대사기능 물질 보충으로
혈당 조절

pinitol, chiro-inositol
등 당대사 정상화

pinitol(3-O-methyl-chiro-inositol)은 콩류나 솔잎 등에 포함되어있는 천연 혈당강하 성분으로 myo-inositol의 구조이성체인 chiro-inositol의 3번 탄소에 methyl기가 붙은 ether 화합물이다.

pinitol의 혈당강화효과가 처음 관심을 받게 된 것은 1990년대 초반인데, 미국 버지니아대학 연구진이 일반인들과는 달리 당뇨병 환자들의 소변에는 chiro-inositol의 함량이 현저히 낮다는 사실을 발견하고 chiro-inositol이 인체 내에서 혈중포도당대사에 어떻게 관여하는지 밝혀내면서 연구가 본격화됐다.

연구진은 당뇨병 환자들에게는 myo-inositol을 chiro-inositol로 전환하는 기능이 결핍되어있다는 사실을 토대로 chiro-inositol을 외부에서 투여시 혈당을 조절할 수 있다는 사실도 알아냈고 또 다른 그룹의 연구자들은 chiro-inositol이 자연계에서 주로 존재하는 형태인 pinitol의 경우에도 同一한 혈당강하효과가 있음을 밝혀냈다.

◆콩, 소나무에 많이 함유

Chiro-inositol이나 pinitol은 콩, 솔잎 등 여러 가지 식물자원이나 그 가공품 중에 존재하는데 여기서 chiro-inositol 성분이란 진한 염산에 의한 가수분해시 chiro-inositol로 분해되는 모든 성분으로서 chiro-inositol과 그 화합물, pinitol과 그 화합물 등 모두가 포함된다.

Chiro-inositol 성분을 상대적으로 많이 함유하고 있는 식물자원은 콩류와 소나무인데, 콩의 경우 원산지에 따라 chiro-inositol 성분의 함량이 차이가 난다.

일반적으로 건조한 기후조건에서 재배된 콩의 경우가 chiro-inositol 성분의 함량이 높은데 chiro-inositol 성분 중 30-40%가 pinitol의 형태이며 40~50%가 galactose와 pinitol이 결합된 galactopinitol 형태, 나머지 10~20%가 chiro-inositol 형태로 존재한다. 또 chiro-inositol은 galactose와 결합하여 galactinol 형태로 존재한다.

식물자원이나 그 가공품 중의 Chiro-inositol 성분 함량

◆아미코젠, Pharmaceuticals 등 생산 본격화

현재까지 개발된 chiro-inositol의 제조방법 중에서 가장 유력한 기술은 동물용 항생제로 쓰이는 kasugamycin을 분해하는 방법이다. 먼저 미생물 발효에 의하여 kasugamycin을 만들고 이 kasugamycin을 약한 산성조건 하에서 가수분해함으로써 chiro-inositol을 만들게 된다. 또 다른 제조방법은 이성체인 myo-inositol을 원료로 하여 미생물작용에 의하여 chiro-inositol로 변환시키는 방법. 아직 전환수율은 높지 않으나 지속적인 기술개발시 유력한 방법으로 전망된다. 이 두 가지 제조방법의 특허권은 北興化學工業(주)에서 보유하고있다.

Pinitol의 제조방법으로는 현재 △Bougainvillea라는 식물의 잎으로부터 추출하는 방법 △소나무 속껍질로부터 추출하는 방법 등이 보고되어 있다.

또 Pinitol을 포함한 이노시톨류를 대두추출액이나 대두whey와 같이 다른 당성분을 함께 포함한 용액으로부터 분리하는 방법으로는 △지올라이트(zeolite)를 사용하는 방법 △양이온교환수지를 사용하는 방법 △음이온교환수지를 사용하는 방법 등이 알려져 있다. 그러나 이러한 공지의 방법들은 이온교환수지의 기능을 보호하기 위하여 복잡한 전처리 과정을 거쳐야 하며 또한 처리 후에도 중화 및 탈염 과정을 거쳐야 하는 등 공정이 복잡해지는 문제점이 있어 경제적으로 상당히 부담이 된다.

