Glycine: The Smallest Anti-Inflammatory Micronutrient (2023)

https://doi.org/10.3390/ijms241411236

 

해당 리뷰 논문은 글리신(glycine)이 다양한 세포 수용체와 대사 경로를 통해 만성 염증을 조절하는 항염증 작용을 가진다는 점을 종합적으로 설명한다. 글리신은 비필수 아미노산이지만, 체내 NF-κB 억제를 중심으로 한 기전을 통해 염증성 사이토카인 생성을 줄이고, 면역세포의 활성 상태를 변화시키며, 다양한 장기에서의 염증 반응을 완화하는 데 관여한다. 본 연구는 글리신의 전신적 작용과 만성 질환과의 연관성을 다양한 동물 실험과 기전 분석을 통해 제시했다.

 

글리신의 생리적 작용 메커니즘; 주요 수용체 및 경로

• GlyR (글리신 수용체): 신경계뿐 아니라 면역세포, 간세포, 폐포세포 등에도 존재하며, 염소 이온 유입 → 세포막 과분극 → 흥분성 억제 → 염증 반응 감소 경로를 가진다.

• NMDA 수용체: 글리신은 NMDA 수용체의 공작용체로서 신경가소성, 인지기능, 학습에 필수적이며, 지나친 활성이 신경독성 및 염증을 유발할 수 있어 글리신의 농도 조절이 중요하다.

• GPRC6 수용체: 아직 충분히 밝혀지진 않았지만 신경 보호, 대사 조절, 면역 반응 조절에 관여할 수 있는 가능성이 보고되었다.

• GlyT1, GlyT2 수송체: 각각 중추신경계의 아교세포 및 시냅스 전말단에서 글리신 농도를 조절하며, 글리신의 항상성 유지와 기능적 작용에 핵심적이다.

 

글리신의 항염증 효과

1. NF-κB 경로 억제를 통한 염증 억제

• 글리신은 다양한 세포에서 NF-κB 전사인자의 활성화를 억제함으로써 TNF-α, IL-1β, IL-6 등의 염증성 사이토카인 분비를 감소시킨다.

• 이 억제 작용은 주로 IκBα 안정화, 염소 유입을 통한 세포막 전위 변화, 칼슘 농도 감소 등의 메커니즘을 통해 수행된다.

2. 염증성 세포의 활성을 억제

• 글리신은 대식세포, 단핵구, 호중구, T세포, 폐포세포, 쿠퍼세포 등에서 염증 반응 유도 사이토카인 생성 억제에 관여한다.

• 특히 M1형 대식세포(염증 유도형)의 전환을 억제하고, M2형(항염형)의 발현을 촉진하는 작용이 보고되었다.

3. 글리신 결핍과 저등급 염증 간의 상관관계

• 비만, 제2형 당뇨, 비알코올성 지방간질환(NAFLD) 등에서 글리신 농도는 지속적으로 감소한다.

• 이는 소화관 흡수 저하, 생합성 감소, 분해/배출 증가라는 3가지 메커니즘으로 설명된다.

• 이러한 상태는 만성 염증 반응, 인슐린 저항성, 사이토카인 과발현, 대사 이상과 밀접하게 연결되어 있다.

 

글리신의 주요 생리적 효과 및 연구 결과

1. 신경계에서의 작용

• 글리신은 통증 억제, 신경 보호, 중추 억제성 신경전달, 파킨슨병 등 운동 장애 개선에 기여할 수 있다.

• 뇌졸중 모델에서는 글리신이 AKT 활성화, PTEN 억제, HIF-1α 및 NF-κB 억제를 통해 신경세포 생존률 향상에 기여함이 보고되었다.

2. 간, 위장관, 면역계

• 알코올 유도 간 손상에서 글리신은 간세포 보호, 혈중 알코올 농도 저하, 염증 억제 효과를 보였다.

• 산화된 식용유 동시 섭취 실험에서는 글리신이 간 조직 손상을 회복시키는 보호 작용을 보였다.

• 글리신은 장 점막 세포의 생존성 유지, 면역세포의 과도한 염증 반응 억제, 위산 과다 억제 효과도 가지고 있다.

