우리 수명을 연장하고 젊고 건강한 삶을 만드는 타우린(Taurine)보충의 8가지 효능

많은 생물에서 중요한 역할을 하는 아미노산으로, 인체 내에서 합성되지만, 일정량 이상을 필요로 하는 조건부 필수 아미노산으로 분류됩니다. 체내 담즙의 주요 구성성분으로 대장에서 주로 발견되고, 인체에서 비중은 약 0.1%를 차지 합니다.

분자식 C2H7NO3S를 갖는 백색 결정 또는 분말로, 물에 잘 녹고, 알코올에 약간 녹습니다. 강한 환원성을 가지고 있으며, 단백질의 변성 및 응고를 억제하는 작용을 합니다. 타우린은 단백질 구조의 일부가 아니며, 기본적인 아미노산과는 다른 독특한 특성을 가지고 있습니다.

역사

• 1827년 : 독일 과학자 Friedrich Tiedemann 과 Leopold Gmelin 이 황소 담즙에서 처음 분리
• 1846년 : 영국 화학자 Edmund Ronalds 가 인간의 담즙에서 발견.

※에너지 음료로 유명한 “Red Bull”이 타우린이 황소에서 유래 되었기에 이 이름을 지었습니다.

화학적 특성

분자 구조

• 분자식: C2H7NO3S
  • 아미노기(-NH2)는 탄소-2에 위치
  • 황산기(-SO₃H)는 탄소-3에 위치

• 기본 구조
  • 황을 포함하는 β-아미노 황산의 유도체
  • 화학명은 2-아미노에탄설포산(2-aminoethanesulfonic acid)
  • 황과 유기 화합물인 설폰산 그룹을 포함
• 분자 구조 특성
  • 황산염 그룹은 타우린의 용해성과 화학적 반응성에 영향
  • 황화기를 포함하는 유일한 아미노산
  • 황화기는 다양한 생리적 기능에 관여
    • 세포막의 항상성을 유지
    • 세포의 삼투압을 조절
    • 항산화 효과로, 세포 손상을 예방

합성

• 생체 내 합성
  • 인체에서 시스테인이라는 아미노산으로부터 합성
  • 이 과정은 주로 간에서 일어나며, 효소 반응을 통해 형성
• 식품 소스
  • 자연적으로 육류, 어류 및 일부 유제품에서 발견
  • 채식주의자들은 이러한 식품을 통한 섭취가 불가능함으로 보충제 형태로 섭취

용해성

• 물에 대한 용해성
  • 물에 잘 녹아 타우린이 체내에서 이동하고, 세포 간 신호 전달에 참여하는 데 기여
• 알코올 용해성
  • 알코올에는 조금 녹으며, 이는 의약품 또는 보충제 형태에서의 용매 선택에 영향

생물학적 역할

세포막 안정화

• 세포막의 구조적 안정성을 증진
• 세포막의 유동성과 세포 간 통신에 기여
• 전기적 활성 조절
  • 세포막에서의 전기적 활성은 이온 채널의 활동을 조절
  • 세포의 전기적 속성을 유지

신경전달물질의 조절

• 신경세포를 보호하고, 뇌 기능을 향상시키는 효과
• 스트레스, 독성 물질 및 다양한 신경질환으로부터 신경세포를 보호
• 신경전달물질의 방출과 재흡수를 조절하여 뇌 활동 및 신경계 기능에 핵심 역할

항산화제로서의 기능

• 자유 라디칼을 중화시켜 세포를 산화 스트레스로부터 보호
• DNA 손상, 세포 노화 및 암과 같은 질병 보호에 기여
• 산화 스트레스로부터 세포를 보호
• 건강한 세포 기능을 유지

칼슘 신호 전달

• 칼슘 이온의 농도 조절
• 근육 수축, 신경 전달 및 호르몬 분비 과정에 관여
• 근육 기능과 신경계 활동에 영향을 미침

대사 조절

• 당뇨병 및 비만 관리
  • 인슐린 민감도를 개선하고 혈당 조절
• 심장 건강
  • 혈압 조절, 콜레스테롤 수치 감소 및 심장 기능 향상
  • 심장 질환 예방

