클로렐라, 중금속 다이옥신 배출 효과 등 밝혀

면역증진 노인성 치매 예방 간세포 해독 효과 규명

클로렐라가 중금속 및 다이옥신 배출 효과와 함께 면역증진 노인성 치매 예방 간세포 해독 효과 등 다양한 기능성이 있다는 연구결과가 발표됐다.

한국식품과학회(회장 이철호)가 3일 서울 조선호텔에 개최한 ‘디톡스 클로렐라’ 주제 심포지엄에서 국내외 학자들은 클로렐라에 대한 최신 연구결과를 발표했다.

이날 심포지엄에서 한양대 식품영양학과 엄애선 교수는 클로렐라가 다이옥신의 체외 배출을 촉진시킨다는 내용의 동물 시험 결과와 체내 칼슘은 보존한 채 카드뮴의 배출만 촉진한다는 동물 시험 결과를 발표했다.

충북대 예방의학과 김헌 교수는 클로렐라가 면역 관련 일부 사이토카인의 발현을 증가시킨다는 연구를 인체 시험을 통해 입증했다. 김헌 교수팀은 국내 성인남녀 86명을 대상으로 클로렐라를 8주 동안 섭취한 후 면역 단백 사이토카인의 일종인 IL-12와 IFN-g의 발현량을 분석한 결과 섭취 전보다 많게는 2배~2.5배 까지 수치가 크게 증가한 것으로 나타났다고 밝혔다.

일본 동북대(東北大) 농학연구과 미야자와 테루오 교수는 클로렐라에 풍부하게 들어있는 루테인이 노화된 적혈구 양을 감소시켜 노인성 치매 예방한다는 연구 결과를 발표했으며, 인제대 임상병리학과 김용호 교수는 클로렐라 추출물이 간장 해독 관련 효소의 활성을 증가시켜 간장의 손상을 막고 해독력에 효과가 있음을 입증하는 내용의 연구 결과를 발표했다.
 

이날 발표된 주요 내용을 소개한다.

클로렐라의 중금속 배출 효과
한양대 식품영양학과 엄애선 교수

클로렐라 섭취가 체내의 카드뮴 배출 효과를 확인하기 위하여 동물시험을 시행하였다. 생후 6주된 수컷 쥐에 5%, 10%의 클로렐라 포함 식이를 8주 동안 섭취하게 하여 일반 식이 쥐와 비교하였고, 카드뮴은 10ppm,50ppm이 포함된 물을 공급함으로써 쥐에 주입하였다. 쥐의 간과 신장에서 카드뮴의 농도를 측정해 본 결과, 카드뮴의 양이 많아질수록 카드뮴 배출 효과는 커지는 것을 확인하였다. 또한, 클로렐라 섭취에 의해 간과 신장에서 카드뮴 배출을 촉진하는 것을 확인하였다. 

클로렐라 섭취로 인해 쥐의 간과 신장에서 카드뮴의 배출이 촉진되는 것을 확인하였고, 쥐의 배설물에서 카드뮴이 배출 되었는지를 다시 한 번 확인하였다. 쥐의 소변과 대변의 카드뮴 농도를 측정한 결과, 클로렐라 섭취에 의해 카드뮴 배출이 촉진되어 소변과 대변에 많은 양의 카드뮴이 존재함을 확인하였다.

또한, 카드뮴의 체내 섭취는 뼈의 칼슘을 배출하여 골다공증을 유발하는 것으로 알려져 있다. 그러나 클로렐라의 지속적인 섭취는 뼈의 칼슘 배출을 막아 소변으로 배출되는 칼슘의 양을 감소시키는 것을 확인하였다.

카드뮴의 지속적인 섭취는 뼈의 칼슘과 교환 이온 결합을 촉진하여 뼈 내부로 카드뮴이 들어가면서 칼슘이 배출된다. 칼슘의 배출을 억제한다는 것은 뼈로 카드뮴의 흡수를 방지하여 체내의 흡수를 억제한다는 간접적인 증거가 될 수 있다.

클로렐라의 다이옥신 해독 및 배출 효과

한국과학기술연구원 생체대사연구센터 신혜승 박사

다이옥신 중에서도 가장 유독한 물질은 사염화다이옥신(TCDD)이다. 염소를 함유하고 있는 유기화합물이 탈 때 다이옥신이 생성될 수 있고 일반적으로 쓰레기를 불태울 때 주로 발생한다. 대부분의 다이옥신은 97% 정도가 음식에 포함되어 흡수되며 약 3% 이하만 호흡기를 통해 흡수한다. 다이옥신은 주로 몸 속의 에스트로겐 관련 내분비계에 작용하여 독성을 나타내기 때문에 체중 감소, 간 기능과 지질대사 이상, 발암 등의 독성작용을 유발하는 내분비계에 장애를 부른다.

