DEM
이 같은 흐름 속에서 관절 건강 시장 역시 빠르게 성장하고 있으며, 콘드로이친, 타마플렉스 등 다양한 원료들이 등장한 가운데 최근에는 ‘DEM(Dynamic Eggshell Membrane)’이 새로운 원료로 주목받고 있다.
■DEM 단순 성분 아닌 ‘세포외기질 구조체’
DEM은 계란 껍질 안쪽에 존재하는 얇은 막으로 외부 오염을 차단하면서 공기를 투과시키는 천연 방패막이다. 동시에 세포의 생명을 키우는 구조적 설계도 역할까지 수행하는 것이 특징이다.
이러한 특성은 인체 구조와도 밀접한 관련이 있다. 인체의 모든 조직은 세포와 세포외기질(ECM, Extracellular Matrix)로 구성되는데, 각 기관의 세포들은 세포외기질을 분비하면서 각 조직의 형태를 만들고 유지하는 역할을 한다. 예를 들어 간, 심장, 혈관, 연골 모두 각 세포가 세포외기질을 형성해 세포를 지지하는 장기의 형태를 만들고 이후에도 새로운 세포외기질을 생성해 지속적으로 복구 및 재생을 반복한다.
■연골 세포의 핵심은 ‘수용체-신호 전달
연골세포 역시 동일한 원리로 유지된다. 연골은 콜라겐, 엘라스틴, 콘드로이친, 수분 유지를 위한 히알루론산 등으로 구성돼 있다. 연골세포가 이들을 지속적으로 생성하면서 조직을 유지한다.
다만 세포는 스스로 유지, 보수, 재생하는 것이 아니라 세포막의 수용체 열쇠 역할을 하는 리간드와 결합을 통해 신호를 받아 작동한다. 예를 들어 인슐린이 인슐린 수용체에 결합해야 세포가 포도당을 흡수하듯 연골세포 역시 특정 수용체에 맞는 물질이 결합돼야 연골 생성 및 재생 작용이 일어난다.
연골세포에는 다양한 수용체가 존재하며 각 수용체는 특정 결합물질과 연결돼 서로 다른 기능을 수행한다 TLR 수용체는 콘드로이친과 결합해 염증을 억제하는 역할을 하며 엘라스틴 리셉터는 엘라스틴과 결합해 기존 연골의 탄성을 유지한다 또한 RHAMM과 CD44 수용체는 히알루론산과 결합해 상처가 나거나 복구가 필요한 곳으로 세포를 이동시키는 기능과 윤활 기능을 담당하고 DDR 수용체는 콜라겐과 결합해 기능이 저하된 기존 세포외기질의 분해와 재합성 재배열 등 과정에 관여한다.
이처럼 연골은 기존 세포외기질을 유지 보수하는 기능과 새로운 세포외기질을 생성하는 기능이 동시에 작동하며, 각 기능은 서로 다른 수용체와 결합물질을 통해 개별적으로 조절된다. 이러한 구조적 특성으로 인해 특정 성분 하나만으로는 모든 수용체를 동시에 활성화하기 어렵다는 한계가 존재한다.
■DEM, 여러 수용체와 결합해 ‘시그널링 시너지’ 유도하는 복합 구조
DEM은 기존 세포외기질 유지 보수 기능 뿐 아니라 이러한 수용체들과 결합해 새로운 세포외기질을 생성하는 연골재생 기능까지 관여하는 것으로 알려져 있다. 특히 사람 연골과 거의 흡사해 단일 성분 수용체 뿐 아니라 복합체에 반응하는 인테그린 수용체에도 결합할 수 있다는 점에서 차별화된다.
이러한 복합 작용은 세포 반응에서도 중요한 차이를 만든다. 세포는 하나의 신호에는 제한적으로 반응하는 반면 여러 신호가 동시에 작용할 때 훨씬 강하게 반응한며 이를 시그널링 시너지(Signaling Synergy)라고 한다.
2001년 국제학술지 '세포 과학 저널(Journal of Cell Science)'에 발표된 연구에 따르면 포유류 세포의 성장 및 분열 과정은 세포외 기질에 대한 인테그린 매개 접착과 수용체 결합 신호가 함께 작용할 때 조절되는 것으로 나타났다. 인테그린만 단독으로 활성화되는 경우를 1이라고 했을 때 인테그린과 CD44가 동시에 활성화되면 반응은 4배 수준으로 증가하고, 여기에 DDR까지 더해지면 최대 8~15배까지 증가하는 것으로 보고됐다.
DEM은 콘드로이친, 히알루론산, 엘라스틴, 콜라겐, IGF-1 등 최소 20가지 이상이 세포막 수용체와 결합할 수 있어 이러한 시그널링 시너지에 의한 활성화 반응이 수십배 이상 증폭할 수 있는 것으로 분석된다.
DEM의 관절 건강 효과는 실제 연구를 통해 확인되고 있다. 2017년에 게재된 Modern Rheumatology 자료에 따르면 관절염을 유도한 실험 쥐를 대상으로 한 연구에서 DEM을 투여한 결과 발목 관절 손상 정도가 36%, 무릎 관절 손상 정도가 43% 낮아진 것으로 확인됐다. 또한 폐경기 여성을 대상으로 2주간 진행된 임상시험에서는 섭취 1주만에 연골이 닳는 정도 17.2%, 운동 직후 관절 강직도가 56.3% 감소한 것으로 확인됐다.(postmenopausal women. Clinical Interventions in Aging, 2018)
■관절 넘어 피부까지 동일 기전 적용
더불어 DEM은 관절 뿐 아니라 피부에서도 연골과 동일한 기전으로 작용된다. 피부는 섬유아 세포를 중심으로 콜라겐, 엘라스틴, 히알루론산, 콘드로이친 등 세포외기질로 이뤄져 있으며 연골 세포에 있는 수용체들도 피부세포에 동일하게 존재한다. 콜라겐이나 리간드 역시 피부 세포에서 동일하게 작용해 피부의 세포외기질을 생산하는 것으로 알려져 있다.
2014년 국제학술지인 '한국축산식품학회지(Korean Journal for Food Science of Animal Resources)에 게재된 연구에 따르면 DEM을 피부에 적용한 결과 피부 염증과 관련된 물질 생성량이 대조군 대비 33~38%까지 감소한 것으로 확인됐다.
■DEM 영양제 선택 시 식약처 기능성 인정 여부 확인 필요
다만 DEM의 관절, 피부 등 여러 건강 효능이 알려지면서 관련 제품이 다양하게 출시되고 있는 만큼 원료의 품질과 기능성 검증 여부를 확인하는 것이 중요하다. 일부 제품의 경우 원료 함량이 낮거나 기능성이 충분히 검증되지 않은 사례도 있어 식품의약품안전처로부터 연골, 피부 2중 기능성 인정 여부와 인체적용시험 자료 등을 꼼꼼히 확인할 필요가 있다.
강동현 기자