앞서 언급했듯이 대두나 대두whey 중에는 절반 이상의 pinitol 성분이 갈락토pinitol의 형태로 존재하므로 pinitol의 회수율을 높이기 위해서는 먼저 적당한 galactosidase를 사용하여 갈락토pinitol을 분해하여 pinitol 형태로 전환시켜야 한다.

그 이후에 특정흡착제를 이용한 크로마그라피 방법으로 pinitol을 다른 당류, 단백질, 지방, 염류 등 타성분들로부터 분리시킨 후 농축, 건조를 함으로써 50% 이상의 pinitol 함량을 가진 식품급 pinitol을 만들 수 있다. 95% 이상의 pinitol 함량을 가진 고순도 제품은 결정화 공정을 거쳐서 제조한다. 고순도 pinitol과 식품급 pinitol 모두 중금속 및 미생물의 함량과 관련하여 식품용에 적합하도록 엄격한 guideline에 따라서 제조된다.

현재 상업적 규모의 pinitol의 생산은 두부순물을 원료로 한 국내의 아미코젠과 소나무 껍질을 원료로 한 뉴질랜드 Pharmaceuticals사가 실시하고 있다. 미국에서는 Humanetics사가 1998년에 FDA의 dietary supplement로 등록하여 주로 운동선수를 대상으로 한 당대사 개선용 건강보조식품으로 판매를 하는 상태다.

◆chiro-inositol 섭취로 당 대사 정상화

chiro-inositol과 pinitol의 혈당강하효과는 1990년 이래 여러 과학자들의 연구에 의하여 밝혀졌다.

먼저 동물시험에 의한 연구결과 chiro-inositol을 투여한 쥐는 체중 Kg당 3mg부터 10-25%의 유효한 혈당강하효과가 관측됐고 20mg/Kg 까지 투여량이 증가할수록 혈당강하효과도 증가했다. 이 결과는 Virginia 대학에서 실시한 시험결과와도 일치한다.

Pinitol을 투여한 경우에도 유사한 혈당강하효과를 보이는데 동일한 양의 chiro-inositol에 비하여 혈당강하효과는 평균 70% 수준이었다. 이 결과도 영국 Aston대학에서 실시한 연구 결과와 일치한다.

Insmed社에서는 사람을 대상으로 임상시험을 실시했는데 그 결과 chiro-inositol이 공복혈당과 당화헤모글로빈(HbA1C)을 유의적으로 낮추어주며, 아무런 부작용이 나타나지 않았다. Chiro-inositol은 제2형 당뇨병 환자들에 대한 혈당강하 효과뿐만 아니라 다낭포성 난소증에 대한 치료효과와 지질대사 정상화 효과도 있는 것으로 밝혀졌다.

건장한 사람의 경우, 혈중의 포도당이 세포 내로 운반되기 위하여 췌장에서 생성된 인슐린이 세포막 내에 존재하는 insulin receptor와 결합하여 phospholipase C와 phospholipase D를 활성화한다. 또 이과정에서 glycpsylphosphatidylinositol(GPI)를 가수분해하게 되는데 이와 더불어 inositolphosphoglycan(IPG) insulin mediator와 diacylglyceride(DAG)를 세포막에서 생성한다.

IPG insulin mediator는 2종류가 있는데, 하나는 Myo-inositol과 Glucosamine(GlcNH2)을 함유하는 Mediator이고 다른 하나는 chiro-inositol과 galactosamine(GalNH2)을 함유하는 mediator이다. 이 중에서 chiro-inositol mediator 는 pyruvate dehydrogenase(PDH) phosphatase와 glycgen synthetase(GS) phosphatase를 활성화시킴으로써 당대사를 촉진한다.

제2형 당뇨병환자의 경우 IPG insulin mediator의 구성성분인 chiro-inositol의 생합성에 결함이 발생하여 혈당의 조절이 잘 되지 않는다. 그러나 외부로부터 chiro-inositol을 섭취함으로써 포도당대사에 필요한 chiro-inositol을 보충하면 혈당조절 기능이 정상화된다.

다른 그룹의 연구자들은 pinitol을 섭취하여도 chiro-inositol와 동일한 방법으로 혈당조절 기능을 정상화시킨다는 사실을 밝혔다.

<자료제공 : 아미코젠>