타우린의 노화 방지 효능

타우린 결핍이 벌레, 설치류, 영장류에서 노화의 원인이 될 수 있음이 밝혀져 있습니다. 이는 타우린이 생체 내에서 다양한 생리학적 과정에 중요한 역할을 하며, 그 농도의 감소는 노화와 관련된 다양한 생리적 및 분자적 변화에 기인한 다 할 것이며, 깊고 심층적인 연구를 통해 노화 방지 및 노화 관련 질병 관리에 대한 새로운 치료제  개발을 기여할 수 있을 것으로 예상 됩니다.

타우린 결핍과 노화의 상관관계

노화와 타우린 감소

• 다양한 종(생쥐, 원숭이, 인간)에서 노화 과정과 함께 순환하는 타우린의 농도가 감소하는 현상이 관찰
• 이러한 감소는 노화의 진행과 일관성을 보이며, 노화 과정 중에 나타나는 다른 생리학적 변화들과 연관

향후 과제(분자적 연관성 등)

• 현재까지의 연구에서는 타우린 농도의 감소가 노화 과정의 직접적인 원인인지, 아니면 노화의 결과로서 나타나는 현상인지는 명확하지 않음
• 타우린 농도의 감소는 노화와 관련된 다양한 분자적 변화 중 하나로 인식
• 노화 과정의 광범위한 생리학적 및 분자적 변화와의 연관성을 탐색하는 연구가 진행 중

타우린 보충으로 인한 노화에 대한 효과

수명 증가

• 생쥐와 벌레 모두에서 수명을 증가
  • 쥐에서 평균 수명이 약 10-12% 증가
  • 기대 수명(28개월)이 약 18-25% 증가
• 생명주기에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사
• 다양한 종에 걸쳐 나타남

건강한 생활 기간 연장

• 원숭이의 건강한 생활 기간을 연장
• 건강한 생활을 유지하는 데도 기여
• 생쥐에서는 뼈, 근육, 췌장, 뇌, 지방, 내장, 면역 체계 등 다양한 기관의 기능 개선에 기여
• 노화 과정에서 다양한 생리학적 측면에 긍정적인 영향을 미침

일반적인 효능

항산화 활동으로 염증 반응 억제

차아염소산 중화

• 호중구에서 생성되는 강력한 산화제인 차아염소산을 중화
• 염증 반응을 억제
• 산화 스트레스로 인한 세포 손상을 줄임
• 타우린 클로라민도 염증 과정에 개입하여 염증 반응을 완화합니다.

미토콘드리아 초과산화물 감소

• 미토콘드리아 내에서 초과산화물(superoxide, hyperoxide) 생성을 감소
• 미토콘드리아 tRNA Leu(UUR)와의 접합을 통해 이루짐
• 특정 미토콘드리아 질환에서는 타우린 접합체의 형성이 감소하여, 암호화 단백질의 발현을 억제

에너지 대사에 미치는 효소 활동 억제

NADH/NAD+ 비율 감소

• 타우린 결핍은 미토콘드리아 내의 복합체 I 활동 감소
• 복합체 I는 세포 호흡과 ATP 생성에 필수
• NADH/NAD+ 비율이 증가하면, 구연산 회로 및 에너지 대사 과정에 영향
• 에너지 생산에 중요한 여러 효소 활동을 억제
• ATP 생성이 감소

지방산 산화 회복

• PPARα(peroxisome proliferator-activated receptor alpha)의 수준을 증가
• PPAR알파는 지방산 산화와 관련된 여러 효소와 단백질의 발현을 조절
• PPAR알파의 활성화는 지방산 산화를 촉진하여 에너지 생산을 향상
  • 심장, 근육과 같은 조직에서 에너지 공급원으로 지방산을 사용하는 데 중요합니다.

