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by 현무열 Aug 23. 2017

먹는 콜라겐이 정말 효과가 있을까? 콜라겐의 모든 것!

먹는 콜라겐의 의학적 근거와 어떤 콜라겐을 먹는 것이 좋을지에 대한 정리글

안녕하세요. 화분남 현무열 입니다. 

오늘은 먹는 콜라겐에 대해서 정리를 해보도록 하겠습니다.

(25편의 논문과 방송 자료관련 업체 문의 등을 통해 자료를 모았습니다.)


요즘 방송에서 콜라겐 섭취, 특히 생선 콜라겐이 중요하다고 많이 나오죠.


대부분 방송 포맷이 크게 두 가지입니다.

1) 동안인 사람이 나와 동안의 비결이 생선 콜라겐이라는 식으로 나오거나

2) 육류 콜라겐과 생선 콜라겐을 먹어서 비교해보니 생선 콜라겐이 더 좋다는 식입니다.

                                                                                                            

동안인 사람은 생선을 많이 먹거나, 평상시에 생선 콜라겐 가루를 먹는게 비결이라고 하죠.
또 육류 콜라겐 군은 피부에 변화가 없지만 생선 껍질 군은 2주 만에 피부나이가 2-3세 감소했다고 합니다.


그러면서 전문의나 패널들이 생선 콜라겐의 효과에 대해서 설명합니다.
나오는 자료는 거의 대부분 비슷한데요.

                                                                                                      

어류 콜라겐이 육류 콜라겐 보다 분자량이 작기 때문에 흡수율이 42배나 높고 그래서 더 좋다고 설명합니다.


출처는 일본세포개선의학협회 또는 일본문화교육부 발표 자료 입니다.




우선 콜라겐 흡수율이라는 저 비교 자료는 오역된 사례입니다.



일본세포개선의학협회 또는 일본문화교육부 발표 자료 원문을 구할 수가 없어서 정확하게 알기 어렵지만, 일본어로된 자료를 보면 흡수율이 아니라 산에 용해되는 산 가용성이 높다는 자료 입니다.                                                                                        


왼쪽의 빨간색 네모 안의 한문은 산가용성입니다. 

즉 생선 콜라겐이 육류 콜라겐 보다 산에 더 잘녹는다는 데이터이지 흡수율을 직접 비교한 게 아닙니다.

오른쪽은 문제의 근원이 되는 자료로 추정됩니다.
일본어로는 용해도 비교 인데, 오역되어 흡수되는 콜라겐 양으로 잘못 기재되었고, 
이 자료가 돌고 돌아 잘못된 근거 자료로 쓰이게 되었습니다.

콜라겐에 대해서 공부하다 보니 원재료 형태이건 가수분해 형태이건 

생선 콜라겐과 육류 콜라겐 흡수율이 42배 차이나기가 어렵다는 생각에 찾아보게 되었습니다. 
생선 콜라겐과 육류 콜라겐의 차이는 흡수율 보다는 가수분해 되는 크기와 구성 아미노산에 있습니다.

아무튼 방송에서 이렇게나 띄워주고 있는 생선 콜라겐.
어떤 근거로 사용되고, 얼마나 효과가 있는지 알아보도록 하겠습니다.


콜라겐                                                                                                     

우선 많이들 알고 계시겠지만 콜라겐에 대해서 간략하게 살펴봅시다.

콜라겐은 왼쪽 사진처럼 밧줄 모양의 단백질로 견고한 구조적 특징 덕에 강한 인장 강도를 가지게 됩니다.


그래서 뼈, 이빨, 인대, 어깨, 진피, 근육막 등 견고함이 필요한 조직에 많이 분포해 있죠.


종류도 다양해서 현재까지 28종류의 콜라겐이 발견되었습니다.





콜라겐 구조 

콜라겐은 단백질의 종류인 만큼 아미노산들이 모여서 형성하게 됩니다.
아미노산 1000개가 일렬로 배열되어 하나의 체인을 이루게 되고
아미노산 1000개짜리 체인 3개가 꽈배기처럼 꼬여서 하나의 콜라겐을 만들게 됩니다.
이 콜라겐들이 모여서 위 사진과 같은 콜라겐 섬유를 형성하게 되죠.

아미노산 1000개가 배열될 때에 일정한 규칙으로 배열되는데, Gly-X-Y 구조를 가지게 됩니다.
X와 Y 위치에는 proline이나 hydroxyproline이 대부분 위치하고 그 외에 다른 아미노산들도 위치합니다. 그래서 콜라겐에는 아미노산 중 glycine과 proline, hydroxyproline 이 많이 포함되어 있습니다.

