한국콩연구회

[콩의 기능성]대두 이소플라본과 뼈 건강

골다공증은 에스트로겐 농도의 현저한 감소로 폐경기 후 여성들에게서 중요한 건강 문제이다. 뼈 건강과 관련된 지표로리 사용되는 지표에는 골 재형성(bone remodeling), 골밀도, 골질량, 골 교체율 등이 있다. 골 재형성이 활발해 지는 것은 골밀도의 감소나 골절위험이 증가하는 것과 관계가 있다. 골 재형성은 조골세포, 파골세포 및 이들 세포와 관련된 활성인자와 보조인자의 기능 조절을 통해 뼈 성분이 축적되고 재 흡수되는 과정이다. 성인의 골 재형성 주기는 약 12개월이며, 골밀도의 변화에 미치는 영향을 분석하려면 장기간의 연구가 단기간 보다 더 효과적이다. 따라서 뼈 건강과 관련된 임상연구는 적어도 2년간의 시간이 필요하다.

 대두 이소플라본은 페놀화합물로 aglycone 형태인 genistein, daidzein, glycitein 등과 이들의 배당체인 genistin, daidzin, glycitin 등이 있다. Aglycone 형태의 이소플라본은 2개의 페놀고리를 가지고 있으며 구조적으로 에스트로겐과 유사하여 에스트로겐 활성을 나타내어 phytoestrogen (식물성 에스트로겐)으로 불린다. 특히 인체 호르몬인 17-beta-estradiol 구조와의 유사성 때문에 이소플라본은 사람의 에스트로겐 수용체에 대하여 친화성을 보인다. 그러나 이소플라본을 40~200 mg을 1~2년 간 투여한 후 골밀도를 측정한 임상 연구 결과들이 모두 유의적인 효과를 보이지는 않았다. 즉, 이소플라본이 폐경기 후 여성의 골 손실을 유의적으로 감소시킨다고 보고한 메타분석이 있는가 하면, 이소플라본이 골 손실에 영향을 미치지 않는다는 보고들도 있다.

한편, 폐경기 여성 1,240명에게 6~12개월 간 매일 평균 83 mg (47~150 mg)의 대두 이소플라본 제공하였을 때 등뼈의 골밀도가 대조군에 비해 2.38% 증가하는 것으로 나타났다. 대장에서 이소플라본의 대사산물인 equol을 생산하는 폐경기 후의 일본 여성 54명을 대상으로, 1년간 매일 이소플라본배당체를 75 mg (aglycone 형태로 47 mg과 동일) 섭취시켰을 때, 엉덩이와 대퇴골의 골밀도 감소가 억제되었으며, 이러한 결과는 이소플라본이 equol 생산능에 의존하여 골 손실을 억제한다고 할 수 있다. 그러나 비만이나 골다공증이 없으며 골밀도가 22~29인 237명의 건강한 폐경기 유럽연합 3개국의 백인 여성을 대상 (53±3세)으로 1년간 매일 110 mg의 이소플라본 aglycone (식품 중량의 40~50%의 이소플라본을 비스킷 또는 시리얼 바에 포함시킴)을 섭취시켰을 때 이소플라본은 폐경기 후의 골 손실을 예방하지 않았으며 골 교체율에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 폐경기 중국여성들에게 12개월 간 이소플라본 50 mg을 매일 섭취시켰을 때 골밀도에는 영향을 미치지 않았으나 골 무기질 함량이 증가되었다는 보고도 있다. 이러한 차이는 아마도 이소플라본 대사의 개인차에 의한 것으로 설명되고 있다. 이소플라본의 임상적 효과는 장내에서 equol을 생산하는 개인의 능력에 따라 다르다는 보고들이 이를 확인해준다. 인종, 연령, 식사, 유전적 차이와 변이를 포함한 개인의 변이와 같은 여러 인자들이 뼈 건강에 대한 이소플라본의 효과에 영향을 미치므로 equol 생산여부 뿐만 아니라 장내 균총에 관한 앞으로의 연구가 필요한 것으로 보인다.

최근에는 이소플라본과 비타민 D를 동시 섭취시켰을 때 시너지효과가 발생한다는 사실이 보고되었다. 비타민 D는 칼슘의 흡수를 촉진하는 물질이다. 비타민 D와 이소플라본을 동시에 섭취하였을 때 이소플라본은 칼슘의 흡수를 도우는 1,25-dihydroxy vitamin D의 합성과 비타민 D 수용체 발현에 시너지 효과를 보임으로써 뼈 건강을 증진시킬 수 있다고 보고되었다. 1,25-dihydroxy vitamin D는 비타민D 수용체에 결합하여 조골세포를 활성화하여 뼈 형성을 유도한다. 반면에 에스트로겐 수용체 유도를 통해 뼈 흡수를 억제하기도 한다. 에스트로겐 수용체가 증가하면 osteoprotegrin (OPG) 생성이 증가하고 RANKL 생성이 억제되면서 파골세포가 성숙되는 것이 억제되어 골 흡수는 감소하게 된다. 그 기전은 그림 1에서 보는 바와 같다. 이상의 연구들을 종합해보면, 건강한 폐경기 후 여성이 매일 대두 이소플라본 80~120 mg을 2년 이상 보충하면서 비타민 D를 함께 섭취하면 골밀도와 골질량이 증가하고 골 손실을 효과적으로 줄이는 효과가 나타날 것으로 사료된다.

 참고문헌

1. Alekel DL et al. 2010. The soy isoflavone for reducing bone loss (SIRBL) study: a 3-y randomized controlled trial in postmenopousal women. Am J Clin Nutr 91(1): 218-230.

2. Ma DF et al. 2008. Soy isoflavone intake increases bone mineral density in the spine of menopausal women: meta-analysis of randomized controlled trials. Clin Nutr 27: 57-64.

3. Park AY and Wever CM. 2012. Vitamin D interactions with soy isoflavones on bone after menopause: A review. Nutrients 4:1610-1621

4. Taku K et al. 2010. Effects of soy isoflavpne supplements on bone turnover markers in menopausal women: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Bone 47: 413-423.

5. Wong WW et al. 2009. Soy isoflavone supplementation and bone mineral density in menopausal women: a 2-y multicenter clinical trial. Am J Clin Nutr 90: 1433-9.

그림 1. 대두 이소플라본과 비타민 D가 뼈 대사에 미치는 영향을 설명하는 잠정적 기전 (Park AY and Wever CM. 2012에서 인용)

 VDR: vitamin D receptor

osteoblast: 조골세포

osteoclast: 파골세포

출처 : 인제대학교 식품생명과학부 송영선 교수