나선 것도 이 같은 맥락에서다.

성인 당뇨병인 제2형 당뇨병은 인슐린이 분비되지만 인슐린 저항성으로 혈당 조절을 못해 발생하는 질환이다. 인슐린이 분비된다는 점에서 제1형 당뇨병과 구별된다. 인슐린 저항성이 커지면 체내에서 필요한 당의 합성과 이용, 축적에 영향을 미치게 되고, 이에 따라 혈당조절이 제대로 되지 않아 결국 대사이상을 초래한다. 간단히 말해서 인슐린 효율이 떨어져 포도당 흡수가 제대로 되지 않는다는 것이다.

아연은 인슐린을 만드는 췌장의 베타세포에 고농도로 존재하는데 여기에서 인슐린이 제기능을 하도록 돕는 역할을 한다. 아연의 기능은 인슐린 수용체와 결합해 인슐린 신호전달 체계를 활성화시키고, 체내 대사시스템을 조절하는 것으로 알려졌다. 제2형 당뇨병 환자는 아연 흡수율이 낮고 소변을 통한 아연 배출량이 많다는 보고가 있다. 즉 아연결핍이 제2형 당뇨병과 연관성이 있다는 것이다.

Nisa Maruthur 존스홉킨스 의대 교수는 2013년 아연 섭취가 개인의 유전적 차이에 따라 당뇨를 조절하고 예방할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 연구에 따르면 특정 유전자 변이가 베타세포에서 아연수송에 관여하는 단백질에 영향을 주기 때문에 유전적 변이에 의한 제2형 당뇨병 발생 위험을 증가시킨다. 유전적 변이가 없는 경우 아연 섭취에 대한 반응 정도가 높았다.

연구진은 건강한 55명의 사람에게 50mg(하루 권장량의 10배이상)의 아연을 격일로 2주동안 제공하고 혈관에 포도당을 주사한 후 5분, 10분 간격으로 인슐린과 혈당 수치를 측정했다. 포도당 주사 5분 후 유전자 변이가 없는 사람들은 유전자 변이가 있는 사람에 비해 인슐린 반응정도가 26%가량 높았다.

Nisa Maruthur 교수는 이에 따라 아연이 유전자 변이가 없는 사람에게 더 효과적일 수 있다고 설명했다. 또한 아연 섭취는 당뇨환자가 약물과 생활습관을 개선하면서 병행할 수 있는 가장 저렴한 치료방법이 될 수 있다고 덧붙였다.

2009년 Frank B. 하버드대 의대 교수는 아연이 당뇨의 시작을 막을 수 있는지를 확인하기 위해 24년간 8만 2297명의 미국 여성을 추적 조사했다. 그 결과 다량의 아연을 섭취한 여성은 제2형 당뇨로 발전할 가능성이 낮은 것을 확인했으며 아연이 당뇨의 예방에도 관여할 수 있음을 확인했다.

아밀린은 베타세포에서 인슐린과 함께 분비되는 당대사 호르몬이지만 아연이 결핍된 제2형 당뇨병 환자에게는 질환을 악화시키는 무기다. 아밀린은 당을 분해하는 호르몬의 분비를 저해하고 음식물이 소화기관에 머무는 시간을 늘려 포만감을 유지시키는 역할을 한다. 반면 물리화학적 특성상 응집되기 쉬워 빽빽한 구조의 덩어리가 형성되면 혈당을 조절하는 베타세포의 기능을 방해한다. 하지만 아연은 아밀린 덩어리가 딴짓을 하지 못하도록 붙잡아 둔다.

Ayyalusamy Ramamoorthy 미시건 대학 교수팀 연구에 따르면 아연은 세포에서 경호원의 역할을 한다. 아연이 베타세포에서 정상수치일 때 아밀린의 혈당조절을 돕는다. 마치 락콘서트의 경호원처럼 아연은 흥분한 관중들(아밀린)이 문제를 일으키거나 사고치지 못하도록 막는 역할을 한다는 것. 즉 아연은 아밀린 단백질 덩어리의 형성을 막는 역할을 한다는 것이다.

하지만 아연이 부족한 당뇨환자의 세포 환경에서는 아밀린이 아무런 방해를 받지 않아 자유롭게 덩어리 형태로 떠돌아다니며 문제를 일으키게 된다. 아밀린 단백질 덩어리는 알츠하이머, 파킨슨병, 헌팅턴과 같은 퇴행성질환에서도 발견된다. 이 연구 결과는 아연과 대사성 퇴행성뇌질환과의 관련성을 시사하고 있다.