'헬창'들의 필수 보충제 중 하나인 '크레아틴' - 1부

'크레아틴'이란 공칭 공식이 (H2N)(HN)CN(CH3)CH2CO2H인 유기 화합물입니다. 그것은 용액의 다양한 수정(tautomers)에 존재합니다. 크레아틴은 주로 근육과 뇌 조직에서 아데노신 삼인산(ATP)의 재활용을 촉진하는 척추동물에서 찾아볼 수 있습니다. 재활용은 인산기 기증을 통해 아데노신 이인산(ADP)을 다시 ATP로 변환함으로써 발생합니다. 추가로 크레아틴은 버퍼 역할도 하는 것으로 알려져 있습니다.

 

 

역사

크레아틴은 1832년에 프랑스의 유기화학자인 '미셀 외젠 슈브레이'가 골격근의 염기성 물 추출물에서 분리했을 때 처음 발견되었습니다. 슈브레이는 나중에 고기를 뜻하는 그리스어 κρέας(크레아스)를 따서 결정화된 침전물이라고 이름을 붙였습니다. 1928년에 크레아틴은 크레아티닌과 평형 상태로 존재하는 것으로 밝혀졌으며 1920년대 연구에 따르면 사람이 다량의 크레아틴을 섭취해도 몸 밖으로 배출되지 않는 것으로 밝혀졌습니다. 이 결과는 크레아틴을 저장하는 신체의 능력을 지적했으며, 이는 다시 식이 보충제로서의 사용을 제안했습니다.

1912년 하버드 대학 연구원 '오토 폴린'과 '윌리 글로버 데니스'는 크레아틴의 보충이 근육의 크레아틴 함량을 극적으로 높일 수 있다는 증거를 찾아냈습니다. 1920년대 후반, 크레아틴을 정상적인 양보다 더 많이 섭취하면 크레아틴의 근육 내 저장량이 증가할 수 있다는 사실을 확인한 후, 과학자들은 크레아틴 인산(크레아틴 인산염)을 발견하고 크레아틴이 골격근의 대사에서 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했습니다. 이런 물질 크레아틴은 척추동물에서 자연적으로 형성되고 있습니다.

인산크레아틴의 발견은 1927년에 학계에 알려졌으며 1960년대에 크레아틴 키나제(CK)는 ATP를 만들어내기 위해 인산크레아틴(PCr)을 사용하여 ADP를 인산화하는 것으로 밝혀졌습니다. 따라서 PCr이 아닌 ATP가 근육 수축에 직접 사용된다는 말이며 CK는 크레아틴을 사용하여 ATP/ADP 비율을 "완화"합니다.

크레아틴이 신체 활동에 작용하는 기능은 20세기 초부터 잘 알려져 왔지만 가장 큰 시기는 1992년 바르셀로나 올림픽 이후 사람들에게 알려지게 되면서 부터였습니다. 1992년 8월 7일 '타임즈'의 기사는 100m에서 금메달을 딴 자메이카의 육상선수 '린포드 크리스티'가 올림픽 전에 크레아틴을 복용했다고 알렸습니다. 또 다른 크레아틴 사용자로 영국 출신의 400m 허들 금메달리스트인 '샐리 군넬'이라는 육상선수가 출연한 '월간 보디 빌딩'의 기사가 있습니다. 또한 '타임즈'는 영국 출신의 100m 허들 선수 '콜린 잭슨'이 올림픽 전에 크레아틴을 복용하기 시작했다고 밝혔습니다.

 

당시 영국에서는 상대적으로 효과가 떨어지는 크레아틴 보충제를 사용할 수 있도록 허가되었지만 근력 강화를 위해 설계된 크레아틴 보충제는 1993년 EAS(Experimental and Applied Sciences)라는 회사가 '포스파겐'이라는 이름으로 스포츠 보충제 시장에 화합물을 도입할 때까지 상업적으로 사용할 수 없었습니다. 그 후 수행된 연구에서는 크레아틴과 함께 고혈당 탄수화물을 섭취하면 크레아틴 근육 저장량이 증가한다는 사실이 밝혀졌습니다.

 

 

대사 역할

크레아틴은 자연적으로 발생하는 비단백질 화합물이며 세포 내에서 ATP를 다시 활성화하는 데 사용되는 포스포크레아틴의 주요 구성 요소입니다. 인체의 총 크레아틴 및 인산 크레아틴 저장량의 약 95%는 근육 내에서 찾아볼 수 있으며 나머지는 혈액, 뇌, 고환 및 기타 조직에 존재합니다. 근육의 일반적인 크레아틴 함량(크레아틴 및 포스포크레아틴 모두)은 근육량 1kg당 120 mmol이지만 보충을 통해 최대 160 mmol/kg에 근접할 수 있습니다. 근육 내 크레아틴의 약 1-2%가 하루에 분해되며 개인은 평균(비보충) 크레아틴 저장을 유지하기 위해 하루에 약 1-3g의 크레아틴이 필요합니다. 잡식성 식단은 이 값의 대략 절반을 제공하며 나머지는 간과 신장에서 만들어집니다.