본 연구에서는 쥐(SD rat)를 이용하여 클로렐라의 다이옥신 배출의 효능을 검증하였으며, 약 4주 동안 사염화다이옥신(TCDD)만 경구투여 한 것과 클로렐라를 2%, 5% 10% 같이 투여한 실험군으로 나누어 실험을 진행하였다. 다이옥신 배출을 실험하기 위해 생후 6주된 수컷 쥐를 대상으로 4주 동안 0.05㎍/체중kg사염화다이옥신(TCDD)을 경구 투여한 대조군과 사염화다이옥신과 함께 전체 식이 대비 클로렐라를 각각 2%, 5%, 10% 투여한 실험군으로 나누어 비교 실험을 진행하였다.

이 결과 클로렐라 실험군은 4주 이후 소변에서 다이옥신이 전혀 검출되지 않았다. 클로렐라 실험군은 4일차부터, 대조군은 5일차부터 각각 소변에서 다이옥신이 검출되기 시작했으며 클로렐라 실험군은 4주 이후 다이옥신이 전혀 검출되지 않았으나 대조군은 4주 이후에도 다이옥신이 지속적으로 검출되었다.

또한 4주 후 대변에서의 다이옥신 함량 측정 결과, 대조군 대비 클로렐라 2% 투여군은 5.4배, 5% 투여군은 8.4배, 10% 투여군은 9.6배 더 배출되었다.

실험군의 간 장기에 남아 있는 다이옥신의 양도 대조군에 비해 클로렐라 2% 투여군은 19%, 5% 투여군은 26%, 10% 투여군은 56% 각각 감소하였다.

결론적으로 클로렐라의 섭취는 소변과 대변으로 다이옥신의 배출을 촉진시키고, 간에서의 축적을 억제하여 클로렐라가 다이옥신의 배출 능에 큰 효과가 있음을 확인하였다.

클로렐라의 새로운 기능성 및 식품 응용
일본 동북대학교 농학연구과 미야자와 테루오 교수

CL-HPLC법을 이용하여 노인성 치매 환자의 혈액을 측정하여 노인성 치매 환자의 적혈구의 지질막에는 건강한 사람의 5~6배에 해당하는 과산화인지질의 이상한 축적이 있음을 발견하였다. 이처럼 과산화지질에 많은 적혈구는 노화 적혈구이므로 건강한 사람의 혈액에는 적다. 일반적으로 노화하여 밀도가 높아진 적혈구에는 과산화지질이 많으므로 노인성 치매 환자는 노화 적혈구를 많이 가지고 있다고 말할 수 있다.

적혈구막에 과산화지질이 축적하면 적혈구의 인지질막에 산소가 많이 분포하는 상태가 되어 적혈구 안의 산화 헤모글로빈으로부터 산소해리가 저해되어 뇌조직의 만성적인 산소부족을 초래하여 결과적으로는 노인성 치매 증상을 촉진한다.

만약, 식품성분에 적혈구에의 과산화지질 축적을 적극적으로 방지할 수 있는 기능성분이 명백해지면 영양지도 등에 의해 노인성 치매의 진행을 막고, 또 발병을 늦출 수 있는 가능성이 있다.

노인성 치매 환자의 적혈구막의 과산화지질 축적을 방지할 수 있는 식품성분을 검사한 결과 클로렐라에 많이 들어있는 루테인이 유효하다는 것을 증명하였다.

건강한 사람의 경우, 루테인을 경구섭취하면 적혈구막으로 루테인의 이행축적하여 적혈구의 과산화인지질량은 생각만큼 저하하는 것으로 판단되었다.

노인성 치매 환자의 적혈구를 분석하자 건강한 사람의 적혈구에 비해 루테인 농도가 특히 낮아 과산화인지질농도는 높은 것을 알게 되었다. 이와 같은 지견에서 루테인은 적혈구의 효과적인 노화억제인자로 생각되었다.

클로렐라는 루테인이 풍부하게 들어 있는 건강기능식품이다.

