목차
식용 굼벵이 효능, 꽃벵이, 골다공증에 좋은 음식
▶ 세포, 동물실험 결과 골밀도 증가, 뼈 손실 개선 확인 ▶ 국제학술지에 논문 게재, 식용곤충 활용 범위 확대 기반 마련
01 of 06꽃벵이 굼벵이 효능
농촌진흥청은 식용곤충 꽃벵이 추출물이 골다공증 완화에 효과가 있음을 과학적으로 밝혔다.
예부터 굼벵이로 불리며 한약재로 사용되던 꽃벵이 (흰점박이꽃무지 애벌레)는 단백질, 불포화지방산, 탄수화물은 물론 비타민과 무기질 함량이 매우 높은 식용곤충이다. 2016년 일반 식품 원료로 식품공전에 등재됐으며, 최근 항혈전, 항염증 등 다양한 효능이 확인된 바 있다.
이번 연구는 꽃벵이 추출물의 골다공증 완화 효과를 밝히기 위해 파골세포의 분화 억제를 확인하고, 골다공증에 걸린 쥐를 이용해 골 생성 촉진과 골 흡수 저해 관련 지표를 분석한 것이다.
※ 파골세포 : 불필요하게 된 뼈 조직을 파괴, 흡수하는 다핵 세포
02 of 06골다공증이란?
골다공증은 노년층에게 많이 발생하며, 특히 폐경기 여성에서 주로 나타나는 질병이다. 골다공증으로 진료를 받은 사람은 2017년과 비교해 2021년 24.6% 증가했고 연평균 증가율은 5.7%로 꾸준히 늘어나는 추세다.
※ 국민건강보험공단 (2021)
질병 초기에는 특별한 증상이 없으나 병이 진행되면 작은 충격에도 뼈에 금이 가거나 부러질 수 있다. 치료 후에도 다시 골절될 수 있으며 골절로 움직일 수 없게 되면 여러 합병증이 발생하기도 한다. 골다공증 치료제, 호르몬 등이 치료에 사용되고 있으나 효과 정체, 부작용 등으로 식품을 활용한 안전한 제제 개발 연구가 필요하다.
03 of 06골다공증에 좋은 음식 꽃벵이 굼벵이
연구진이 먼저 꽃벵이 추출물을 파골세포에 처리한 결과, 파골세포 활성 인자인 티알에이피 (TRAP) 발현이 아무것도 처리하지 않은 파골세포보다 약 25% 억제되는 것을 확인했다.
※ TRAP (tartrate-resistant acid phosphatase) : 파골세포 분화 시 생성되는 효소이며 골 흡수에 관여함.
세포 실험 결과를 바탕으로 폐경기 골다공증을 유발한 쥐에 꽃벵이 추출물을 7주간 저농도 (100mg/kg), 고농도 (200mg/kg)로 나눠 먹였다. 그 결과, 꽃벵이 추출물을 먹은 쥐의 대퇴골 골밀도가 아무것도 처리하지 않은 쥐보다 저농도에서는 약 34%, 고농도에서는 약 45% 증가했다.
※ 동물실험을 바탕으로 60kg 성인 기준 약 480mg 이상 먹었을 때 효과가 있을 것으로 추정
또한, 꽃벵이 추출물을 먹인 쥐의 혈청에서 골 흡수 지표인 엔티엑스-1 (NTX-1), 시티엑스-1 (CTX-1)이 아무것도 처리하지 않은 쥐보다 고농도에서 각각 약 18%, 약 50% 줄었다. 반면 골 형성 지표인 피1엔피(P1NP) 함량은 2.3배 증가했다.
※ NTX-1 (N-terminal cross-linked telopeptide of type 1 collagen), CTX-1 (C-terminal cross-linked telopeptide of type 1 collagen) : 골 기질의 주성분인 콜라겐이 분해, 흡수되면서 생성되는 물질
※ P1NP (Procollagen 1 N-terminal propeptide) : 골 기질의 주성분인 콜라겐이 합성되면서 생성되는 물질
04 of 06꽃벵이 굼벵이 추출물 골다공증 완화 효과 논문 게재
이번 연구 결과는 국제학술지 Biomedicine & Phamacotherapy (IF=7.4)에 논문으로 게재됐다.
농촌진흥청 곤충양잠산업과 이희삼 과장은 “이번 연구로 꽃벵이의 골다공증 완화 효과가 과학적으로 확인됐고, 이를 바탕으로 꽃벵이 활용 범위를 건강기능식품 등으로 확대할 수 있는 기반이 마련됐다.”라며, “앞으로도 다양한 연구로 식용곤충의 효능을 밝혀 국민 건강 증진, 농가 소득 증대를 돕겠다.”라고 말했다.