크레아틴은 다른 영양소와는 다르게 필수 영양소가 아닙니다. 이것은 아미노산 글리신과 아르기닌으로부터 인체에서 자연적으로 생성되는 아미노산 유도체이며, 구아니디노아세테이트의 크레아틴으로의 변환을 촉매하기 위해 S-아데노실 메티오닌(메티오닌 유도체)이 추가로 필요합니다. 생합성의 첫 번째 단계에서 효소 아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(AGAT, EC:2.1.4.1)는 글리신과 아르기닌의 반응을 매개로하여 구아니디노아세테이트를 형성합니다. 그런 다음 이 제품은 S-아데노실 메티오닌을 메틸 기증자로 사용하여 구아니디노아세테이트 N-메틸트랜스퍼라제(GAMT, EC:2.1.1.2)에 의해 메틸화됩니다. 크레아틴 자체는 크레아틴 키나제에 의해 인산화되어 인산화 크레아틴을 만들 수 있으며, 이는 골격근과 뇌에서 에너지 보충제로 사용됩니다. 크레아티닌이라고 하는 순환 형태의 크레아틴은 호변 이성질체 및 크레아틴과 평형 상태로 존재합니다.

 

• 인크레아틴 시스템

크레아틴은 혈액을 타고 전달되며 능동 수송 시스템을 통해 뇌 및 골격근과 같이 에너지가 많이 필요한 조직에 의해 흡수됩니다. 골격근의 ATP 농도는 보통 2~5mM이며, 근육 수축은 몇 초밖에 되지 않습니다. 에너지 필요량이 증가하는 동안 포스파겐(또는 ATP/PCr) 시스템은 효소 크레아틴 키나아제(CK)에 의해 촉매 되는 가역 반응을 바탕으로 인산크레아틴(PCr)을 사용해 ADP에서 ATP를 빠르게 재합성합니다. 인산기는 크레아틴의 NH 중심에 붙어 있으며 골격근에서 PCr 농도는 20–35mM 이상에 근접할 수 있습니다. 또한 대부분의 근육에서 CK의 ATP 재생 능력은 매우 높으므로 방해되는 요인이라고 볼 수는 없습니다. ATP의 세포 내 농도는 미세하지만 ATP는 PCr과 CK의 큰 풀에서 지속적이고 효율적으로 보충되기 때문에 변화를 인식하기가 힘듭니다. 제안된 표현은 Krieder et al. 크레아틴은 PCr의 근육 저장량을 끌어올리는 효과가 있어서 증가된 에너지 요구를 충족시키기 위해 ADP에서 ATP를 재합성하는 근육의 능력을 서서히 증가시킵니다.

크레아틴 보충은 위성 세포가 손상된 근육 섬유에 '기부'하는 근 핵의 수를 늘리는 것으로 보이며, 이는 해당 섬유의 성장 가능성을 끌어올립니다. 근핵의 이러한 증가는 아마도 근원 전사 인자 MRF4의 수준을 증가시키는 크레아틴의 능력에서 기인합니다.

 

• 유전적 결함

크레아틴의 생합성 경로에서 유전적 결핍은 여러 가지로 안 좋은 신경학적 결함을 발생시킵니다. 임상적으로 크레아틴 대사에는 세 가지 뚜렷한 문제가 있습니다. 두 합성 효소의 결핍은 GATM의 변형으로 인한 L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제 결핍 및 GAMT의 변이로 인한 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제 결핍을 발생시킬 수 있습니다. 두 가지 생합성 결함은 상염색체 열성 방식으로 유전되며 세 번째 결함인 크레아틴 수송체 결함은 SLC6A8의 돌연변이로 인해 발생하며 X-연관 방식으로 유전됩니다. 이 상태는 크레아틴이 뇌로 이동하는 것과 관련이 있습니다.

 

• 체식주의자

몇몇 알려진 연구에 따르면 총 골격근에 존재하는 크레아틴은 채식주의자가 아닌 사람보다 채식주의자에게서 눈에 띄게 낮습니다. 이 발견은 잡식성 식단이 크레아틴의 주요 공급원이기 때문인 것으로 생각됩니다. 연구에 따르면 락토 오보 채식주의자와 완전 채식주의자의 근육에 있는 크레아틴 농도를 비채식주의자 수준까지 올리려면 추가로 보충제가 필요합니다. 연구에 따르면 근육과 혈액에서는 크레아틴 농도가 낮지만 뇌에서는 그렇지 않은 것으로 확인됐습니다.