대사증후군과 헤스페리딘 퀘르세틴 올레유로페인의 역할-복부비만·인슐린저항성·혈관 내피·염증반응·산화스트레스 > 두드러기 칼럼

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대사증후군은 복부비만, 높은 혈당과 혈압, 높은 중성지방, 낮은 HDL 콜레스테롤이 함께 나타나는 상태입니다. 그 안에서는 인슐린저항성과 혈관 내피 기능 저하, 염증반응, 활성산소와 산화스트레스가 서로 연결되어 영향을 줍니다. 

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 혈관반응과 인슐린 신호, 지질대사, 염증반응과 산화스트레스에 각각 작용합니다.

건강검진을 하면 혈압도 조금 높고, 공복혈당도 경계에 있고, 중성지방도 높고, 허리둘레도 늘어난 사람들이 있습니다.

하나하나만 보면 큰 문제가 아닌 것처럼 느껴질 수 있습니다.

하지만 이런 변화가 여러 개 함께 나타나는 상태가 바로 대사증후군입니다.

대사증후군은 한 가지 장기의 문제가 아니라 혈당·지질·혈압·복부지방과 혈관 기능이 서로 연결되어 나타나는 대사 변화입니다.

1. 대사증후군은 어떤 상태일까?

우리나라 성인의 대사증후군은 다음 다섯 가지 가운데 세 가지 이상에 해당할 때 진단합니다.

① 복부비만

남성 허리둘레 90 cm 이상

여성 허리둘레 85 cm 이상

② 높은 혈압

130/85 mmHg 이상 또는 혈압약 복용

③ 높은 공복혈당

100 mg/dL 이상 또는 당뇨병 치료 중

④ 높은 중성지방

150 mg/dL 이상 또는 관련 약물 복용

⑤ 낮은 고밀도지단백 콜레스테롤(high-density lipoprotein cholesterol, HDL cholesterol)

남성 40 mg/dL 미만

여성 50 mg/dL 미만 또는 관련 약물 복용

즉 대사증후군은 단순히 배가 나온 상태도 아니고 혈당 하나만 높은 상태도 아닙니다.

복부지방, 혈당, 혈압과 지질대사의 변화가 여러 개 겹쳐 있는 상태입니다.

2. 복부비만은 왜 대사증후군과 연결될까?

복부 내장지방이 증가하면 지방세포의 크기도 커집니다.

커진 지방세포는 단순히 지방을 저장하는 역할만 하지 않습니다.

지방조직으로 대식세포(macrophage)가 많이 들어오고 종양괴사인자 알파(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α), 인터루킨-6(interleukin-6, IL-6), 인터루킨-1베타(interleukin-1 beta, IL-1β) 같은 염증성 사이토카인이 증가합니다.

내장지방에서는 유리지방산의 방출도 증가합니다.

유리지방산이 간으로 많이 들어가면 중성지방 합성이 증가하고, 근육과 간에서는 인슐린 신호가 떨어질 수 있습니다.

복부비만

↓

지방세포 비대

↓

유리지방산 증가·대식세포 유입

↓

염증성 사이토카인 증가

↓

인슐린 신호 저하

↓

혈당·중성지방 증가

대사증후군에서 복부비만을 중요하게 보는 이유입니다.

3. 인슐린저항성은 왜 중요할까?

인슐린은 혈액 속 포도당이 근육과 지방세포 안으로 들어가도록 하고, 간에서 포도당이 지나치게 만들어지는 것을 조절하는 호르몬입니다.

인슐린저항성(insulin resistance)이 증가하면 같은 양의 인슐린으로 혈당을 조절하기 어려워집니다.

몸에서는 이를 보완하기 위해 더 많은 인슐린을 분비하게 됩니다.

이러한 상태가 계속되면 공복혈당과 식후혈당이 높아질 수 있습니다.

인슐린저항성은 지방대사에도 영향을 줍니다.

지방조직에서 지방산 방출이 증가하고 간에서는 중성지방 합성이 늘어나면서 혈중 중성지방이 증가할 수 있습니다.

