"노벨상과 L-아르기닌의 임상적 가치"

• 의약품 성분 리뷰 | 황은경 약사(부산 오거리약국)

L-아스파르트산-L-아르기닌과 노벨상은 어떤 상관관계가 있을까? 최근 이 같은 성분을 함유한 일반의약품, 라라올라라는 제품이 약국 진열대에 올랐다.

1998년 로버트 F 퍼치고트와 루이스 이그나로와 페리드 뮤라드가 노벨 생리학상을 공동 수상했다. 심혈관계 신호전달 분자로 NO (nitric oxide, 산화질소)를 발견한 공로를 인 정 받은 것이다. 20년세월 이들은 혈관근육세포를 이완시키는 혈관내피세포에서 생성되는 혈관이완요인 (Endothelium-derived relaxing factor, EDRF)을 발견했고, 이 EDRF가 기체인 "NO"이며 인체에서 호르몬이 아닌 기체가 신호 전달 물질로 작용하는 새 원리를 밝혀내었다.

뮤라드는 니트로글리세린에서 유리된 NO가 세포질 내 guanylate cyclase를 활성화시켜 cGMP농도를 증가시키고 심장 혈관 평활근을 이완시켜 협심증에 적용할 수 있다는 사실을 , 퍼치코트는 혈관내피세포의 기능이 살아 있는 경우 아세칠콜린 등에 의해 EDRF가 생성되면 혈관 평활근이 이완된다는 사실을, 이그나로는 EDRF를 작동시키는 물질이 체내에서 생성되는 NO임을 밝혔다.

NO는 홀전자의 자유라디칼을 가지고 있어 반응성이 있으며 물에 약간 녹으므로 조직으로 빠르게 확산되어 여러 가지 다양한 역할을 수행할 수 있다.

[그림 1] 혈관내피세포에서의 NO 생성과 혈관 평활근 이완 [A]

이후 이그나로는 NO 가스를 마시기보다 아르기닌 경구 섭취를 통해 체내 NO생성을 돕는 것이 건강을 유지하는 길이라는 내용의 강연을 한국에서도 두 차례 한 적이 있다.[B]

[그림 2]에서 보듯이 NO는 해독을 위한 간의 urea cycle에서도 생성이 된다. 이 urea cycle이 원활히 돌아가기 위해서는 아르기닌과 함께 아스파르트산도 필요하다. 이 아스파르트산은 에너지를 생성하는 crebs회로의 필수 물질이기도 한데 urea cycle을 통한 암모니아의 제거, 피로에 대한 저항성 증가, 지구력 증가를 위해 쓰인다. purine의 전구체로서 핵산 합성에 쓰이기도 한다.

[그림 2] urea cycle and krebs cycle [C]

[그림 1]의 eNOS처럼 NO를 생성하기 위해서는 NOS라는 효소가 필요한데 3가지의 서브형태가 있어 각기 다른 역할을 한다. eNOS(endothelial NOS)와 nNOS(neuronal NOS), 분비 가능한 형태의 iNOS(면역반응에 연관, 칼모둘린 결합으로 많은 양의 NO를 생성하여 면역 담당)가 있다. 이 eNOS, nNOS, iNOS는 처음에 각각 혈관내피세포, 신경세포, 대식세포에서 발견되었지만 실제로는 다양한 세포나 조직에 분포되어 있다.[D]

면역계(iNOS 작용)에서는 항암 및 항미생물 작용, 신경계(nNOS 작용)에서는 신경전달물질, 순환기계(eNOS 작용)에서는 혈관확장물질로 이해하면 되는데 혈관저항(즉, 혈압)을 조절하고, 인슐린분비, 기도저항, 연동운동, 그리고 혈관생성과 신경계의 발생, 기억 등에 관여한다.

[NO의 역할]

좀 더 정확히 약국에서 아르기닌을 투여하기 위해 필요한 외국 문헌 몇 편을 소개한다.

1. 혈관내피세포의 기능이 정상인 경우 [E] NO 생성의 유일한 기질인 아르기닌 섭취로 혈관 심장계의 항상성이 유지되었고 동물실험에서 혈소판과 혈액응고 시스템에 영향을 주었다.

2. 아르기닌 투여는[F] 과다한 활성산소 억제로 I/R injury (국소빈혈/재관류손상)예방 효과가 있다.

3. 운동선수에게 지속적으로 L-arginine-L- aspartate를 투여하면 지방산 산화를 촉진하고 젖산축적을 줄이며 총산소 소비를 감소시키고 운동 효율을 높인다.[G]

4. 운동중 아르기닌 공급은[H] 근육의 포도당 이용을 증가시키고 지방산의 산화를 촉진시킨다.

5. 장기간의 아르기닌 섭취는[I] 직경이 작은 관상동맥 내피세포 기능을 향상시킨다.

6. 고용량의 아르기닌 경구투여는[J] 발기부전에 효과가 있다. 60년대부터 유럽에서는 남성 불임, 발기부전에 대한 아르기닌 관련 연구가 지속되어 왔다.

국내 문헌도 산화질소를 키워드로 확인해보면 정말 다양한 용도로 이용되는 것을 알 수 있다. 아르기닌 한 가지 복용으로 3가지의 역할을 할 수 있기 때문이다.

출처와 각주

[A] page 501"; name_="Myocardial Oxygen Supply and Demand Relationship: Zipes: Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine"

[B] [사람사람] 노벨 의학상 받은 루이스 이그나로 교수 중앙일보 2004.11.21

[C} NMR metabolic profiling of serum identifies amino acid disturbances in chronic fatigue syndrome Christopher W. Armstrong 외5인, Clinica Chimica Acta 413 (2012) 1525& 8211;.1531

[D] Synthesis of Nitric Oxide에서 발췌 http://www.reading.ac.uk/nitricoxide/intro/no/synthesis.htm

[E] L

-arginine and cardiovascular system

[F] L

-Arginine Treatment Alters the Kinetics of Nitric Oxide and Superoxide Release and Reduces Ischemia/Reperfusion Injury in Skeletal Muscle

[G} THE PROLONGED INTAKE OF L

-ARGININE

-L

-ASPARTATE REDUCES BLOOD LACTATE ACCUMULATION AND OXYGEN CONSUMPTION DURING SUBMAXIMAL EXERCISE [H] L

-Arginine infusion increases glucose clearance during prolonged exercise in humans

[I} Long

-term L

-Arginine Supplementation Improves Small

-Vessel Coronary Endothelial Function in Humans

[K] Effect of oral administration of high

-dose nitric oxide donor l

-arginine in men with organic erectile dysfunction: results of a double

-blind, randomized, placebo

-controlled study