                                                                                                                

                                                                                                              

요약하면,

아미노산 1000개 (Gly-X-Y 333개) = α 체인

α 체인 3개 = 콜라겐

콜라겐 다량 = 콜라겐 섬유


          


                                                                                                

이런 복잡한 구조 때문에 일반 단백질과 다르게 콜라겐 섬유는 소화 및 흡수가 잘 안됩니다.


닭발, 족발, 생선 껍질 등 일반적인 형태의 콜라겐은 소화효소가 달라붙기 어려워 분해가 잘 되지 않죠.



그래서 왼쪽 그림처럼 콜라겐을 인위적으로 잘개 쪼개서 제품화합니다. (분자량이 작을수록 좋습니다.)


30만에 달하는 분자량을 2천에서 5천까지 잘게 쪼개서 소화와 흡수를 더 잘 되게 하는 거죠.


그럼 이 분자량에 대한 개념을 살펴볼까요?





콜라겐 분자량

판매 제품의 광고를 보면 저분자 콜라겐, collagen hydrolysate, 콜라겐 펩타이드, 트리펩타이드 등의 

문구와 함께 Da이라는 단위가 나옵니다. 

Da 는 dalton이라는 분자량 단위인데요. 콜라겐의 크기를 표현하는 단위라고 생각하시면 편합니다.                


위에 그림에서 보신 것처럼 콜라겐 한 개는 290 kDa 즉, 290,000 Da입니다. (이십구만)
콜라겐은 세 개의 체인이니까 한 체인은 94,000 Da 이 되죠. (구만 사천)
한 체인은 1000 개의 아미노산이니까, 아미노산은 개당 94 Da 이 됩니다. (구십사)

가수분해한 콜라겐은 대략 5000 Da 정도인데요, 계산해보면 53개의 아미노산으로 구성되어 있습니다.
나선형 구조가 풀리고 조각난 상태이기 때문에 소화효소에 의해 분해되기 쉬워집니다.

트리펩타이드, 콜라겐 펩타이드 들은 500 Da 이하라고 말하는데 아미노산 세 개짜리 이니까 대략 282 Da 정도가 됩니다. 그리고 아미노산은 세 개 이하부터 바로 흡수할 수 있습니다.


왜 생선 콜라겐이 각광 받는가.

                                                                                                          

현재 대부분의 콜라겐은 생선에서 추출합니다.
육류 콜라겐이 생선 콜라겐으로 대체되었기 때문인데요.

                   

기존의 콜라겐 원이었던 소, 돼지, 조류 등은 인체에 감염될 가능성이 있는 감염병의 숙주입니다.

광우병, 구제역, 조류독감 등이 혹시라도 만에 하나 감염될 우려로 인해 생산이 제한되었습니다.

또한 돼지를 먹지 않는 이슬람 문화도 고려 대상이 되었고요.






위와같은 이유와 함께
1. 인체에 감염되는 감염병이 없고
2. 산에 잘 녹아서 추출하기 쉽고
3. 작은 분자량으로 분해가 잘 되는 

생선 콜라겐이 대세가 되었고, 
판매되는 대부분의 제품이 생선 콜라겐 제품입니다.


콜라겐이 중요한 이유

                                                                                                             

20세가 넘어가면 콜라겐은 1년에 1%씩 줄어들게 됩니다. 


물론 콜라겐은 일정 기간을 두고 재생이 일어나지만, 시간이 지날수록 생성량보다 분해량이 많아져서 총량은 줄어들게 됩니다.


하지만 우리는 나이보다 더 젊게 피부의 탄력을 유지하기 원합니다.
그러기 위해서는 콜라겐을 증가시켜야 하겠죠. 
다음과 같은 두 가지 정도의 가설을 기반으로 콜라겐 섭취가 도움이 될거라 생각하게 됩니다.

1. 콜라겐을 먹으면 콜라겐 재료를 많이 공급되니까 콜라겐을 많이 만들 수 있을 거야! 
2. 콜라겐이 분해된 상태로 흡수돼서 피부에 도착하면 우리 몸이 콜라겐이 분해된 줄 알고 콜라겐을 더 만들지 않을까?