따라서 대사증후군에서는 다음 변화가 서로 연결되어 나타나는 경우가 많습니다.

복부비만

↓

인슐린저항성

↓

혈당 증가

↓

중성지방 증가

↓

HDL 콜레스테롤 변화

4. 대사증후군에서는 왜 혈관 기능도 달라질까?

혈관 내피(vascular endothelium)는 혈관 안쪽을 덮고 있는 세포층입니다.

혈관이 단순히 혈액이 지나가는 통로라면 혈관 내피는 혈관이 필요에 따라 수축하고 이완하도록 조절하는 역할을 합니다.

혈관 내피에서는 산화질소(nitric oxide, NO)가 만들어집니다.

산화질소는 혈관 평활근을 이완시켜 혈관이 필요에 따라 넓어질 수 있도록 합니다.

복부비만과 인슐린저항성, 높은 혈당과 혈압, 산화스트레스가 지속되면 내피 산화질소 합성효소(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)의 기능과 산화질소 이용이 떨어질 수 있습니다.

반대로 혈관 수축과 염증세포 부착에 관여하는 여러 신호는 증가할 수 있습니다.

인슐린저항성·고혈당·복부비만

↓

혈관 내피 스트레스

↓

산화질소 이용 감소

↓

혈관 이완 기능 저하

↓

혈압·미세순환·혈관 염증반응 변화

대사증후군이 혈관 건강과 밀접하게 연결되는 이유입니다.

5. 염증반응과 산화스트레스는 어떻게 연결될까?

내장지방이 많아지면 지방조직의 대식세포와 염증성 사이토카인이 증가합니다.

동시에 지방세포와 간, 혈관에서는 활성산소(reactive oxygen species, ROS)가 증가할 수 있습니다.

활성산소가 우리 몸의 항산화 방어 능력보다 많아진 상태를 산화스트레스(oxidative stress)라고 합니다.

산화스트레스가 증가하면 혈관 내피에서 산화질소의 이용이 감소하고 인슐린 신호에도 영향을 줍니다.

또 핵인자 카파비(nuclear factor kappa B, NF-κB) 같은 염증 관련 신호가 활성화되면서 염증반응이 다시 증가할 수 있습니다.

지방조직 염증반응

↓

활성산소 증가

↓

산화스트레스

↓

혈관 내피 기능 저하·인슐린 신호 저하

↓

혈당·혈압·지질대사 변화

그래서 대사증후군에서는 혈당, 혈압, 중성지방을 각각 따로 보는 것뿐 아니라 그 아래에서 함께 일어나는 인슐린저항성, 혈관 내피 변화, 염증반응과 산화스트레스를 함께 볼 필요가 있습니다.

6. 대사증후군이 지속되면 어떤 질환과 연결될까?

대사증후군에서 중요한 것은 여러 대사 이상이 오랫동안 함께 지속된다는 점입니다.

인슐린저항성과 높은 혈당이 계속되면 제2형 당뇨병으로 이어질 수 있습니다.

중성지방 증가와 낮은 HDL 콜레스테롤, 혈관 내피 기능 저하와 염증반응이 지속되면 동맥경화와도 연결됩니다.

여기에 높은 혈압이 더해지면 혈관벽이 받는 부담도 커집니다.

간에서는 지방 축적이 늘어나 대사이상 지방간질환(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD)으로 이어질 수 있습니다.

신장에서도 높은 혈압과 높은 혈당, 혈관 내피 기능의 변화가 미세혈관에 지속적인 부담을 줄 수 있습니다.

전체적인 흐름을 보면 다음과 같습니다.

대사증후군

↓

인슐린저항성·고혈당

지질대사 이상

고혈압

혈관 내피 기능 저하

염증반응·산화스트레스

↓

제2형 당뇨병

대사이상 지방간질환

동맥경화

협심증·심근경색

뇌경색

만성콩팥병

대사증후군을 일찍 관리하는 이유는 어느 한 가지 수치 때문만이 아니라 여러 대사 변화가 동시에 진행될 수 있기 때문입니다.