따라서 루테인이 풍부한 클로렐라의 섭취에 의해 노인성 치매 환자의 특징인 적혈구에 과산화지질의 이상축적을 방지하여 노인성 치매의 발병과 진행을 예방할 수 있는 가능성이 새롭게 제시되었다. 노인성 치매 환자에 클로렐라와 루테인을 직접 경구 투여한 결과 혈액 내에 lutein 의 함량이 유사함을 확인하였다. 따라서 클로렐라의 섭취는 노화된 적혈구의 양을 줄임과 동시에 노인성 치매를 예방하는데 중요한 식품임을 입증했다.

클로렐라의 항 피로 효과

경희대 한의대학 김형민 교수

본 연구에서는 강제 수영 부하 실험과 혈액 생화학적 지표에 대한 클로렐라의 효과에 대해 연구하였다. 혈액 생화학적 지표로는 Blood urea nitrogen (BUN), crea--tine kinase (CK), lactic dehydrogenase (LDH), glu-cose (Glc), total protein (TP), albumin을 혈액 생화학적 지표로 측정하였다. 매일 0.05, 0.1, 0.15 g/kg 농도의 클로렐라를 각각 실험 군별로 마우스에 구강 투여했다.

클로렐라를 투여한지 3일, 7일째 되는 날 강제 수영 부하 실험을 시행한 결과 0.15 g/kg 클로렐라를 투여한 그룹에서 유의적으로 부동시간(지쳐서 움직이지 못하고 있는 시간)을 감소시켰다. 또한 혈청 중 BUN 수치를 낮췄으며, CK, LDH 수치는 감소하는 경향을 나타냈다. 클로렐라 투여 시 혈 중 Glc 수치는 높아졌으나, TP와 albumin 수치는 변화가 없었다. 이상의 결과들은 클로렐라가 육체적 지구력 향상 및 피로회복 효과가 있는 것을 시사하고 있다.

클로렐라의 면역증진 효과

면역증진 시험을 in vitro(생체 밖) 시험과 in vivo(동물시험) 시험으로 진행하였다. 저 영양식이로 면역저하를 유도한 실험용 쥐를 대상으로 클로렐라가 면역성 증대에 미치는 영향을 in vivo(생체 안)에서 시험을 진행하였다.

1)클로렐라의 in vivo(동물시험) 면역성 증대 시험

클로렐라의 면역성 증대에 관한 영향은 클로렐라를 0.01g, 0.1g, 1g 씩 경구 투여하여 면역증진에 관련된 지표 물질인 IFN-γ의 증감 효과로 확인하였다. 클로렐라를 섭취하지 않고 저 영양식이로 면역저하를 유도하지 않은 시험군에서는 IFN-γ의 양이 현저하게 줄어드는 반면 클로렐라를 첨부한 경우에는 클로렐라의 첨가한 농도에 따라 IFN-γ의 양이 현저하게 증가하여 저 영양식이로 면역저하를 유도한 대조군의 IFN-γ의 농도와 유사한 양으로 증가하는 것을 확인하였다.

2)클로렐라의 in vitro(생체 밖) 면역성 증대 시험

MOLT-4세포(사람의 T세포)에서 클로렐라의 원말을 배지 성분에 첨가하였을 경우 cytokine 분비 양을 ELISA를 통하여 분석하였다. 사람의 T 세포에서 클로렐라의 원말을 첨가하였을 때 IFN-γ, IL-2, IL-4의 성분이 증가하는 것을 직접적으로 확인하였다.

클로렐라 면역증진 효과 인체실험

충북대 의대 예방의학과 김헌 교수

인체 시험은 국내 최초 대규모로 이루어진 단일기관, 무작위, 대조식품첨가비교 시험으로 연구 대상은 일반인 대상자로 20~75세 남성 및 임신 가능성이 없는 비수유부 여성이며 전체 86명을 3군으로 나누어 진행하였다.

클로렐라의 섭취가 면역성 강화의 지표 물질인 cytokine의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해서 TNF-α, IFN-gamma, IL-12를 대상으로 기준시기(0주)에 대한 투약 8주 후의 변화량을 측정하여 paired t-test로 비교, 분석하였다.

TNF-α의 경우, 8주 후 변화량은 모든 군에서 통계적으로 유의한 변화를 나타냈으며 투여 전 후의 차이는 각 군 별로 1.87 pg/ml, 1.97 pg/ml, 1.48 pg/ml였다.