05 of 06연구 배경
1. 꽃벵이 (흰점박이꽃무지 애벌레) 특성
① 꽃벵이 (흰점박이꽃무지 애벌레, Protaetia brevitarsis seulensis)는 2014년 한시적 식품원료로 인정되었으며 2016년 식품공전에 등재되어 식품원료로 사용이 가능함.
② 꽃벵이는 예로부터 굼벵이라고 불리며 민간이나 동의보감 등 전통 한방의서에서 약제로 주로 활용되었던 곤충으로 피로 해소, 염증 완화 및 성인병 치료에 효과가 있다고 알려짐 .
③ 꽃벵이 기능성에 대한 특허
– (2012) 흰점박이꽃무지를 유효성분으로 포함하는 염증성 질환의 예방 및 치료용 조성물
– (2013) 꽃무지를 유효성분으로 포함하는 알츠하이머성 치매 예방 및 치료용 약학 조성물 및 알츠하이머성 치매 개선용 식품조성물
– (2013) 흰점박이꽃무지 현탁액의 제조방법 및 이를 포함하는 항비만 조성물
– (2014) 흰점박이 꽃무지 유충 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 항암용 조성물
– (2016) 흰점박이꽃무지 유충으로부터 분리된 화합물을 함유하는 항혈전용 조성물
– (2018) 흰점박이꽃무지 유충의 효소처리물을 함유하는 항염증용 조성물
– (2019) 흰점박이꽃무지 유충 에탄올 추출물을 포함하는 신경염증의 예방 또는 치료용 조성물
2. 꽃벵이 활용 골다공증 완화 연구의 필요성
① 골다공증이란 노화, 폐경 등 다양한 요인에 의해 뼈가 손실되고 약해지는 증상을 말하며 이는 뼈의 밀도를 낮춰 작은 충격에도 쉽게 골절이 발생하는 질환임.
② 국민건강보험공단에 따르면 골다공증 질환으로 진료를 받은 사람은 약 113만8,840명으로 2021년을 기점으로 100만 명을 넘어섰으며 최근 고령층의 사회 활동이 증가함에 따라 골다공증 환자도 점차 증가할 것으로 예상됨.
③ 골다공증 치료제들은 장기 투여 시 효과가 정체되는 경향이 있으며 호르몬 치료 시 부작용이 생길 수 있어 식품을 활용한 안전한 천연물 제제가 필요함.
06 of 06꽃벵이 추출물의 골다공증 완화 효능 결과 및 활용 계획
1. 실험 결과
① 에탄올을 활용하여 꽃벵이 추출물을 제조하고 세포 수준에서 파골세포 분화 억제 효능을 확인함.
② 파골세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 촉진시킨 후 꽃벵이 추출물을 처리했을 때 파골세포 분화가 억제되는 것을 대표적인 파골세포 분화 인자인 TRAP의 활성 억제를 통해 확인함.
③ TRAP의 활성이 꽃벵이 추출물을 처리하지 않은 세포와 비교 시 최대 약 25% 억제됨을 확인하였으며 TRAP 염색을 통해 그 수가 줄어드는 것을 확인함.
④ 세포 실험을 바탕으로 폐경기 골다공증을 유발한 쥐에 7주간 꽃벵이 추출물을 경구 투여하여 골 흡수 및 골 형성 인자들을 확인함.
⑤ CT촬영 결과 꽃벵이 추출물을 경구 투여한 쥐의 대퇴골 골밀도가 무처리 대비 저농도 처리 시 약 34%, 고농도 처리 시 약 45% 증가함을 확인함.
⑥ 꽃벵이 추출물을 경구 투여했을 때 골 흡수 지표인 NTX-1, CTX-1의 함량이 무처리 대비 고농도 처리 시 각각 약 18%, 50% 감소됨을 확인함.
⑦ 꽃벵이 추출물을 경구 투여했을 때 골 생성 지표인 P1NP의 함량이 무처리 대비 2.3배 증가됨을 확인함.
2. 성과 및 활용 계획
① 꽃벵이 추출물의 골다공증 완화 및 골 생성 촉진 효과 확인
② 앞으로 일반 식품 원료로 활용되는 꽃벵이 추출물의 골다공증 완화 임상 효능을 밝혀 추후 기능성 식품 및 건강기능식품으로 활용 범위를 확대해 나갈 예정임