3. 당대사 조절과 제2형 당뇨

• 글리신은 GLP-1, 인슐린, 글루카곤의 분비를 촉진하며, 식후 혈당 반응 감소에 기여한다.

• 글리신 수용체 발현 감소는 당뇨환자의 인슐린 분비 장애와 관련 있으며, 글리신 농도가 높을수록 제2형 당뇨병 발생 위험이 낮아지는 역상관 관계가 보고되었다.

• 글리신 5g/일 보충 실험에서는 인슐린 반응 개선 및 혈당 조절 효과가 관찰되었다.

 

식이 보충제로서의 글리신

1. 동물실험 결과

• 염증성 질환, 패혈증, 관절염, 급성 폐손상, 신경 염증, 심장 손상 등 다양한 모델에서 글리신 보충이 유의미한 보호 효과를 보였다.

• 지방세포 크기 감소, 혈중 유리지방산 및 중성지방 농도 감소, 인슐린 감수성 향상, 지방간 예방 등의 대사 개선 효과도 다수 확인되었다.

2. 임상연구 제안

• 일부 연구에서는 3개월간의 글리신 보충이 염증성 사이토카인 감소, 항염증성 사이토카인 증가(IL-10, adiponectin)를 유도함을 보고했다.

• 글리신 보충은 NF-κB 차단, IκBα 안정화, NRF2 경로 활성화를 통해 염증 반응을 근본적으로 제어할 수 있는 가능성이 있다.

 

 

글리신이 전신에 미치는 다양한 생리적 작용

• 폐, 위장관, 뇌, 장 등에서 보호 효과

  • 장 점막 회복, 위염 억제, 방사선으로부터 장 보호

• 면역조절 기능

  • 조직 재생 촉진, 괴사 억제, 패혈증 보호 작용

• 대사 관련 작용

  • 성장호르몬 분비 조절, 근육 유지 및 재생 촉진, 콜라겐 합성 증가

• 유전자 발현 조절자

  • 유전자 발현에 영향을 주며, 신경 기능과 항산화 작용을 조절

 

 

글리신이 작용하는 주요 수용체와 세포 내 신호 경로

1. 글리신 수용체 (GlyRs)

• α1~α4, β 서브유닛으로 구성된 이온 채널 수용체

• Cl⁻ 유입 → 세포 과분극 → 세포 흥분 억제 → 염증 억제 효과

• 신경세포, 면역세포, 간세포, 폐포세포 등에서 발현

2. NMDA 수용체

• 글리신은 NMDA 수용체의 공작용체(co-agonist)로 작용

• 중추신경계에서 기억, 학습, 인지 기능 조절

3. GPRC6 수용체

• GPCR 패밀리의 orphan receptor

• 글리신이 결합 시 cAMP 생성 → 대사 및 신경 보호 효과

4. 다양한 아미노산 수송체들

• GlyT1, GlyT2, SLC36, SLC38 등

• 글리신의 세포 내/외 농도 조절, 항상성 유지

 

 

만성 저등급 염증 질환과 글리신의 연관성

• 비만, 당뇨, 지방간, 심혈관질환 등은 만성 저등급 염증 상태를 동반함

• 이러한 상태에서는 공통적으로 글리신 농도가 낮아져 있음

• 글리신은 NF-κB 억제 → 염증성 사이토카인 감소 (TNF-α, IL-6 등) → 염증의 악순환을 끊어주는 역할

 

결론

글리신은 분자량이 가장 작은 비필수 아미노산이지만, 생리적 항상성 유지와 면역-염증 조절에 있어 핵심적인 역할을 수행한다. 특히, NF-κB 경로 억제를 중심으로 한 염증 억제 작용은 비만, 당뇨, 지방간, 신경염증, 자가면역 질환 등 다양한 만성질환에서 유망한 치료 전략으로 주목받고 있다.

내인성 합성만으로는 항상 충분하지 않기 때문에, 영양제 또는 식이 보충을 통한 외부 공급이 중요하다. 글리신은 단순한 아미노산 이상의 가치를 가지며, 항염증 미량영양소로서의 글리신의 역할은 앞으로 더 주목받게 될 가능성이 크다.

 

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