비록 대조식품 투여군의 경우에서도 유의한 증가를 보여서 클로렐라의 투여와 TNF-α의 발현과 명확한 상관관계를 추정하기는 어려우나, 클로렐라 3g/day와 6g/day를 투여한 군의 경우 대조식품을 투여한 군보다 상대적으로 높은 증가량을 보여 한 클로렐라의 투여가 어느 정도는 TNF-α의 발현에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

IFN-γ의 경우, 클로렐라 3g/day 및 클로렐라 6g/day 투여군에서 8주 후의 발현량이 대조군의 발현량에 비해 유의하게 높은 것으로 나타났다. 특히, 클로렐라 3g/day 투여군에서는 기준시점(0주)째에는7.88 pg/ml 이었으나 투여 8주 후에는 14.27 pg/ml로 2배 가까운 발현증가를 보였다.

다만, 클로렐라 6g/day 투여한 군에서는 기준시기에서의 발현량이 대조군에 비해 유의하게 높았으므로 8주 후의 발현량에 어느 정도 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 그러나, 그러한 가능성을 감안하더라도 클로렐라의 복용이 IFN-γ 발현량 증가에 영향을 주는 것으로 판단된다.

IL-12 발현의 변화량을 분석한 결과, 복용 후 8주 후의 증가량은 클로렐라 3g 및 6g을 투여한 군의 경우가 다른 군에 비해 높음을 확인할 수 있었다. 특히, 클로렐라 6g/day 투여군은 기준시점(0주)에서 49.77 pg/ml 이었던 것이 8주 후 126.65 pg/ml로 증가하면서 2.5배의 발현 증가를 보였다. 또한 이러한 차이는 통계적으로 유의하였다 (paired t-test). 이러한 결과는 클로렐라의 복용이 IL-12의 발현에 중요한 영향을 미치고 있음을 의미한다.

이런 결과로 클로렐라 3 g/day 및 6 g/day의 섭취는 면역관련 cytokine인 IFN-gamma, IL-12 등의 발현을 유의하게 증가시켜주는 것으로 인체 시험을 통해 확인되었다.

클로렐라의 추출물이 간의 손상예방 및 간세포 해독력에 미치는 영향

인제대 임상병리학과 김용호 교수

클로렐라 추출물(CVE)이 간장의 손상 방어 및 해독력에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 동일유전정보를 가진 쥐를 이용하여 동물시험을 진행 하였다. 사염화탄소(CCl4)를 사용하여 간의 기능 및 상태를 인위적으로 손상 시켰으며 이 후 CVE 를 투여하여 그 회복 또는 해독 능력을 검증 하였다.

우선 일반적으로 간 상태의 중요한 지표로 사용되는 AST, ALT 및 GST 효소의 활성을 측정하였다. 각각 CCl4, CCl4+CVE, CVE만 처리된 쥐와 정상적 간을 가진 쥐를 비교 분석한 결과 위 그림1과 같이 AST 와 ALT 의 경우, CCl4 투여군은 그 수치가 증가하였으며 여기에 클로렐라 추출물(CVE)을 첨가 할 경우 그 활성이 점차 감소하는 결과를 보인다.

또한 광학현미경을 이용하여 이러한 실험군들의 간장의 손상 및 회복에 대하여 형태학적으로 정상화되는 것이 확인 가능 하였으며, 우리가 간 건강의 지표로 알고 있는 혈청의 총 지질, 중성지방 및 총 콜레스테롤의 양이 클로렐라 추출물 투여군에서 그 농도에 크게 관련 없이 감소하는 것도 아래 테이블과 같이 확인 되었다.

또한 간장조식에서의 지질과산화물(MDA)을 측정하였으며, 손상된 간 대비하여 클로렐라 추출물 투여군은 추출물 투여 농도 의존적으로 그 양이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 해독 관련능에 대한 검증을 위해 CYP, NADPH-CYP, CYP2El Protein, GST, MAT 와 같은 바이오마커들도 측정되었고, 그 결과 CVE에 의해 해독되는 양상을 보이며, 이는 CVE가 CCl4 를 CCl3 로 변화시켜 해독 능이 더욱 활성화 되어 간장의 해독력이 증가하는 것으로 나타났다.

결론적으로 클로렐라 추출물은 간장의 해독작용을 강화시키는 해독 유도체(Detoxification inducer)로 작용하였으며, CCl4로부터 생성된 간장 유해물질의 제거를 촉진 시킨 결과, 간장의 손상을 방어할 수 있음도 알게 되었다.