이 가설을 검증하는 실험 결과들을 하나씩 살펴보도록 합시다.
실험 데이터가 지루하신 분들이라면 그래프 다 뛰어넘어서 요약 부분을 보시면 됩니다. (스압)                                                                                                                                                                                     



1. 콜라겐은 어떤 형태로 흡수가 되게 되나요?                                                                           

                                                                                                           


생선 비늘, 생선 피부, 돼지 피부에서 추출한 5000 Da 콜라겐을 섭취한 후 얻은 혈액을 분석한 결과입니다. 대부분 아미노산 2개인 디펩타이드나 3개인 트리펩타이드 형태로 흡수가 되었습니다.


                                                                                                                                                                                              

각 제품군 별 흡수율을 비교한 그래프인데,
농도 차이는 있지만, 세 제품 모두 2시간에 최대로 흡수가 되었다가 시간이 지나면서 점차 감소하는 것이 관찰됩니다.

형태적으로는 Hyp (hydroxyproline) 아미노산 단독 농도나 Hyp 이 포함된 펩타이드 농도 변화가 일치합니다.

즉, 콜라겐 종류에 관계없이 5000 Da 정도의 가수분해 콜라겐은 섭취 후 2시간에 최대 농도로 흡수되며, 대부분 디펩타이드나 트리펩타이드 형태로 흡수가 된다는 사실을 알 수 있습니다.



                                                                 

                             

2. 그럼 흡수된 디펩타이드나 트리펩타이드가 혈액 내에서 분해가 되지는 않을까요?

                                                                                                            

혈액 내에 흡수된 Pro-Hyp 과 Hyp-Gly 디펩타이드가 혈장 내에서 분해되는 비율을 살펴본 그래프입니다.


Pro-Hyp 의 경우 3 %, Hyp-Gly 의 경우 0.5 % 분해가 되어 혈액 내에서는 거의 분해가 되지 않는 것으로 나타났습니다.


                                                                                                              

3. 그럼 흡수된 콜라겐이 피부에 제대로 도달할까요?                                                                                                              

방사성동위원소를 통해 흡수율을 살펴본 실험입니다. 방사성동위원소를 사용해야 해서 쥐를 이용했고, 6시간 간격으로 피부 조직을 채취하여 분석하였습니다.


방사성동위원소를 포함한 가수분해 콜라겐과 방사성동위원소가 포함된 Pro 아미노산 단독을 비교한 결과 두 군에서 흡수되는 양이 거의 동일하게 나왔습니다.

물론 아미노산 단독이 가수분해 콜라겐보다 흡수가 더 빨랐겠지만 채취 간격이 6시간인 관계로 반영되지는 않은 것 같습니다.



                                                                                                                 

이 실험을 통해 가수분해 콜라겐 형태도 흡수가 잘되어 피부에 도달하게 되며, 12시간에 최고 농도를 찍은 이후에 급격하게 감소하는 혈액에 비해 피부에서는 시간이 지나도 농도가 유지되어 흡수된 콜라겐이 피부에 분포되어 유지된다는 것을 알 수 있습니다. 
(이 실험에서 의아한 부분은 방사성동위원소 최고 농도가 12시간 때에 나타난 다는 점입니다.)

또 다른 방사성동위원소 실험을 보겠습니다.

SmartEditor inputarea                                                                            

비슷한 연구결과가 있는데요. 방사성동위원소가 포함된 콜라겐을 섭취한 쥐에서 30분 후 피부에서 방사성동위원소가 검출되었고, 24시간 후에도 지속적으로 피부에서 방사성동위원소가 검출되었습니다.


동물실험 결과 상 흡수된 콜라겐이 피부에 도달하여 유지되는 결과가 확인되었습니다

위의 결과들을 종합할 때 콜라겐은 흡수될 때 디펩타이드 또는 트리펩타이드 형태로 많이 흡수가 되어 피부에 도달하게 됩니다. 

                                                                                                            

4. 콜라겐 분해 산물들이 특별한 역할을 하는건가요?                                                                                          

피부에서  콜라겐 펩타이드들이 콜라겐을 만드는 섬유모세포(fibroblast)에 미치는 영향을 살펴본 논문이 있습니다.

                                                                                  해당 펩타이드로 처리하였을 때 섬유모세포가 얼마나 이동했는지를 알아본 실험 결과입니다.


섬유모세포가 유의하게 이동한 경우 해당 펩타이드가 섬유모세포를 불러 모으는 역할을 했다고 볼 수 있습니다.

결과적으로 Pro-Hyp,   Gly-Hyp, Gly-Pro-Hyp, Gly-Phe-Ala 펩타이드가 12.5mM 농도에서 섬유모세포를 불러 모으는 역할을 하는 것으로 확인이 되었습니다.