장의 지질 흡수 촉진

• 담즙산과 결합하여 담즙산의 용해도를 증가
• 지질의 소화와 흡수를 촉진
• 장에서의 지질 흡수는 지방산과 콜레스테롤 대사에 기여

유전자 변화 조절 및 단백질 인산화

유전적 변화 조절

• 타우린 치료는 세포의 기능과 관련된 다양한 유전자의 발현을 변화
• 세포의 생리적 상태와 기능에 영향(세포의 성장, 분화, 대사 및 적응 능력에 역할)
• 세포 주기 진행, 사망 및 생존, 아미노산 대사, 단백질 생합성, 단백질 접힘 및 노화와 같은 광범위한 세포 기능에 관여하는 경로를 활성화

단백질 인산화

• 단백질 인산화는 세포 신호 전달과 관련된 많은 중요한 단백질의 활성 조절

단백질 분해, 생합성 균형 유지 및 신경퇴행성 질환 보호

소포체 스트레스(ER Stress) 약화

• 소포체 내에서 단백질의 올바른 접힘과 기능을 개선함으로써 ER 스트레스를 줄임
• 소포체 기능의 복원과 단백질 분해 및 생합성 사이의 균형을 재조정
• 소포체 스트레스 센서인 PERK, ATF6, IRE1 등을 통해 활성화되는UPR(Unfolded Protein Response) 경로에 영향

신경퇴행성 질환 보호

• 알츠하이머병, 헌팅턴병, 파킨슨병 등 신경퇴행성 질환에서 신경세포의 손상과 사멸을 방지(ER 스트레스를 감소시키고 세포의 적응 능력을 향상시키기 때문)
• 신경세포의 과도한 활성화를 억제
• 신경 흥분독성으로 인한 손상을 줄임
• 뇌졸중이나 신경퇴행성 질환과 같은 상황에서 중요

신경세포의 과도한 활동을 줄이며 신경세포 보호 및 손상 예방

신경세포의 과도한 활동 억제

• GABA(감마-아미노부티르산) A 수용체에 영향을 주어 신경 흥분성을 억제
• GABA A 수용체는 주로 억제성 신경 전달물질인 GABA에 의해 활성화
• 글리신 수용체에 영향을 미쳐, 중추신경계에서의 신경 전달의 억제
• NMDA(N-메틸-D-아스파르트산) 수용체는 흥분성 신경 전달물질인 글루타메이트에 의해 활성화

신경계에서의 기능

• 뇌졸중, 경련, 신경 흥분 독성과 같은 상태에 기여
• 뇌의 신경 전달 불균형과 관련된 다양한 신경계 질환 불안, 우울증, 간질, 그리고 알츠하이머병 등의 관리에 도움이 됨

노화된 미토콘드리아의 제거 자가포식 감소

유비퀴틴-프로테아좀 시스템 활성화

• 유비퀴틴-프로테아좀 시스템은 손상되거나 오래된 단백질을 분해하는 주요 경로
• 손상된 세포 소기관 건강을 유지

자가포식 감소

• 자가포식 과정을 조절하여 과도한 자가포식을 감소
• 세포 사멸을 예방 및 세포 기능을 유지

세포 내 칼슘(Ca²)⁺ 항상성을 조절

Ca²⁺ 과부하 감소

• Ca²⁺ 농도 조절에 기여
• 심근경색이나 뇌졸중 시 세포 내 Ca²⁺ 농도가 과도하게 증가(세포 손상과 세포 사멸을 유발)
• 세포 내 Ca²⁺ 유입을 감소시켜 세포 보호 효과 제공

세포 내 칼슘을 효과적으로 제거

• 세포막에 위치한 칼슘 채널의 활동을 조절
• 칼슘 펌프의 활성을 증가

삼투압 조절로 세포의 수분 균형 유지 및 보호

유기 삼투질 역할

• 세포 내외의 삼투압 균형을 유지
• 세포 내 삼투압이 증가하면 타우린의 농도도 증가하여 수분 균형을 유지
• 반대로 저삼투압 상태에서는 타우린 농도가 감소하여 세포 건조 방지

세포 보호 효과

• 세포가 과도한 수분을 흡수하여 부풀어 오르는 것을 방지
• 특히 삼투압 스트레스가 높은 상황에서 발현
• 적절한 삼투압 균형은 세포의 정상적인 기능과 생존에 필수적