Effects of Pyrroloquinoline Quinone (PQQ) Supplementation on Aerobic Exercise Performance and Indices of Mitochondrial Biogenesis in Untrained Men (2020)

https://doi.org/10.1080/07315724.2019.1705203

 

이번 연구는 PQQ 보충제가 미토콘드리아 생합성(mitochondrial biogenesis)과 유산소 운동 수행 능력에 미치는 영향을 다루었다. PQQ는 항산화 작용과 미토콘드리아 기능 개선 효과로 주목받는 보충제로, 특히 유산소 운동과 유사한 기전을 통해 미토콘드리아 생합성을 촉진할 가능성이 제기되었다. 연구는 비지구력 훈련 상태의 건강한 젊은 남성을 대상으로 6주간 유산소 운동과 함께 PQQ 보충의 효과를 분석했다.

PQQ는 인체에서 자연적으로 합성되지 않으며, 주로 식물성 음식이나 보충제를 통해 섭취해야 한다. 이는 세포 내 에너지 대사와 미토콘드리아 생성에 관여해 항산화 효과를 제공하며, 생리학적 적응에 도움을 줄 수 있다. 이번 연구는 인간을 대상으로 PQQ의 운동 및 대사 관련 효과를 체계적으로 조사했다.

 

연구 방법

1. 실험 설계

   • 연구는 무작위, 이중맹검, 위약 대조군 설계로 진행되었다.

   • 참여자들은 PQQ 그룹(12명)과 위약(PLC) 그룹(11명)으로 나뉘어, 6주간 유산소 훈련과 함께 매일 20mg의 PQQ 또는 위약 캡슐을 섭취했다.

2. 참여자 특성

   • 18~30세의 건강한 남성으로, 실험 전 6개월 이상 규칙적인 유산소 훈련 경험이 없으며, 영양 보충제를 섭취하지 않은 대상자들로 제한했다.

3. 측정 항목

   • 운동 수행 능력: 최대 산소 섭취량(VO2peak), 운동 지속 시간, 심박수, 호흡교환율(RER)

   • 미토콘드리아 생합성: PGC-1α 단백질 수치 측정을 통해 평가

   • 신체 조성: 체지방, 근육량, 체수분 등을 DEXA 스캔으로 분석

   • 심혈관 지표: 안정 시 심박수와 혈압

4. 운동 및 보충 프로토콜

   • 훈련은 주 5회, 각 세션은 30분간 자전거 운동으로 진행되었으며, 첫 2주는 VO2peak의 65%, 이후 4주는 75% 강도로 수행했다.

   • PQQ 또는 위약 캡슐은 운동 30분 전에 섭취하였으며, 비운동일에는 아침에 섭취하도록 했다.

5. 데이터 수집 및 분석

   • 실험 전후 참여자들의 식단 기록을 통해 영양 섭취를 분석했고, 근육 생체검사를 통해 미토콘드리아 관련 마커를 평가했다.

 

연구 결과

1. 미토콘드리아 생합성 증가

   • PQQ 그룹은 PGC-1α 단백질 수치가 4.59 ng/mg에서 10.42 ng/mg로 유의미하게 증가했다. 이는 위약 그룹의 증가 폭(3.95 ng/mg → 5.55 ng/mg)보다 훨씬 컸다.

   • 이는 PQQ가 유산소 훈련과 병행될 때 미토콘드리아 생합성을 촉진하는 데 효과적임을 시사한다.

2. 유산소 운동 수행 능력

   • VO2peak와 운동 지속 시간이 모든 그룹에서 유의미하게 증가했으나, PQQ 보충이 운동 수행 능력에 별도의 추가적인 효과를 제공하지는 않았다.

   • VO2peak는 PQQ 그룹에서 35.64 ml/kg/min에서 39.98 ml/kg/min로 증가했고, 위약 그룹에서도 비슷한 증가폭을 보였다.

3. 체성분 변화

   • 두 그룹 모두에서 체지방과 근육량 변화는 유의미하지 않았지만, PQQ 그룹에서 체지방 감소 경향(1.03kg 감소)이 위약 그룹(0.18kg 감소)보다 더 컸다.

4. 호흡교환율(RER) 변화

   • PQQ 그룹은 RER 값이 1.16에서 1.13으로 감소했으며, 이는 에너지 대사에서 지질 산화가 증가했음을 시사한다. 하지만 운동 수행과의 직접적인 연관성은 확인되지 않았다.

5. 심혈관 지표

   • 심박수와 혈압의 안정 시 변화는 두 그룹 간 유의미하지 않았다.

 

의미와 시사점

1. 미토콘드리아 생합성 촉진 효과

   • PQQ 보충은 유산소 운동과 결합하여 PGC-1α 단백질 수치를 크게 증가시키며, 이는 미토콘드리아 생합성 및 기능 개선에 긍정적인 영향을 미칠 가능성을 보여준다.

2. 운동 수행 능력

   • PQQ는 단기간 내 운동 수행 향상에 직접적인 기여를 하지 않았지만, 장기적으로 미토콘드리아 적응을 통해 운동 수행 개선 가능성이 제기된다.

3. 체지방 감소 가능성

   • PQQ가 에너지 대사와 체지방 감소에 기여할 수 있다는 결과는 장기적인 체중 관리 및 대사 건강 연구에 대한 단서를 제공한다.

4. 미래 연구 방향

   • 더 긴 연구 기간과 다양한 운동 강도 및 유형을 포함한 실험을 통해 PQQ의 잠재적 이점을 확인할 필요가 있다.

   • 영양 섭취를 엄격히 통제한 조건에서의 연구가 필요하다.

 

 

그래프 설명

1. PGC-1α Levels (미토콘드리아 생합성 마커)

   • PQQ 그룹은 6주간의 유산소 운동 후 PGC-1α 단백질 수치가 크게 증가했으며, 이는 위약 그룹에 비해 유의미하게 높은 수준이었다.

   • 이는 PQQ가 미토콘드리아 생합성을 활성화하는 데 효과적임을 보여준다.

2. VO2peak (최대 산소 섭취량)

   • PQQ와 위약 그룹 모두 유산소 훈련 후 VO2peak가 증가했지만, 두 그룹 간의 차이는 없었다.

   • 이는 유산소 훈련 자체가 VO2peak를 개선하는 주요 요인임을 나타낸다.

3. RER (호흡교환율)

   • PQQ 그룹의 RER 값이 약간 감소했으며, 이는 에너지 대사에서 지방 연료 사용이 증가했음을 시사한다.

   • 하지만, 이 변화는 운동 수행 능력에 즉각적인 영향을 미치지는 않았다.

 

연구 결론

PQQ 보충은 미토콘드리아 생합성을 촉진하고 세포 에너지 대사에 긍정적인 영향을 줄 수 있지만, 유산소 운동 수행 능력이나 체성분 변화에는 단기적으로 큰 효과를 보이지 않았다. 종합적인 결과는 PQQ가 장기적인 건강 관리에 유용한 보충제가 될 가능성을 시사하며, 이를 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다.

 

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