즉, 콜라겐의 분해 산물인 디펩타이드, 트리펩타이드가 섬유모세포를 불러 모으는 역할을 하는 것입니다.

                                                                                                           

                                                                     

사람 피부를 특정 농도의 콜라겐 펩타이드와 함께 9일 동안 인큐베이션 시켜 진피 내 콜라겐의 변화를 관찰한 실험입니다.

0.1 mg/mL 와 1 mg/mL 농도에서 통계적으로 유의하게 진피 내 콜라겐의 양이 증가한 것이 관찰됩니다.

이를 통해 콜라겐 펩타이드가 진피 내 콜라겐 증가에 영향을 줄 수 있음을 확인할 수 있습니다.








동물실험 결과

                                                                                                           

카세인 단백질과 가수분해 콜라겐을 4주간 복용한 쥐의 피부조직을 비교한 실험입니다.                                                             

대조군 및 카세인 군에 비해 가수분해 콜라겐 그룹에서 type I 과 type IV 콜라겐이 증가한 결과를 보입니다.                                                                                                               

가수분해 콜라겐을 복용한 그룹에서 콜라겐 분해 효소인 MMP2가 감소한 것이 관찰됩니다.


MMP9 은 세 군간 유의한 차이를 보이지 않았습니다.


                                                                                  일반 단백질과 비교했을 때 콜라겐 복용은 실직적인 피부 진피 내 콜라겐을 증가시키고, 분해를 억제할 수 있다는 결과를 보였습니다.

                                                                                                           

자외선에 노출시켜 주름을 형성한 쥐에 콜라겐 트리펩타이드를 섭취시킨 후 변화를 본 실험입니다.


자외선 노출시킨 쥐는 육안적으로 보기에도 주름이 깊고 길고 많이 생겨있습니다.

하지만 콜라겐 트리펩타이드를 복용한 쥐는 복용하지 않은 쥐보다 섭취한 농도에 비례하여 주름이 개선된 결과를 보입니다.


쥐의 전체적인 주름 개수, 깊이, 길이, 면적 모두 통계적으로 유의하게 감소하였고, 진피 내 콜라겐이 증가하였으며, 비정상적인 엘라스틴 섬유도 감소하는 등 전반적으로 매우 효과적인 결과를 나타냈습니다.

(쥐가 섭취한 333 mg/kg 을 60 kg으로 환산하면 하루에 20 g 의 콜라겐 펩타이드를 섭취한 셈입니다.)


임상 실험 결과

                                                                      

2000 Da 콜라겐 펩타이드를 2.5 g 씩 8주간 복용한 실험 결과입니다.

임상사진이 나와있는 유일한 논문이기도 합니다.
위와 아래 모두에서 눈가 주변 주름이 감소한 모습이 보입니다.
눈가 주름 주변 볼륨도 유의하게 증가하였고, 진피 내 프로콜라겐과 엘라스틴 역시 증가하였습니다.

                                                                                                               

                                                                              110g 의 콜라겐 펩타이드를 1주간 복용한 뒤 진피의 치밀도를 보여주는 echogenicity를 비교한 실험입니다.


복용 전에 비해 진피 치밀도가 11%가량 증가한 결과를 보여줍니다.

                                                                                                                                                                                               


가수분해 콜라겐을 하루 2.5 g, 5 g 씩  8주간 복용한 뒤 피부 탄성을 비교한 실험입니다.


탄성이 통계적으로 유의하게 증가한 결과를 보여줍니다. 하지만 변화 폭 자체는 10% 미만 정도로 드라마틱 하지는 않습니다.

                                                                                       


이 외에도 다수의 임상 논문들이 있었지만 홍보용 논문이거나 소개할 필요가 없는 논문들이라 제외하도록 하겠습니다.


실험 논문 요약                       

1. 콜라겐은 대부분 트리펩타이드 또는 디펩타이드 형태로 흡수된다.
2. 흡수된 콜라겐 펩타이드는 피부에 도달하며, 일정 기간 유지된다.
3. 콜라겐 펩타이드는 섬유모세포를 모으고, 진피 내 콜라겐을 증가시킨다.
4. 동물실험과 임상실험에서 콜라겐 섭취가 콜라겐 증가 및 주름 감소 등의 효과가 있음을 보였다.


                                                                                                         

하지만 아무리 논문상에서 효과가 있었다고 하더라도,
결국엔 본인이 직접 복용해서 효과가 있어야 의미가 있겠죠.

이제 콜라겐을 직접 먹어볼 차례 입니다!


콜라겐을 어떻게 골라야 할까.

콜라겐을 고를 때 고려해야 할 사항들이 몇 가지 있습니다.

1. 분자량  - 가수분해 콜라겐 vs 콜라겐트리펩타이드
2. 제형 - 캡슐 vs 파우더 vs 음료
3. 타입별 - 콜라겐 type I vs type II

우선 3번은 큰 의미는 없습니다.
우리는 생선 비늘, 생선 껍질에서 추출한 콜라겐을 주로 먹게 되고,
생선 비늘이나 생선 껍질의 콜라겐은 type I이기 때문에 Type I 콜라겐으로 드시게 됩니다.

1번과 2번에서 판단할 수 있는 근거를 제시하자면
가수분해 콜라겐은 대부분 5000 Da 이하이며, 소화과정을 거쳐 흡수하게 됩니다.
트리펩타이드 제형은 소화과정이 필요 없이 바로 흡수됩니다.

                                                                                            

이를 근거로 트리펩타이드 판매 업체는 트리펩타이드가 더 우수하다고 주장합니다.

3세대 콜라겐이라고 부르면서 말이죠.
섬유모세포를 부른다는 GPH(Gly-Pro-Hyp)도 3% 이상 있다고 내세웁니다.

하지만 5000 Da 정도의 가수분해 콜라겐도 소화과정을 통해서 시간이 걸릴 뿐 흡수는 잘 되고, GPH도 3% 이상 함유하고 있습니다.


흡수는 더 빠를 수 있겠지만, 트리펩타이드가 가수분해콜라겐보다 효과면에서 우수하다고 말하긴 어렵습니다.

그런데다가 3세대 콜라겐을 내세운 만큼 가격이 더 비싸기 때문에 가성비 적인 측면에서는 떨어지겠죠.


결국 체내에 흡수되어 사용되는 양은 제형 보다는 콜라겐 복용량과 개인 흡수율 이 더 중요하게 작용합니다.


안전성 측면에서 보자면 하루 5-10g으로 12주간 복용해도 안전함이 임상적으로 입증이 됐고, 
동물실험 상으로는 1.66 g/kg까지 복용해도 안전하다는 데이터가 있습니다. 
이는 60 kg인 사람의 경우 100 g까지 복용해도 안전한 정도 입니다.

2번 항목인 제형도 그런 의미에서 본다면 
가격 대비 많은 용량을 섭취하고 싶다면 파우더가 더 유리합니다. (200g 17900원)
복용 편의성과 비린내 등을 고려하면 캡슐이나 음료 형태가 더 좋을 수도 있습니다.
아무래도 파우더는 무언가에 타서 먹어야 하고, 비린내가 나는 경우가 있을 수 있거든요.

하지만 저는 하루 10 g 이상 지속적으로 복용할 계획이고 

파우더 제형을 타먹어 봤지만 불편하지 않았기 때문에

파우더 제형의 가수분해 콜라겐으로 선택하였습니다.


각자 취향에 맞게 알맞은 제형을 잘 선택하시기 바랍니다.


결론

                                                                                                               

콜라겐 섭취는 아직까지 이견이 많이 있습니다.
방송에서 효과적이라고 하고, 효과가 있다는 논문이 많이 발표되었지만
그럼에도 불구하고 복용해본 경험상 효과가 없다는 분들도 많이 있고,
피부에 도달하는 양 자체가 미미해서 효과가 없다는 주장들도 있죠.

저도 콜라겐을 먹기 시작한 지 4일 정도가 돼가지만, 눈에 띄는 효과는 아직 보지 못했습니다.
적어도 두 달, 길게는 1년, 더 길게 10 년 정도는 꾸준히 먹어야 효과를 알 수 있겠죠.

그리고 콜라겐 섭취도 중요하지만, 가지고 있는 콜라겐을 잘 지키시는 것도 중요합니다.
햇볕, 고온, 설탕, 흡연, 음주 등등 콜라겐에 안 좋은 영향을 주는 요인을 잘 피하시기 바랍니다.

국내에서 초음파를 통해 광어껍질에서 콜라겐을 추출하는 방법이 개발되어 생산 기간과 단가를 기존방식의 4분의 1로 줄였다고 합니다. 머지 않아 국산 제품으로 보다 저렴하게 구매할 수 있으리라 기대합니다.

이상 콜라겐에 대한 글을 마치도록 하겠습니다.



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