7. 헤스페리딘은 혈관 내피와 염증반응에 어떻게 작용할까?

헤스페리딘은 감귤류에 많이 들어 있는 플라바논 성분입니다.

대사증후군 환자 24명을 대상으로 한 무작위 이중눈가림 위약대조 교차시험에서는 헤스페리딘 500 mg을 하루 한 번 3주간 섭취했습니다.[1]

헤스페리딘 섭취 후 상완동맥의 혈류매개확장(flow-mediated dilation, FMD)이 증가했습니다.[1]

혈류매개확장은 혈류가 증가했을 때 혈관 내피가 얼마나 잘 반응하여 혈관을 넓히는지를 보는 지표입니다.

같은 연구의 혈관 내피세포 실험에서는 헤스페리딘의 대사체인 헤스페레틴이 단백질인산화효소 B(protein kinase B, Akt), AMP 활성 단백질인산화효소(AMP-activated protein kinase, AMPK), 내피 산화질소 합성효소를 활성화해 산화질소 생성을 증가시켰습니다.[1]

종양괴사인자 알파에 의해 증가한 혈관세포부착분자-1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)과 단핵구의 혈관 내피 부착도 감소했습니다.[1]

사람 대상 시험에서는 고감도 C반응단백질(high-sensitivity C-reactive protein, hs-CRP), 혈청 아밀로이드 A(serum amyloid A), 가용성 E-셀렉틴(soluble E-selectin) 같은 염증 관련 지표도 감소했습니다.[1]

또 대사증후군 동물모델에서는 헤스페리딘 투여 후 인슐린저항성과 산화스트레스 지표가 감소했습니다.[2]

헤스페리딘은 혈관 내피 기능과 산화질소 생성, 염증반응, 인슐린저항성과 산화스트레스에 작용합니다.[1,2]

8. 퀘르세틴은 혈압·지질대사와 염증반응에 어떻게 작용할까?

퀘르세틴은 양파와 사과 등에 많이 들어 있는 플라보놀 성분입니다.

대사증후군과 관련 질환 환자를 대상으로 한 무작위 대조시험 16편을 분석한 메타분석에서는 퀘르세틴 섭취 후 총콜레스테롤과 저밀도지단백 콜레스테롤(low-density lipoprotein cholesterol, LDL cholesterol), C반응단백질(C-reactive protein, CRP)이 감소했습니다.[3]

또 다른 무작위 대조시험 메타분석에서는 퀘르세틴 섭취 후 수축기혈압이 감소했습니다.[4]

퀘르세틴은 혈관 내피의 산화질소 관련 신호와 활성산소, 핵인자 카파비, 염증성 사이토카인에도 작용합니다.

따라서 퀘르세틴은 혈압과 혈관반응, LDL 콜레스테롤과 염증반응에 작용합니다.[3,4]

9. 올레유로페인은 인슐린 신호에 어떻게 작용할까?

올레유로페인은 올리브잎과 올리브 열매에 존재하는 폴리페놀 성분입니다.

과체중 중년 남성 46명을 대상으로 한 무작위 이중눈가림 위약대조 교차시험에서는 올레유로페인 51.1 mg과 하이드록시티로솔(hydroxytyrosol) 9.7 mg을 포함한 올리브잎 폴리페놀을 12주간 섭취했습니다.[5]

섭취 후 인슐린 감수성이 15% 증가하고 췌장 베타세포 반응성이 28% 증가했습니다.[5]

고지방식이 동물연구에서는 올레유로페인 투여 후 지방조직과 간의 염증반응이 감소하고 포도당 내성이 개선됐으며 고인슐린혈증도 감소했습니다.[6]

인슐린수용체기질-1(insulin receptor substrate 1, IRS-1), 포스포이노시타이드 3-키나아제(phosphoinositide 3-kinase, PI3K), 단백질인산화효소 B(Akt), 포도당수송체-4(glucose transporter type 4, GLUT4) 같은 인슐린 신호 관련 지표도 증가했습니다.[6]

올레유로페인은 인슐린 감수성과 인슐린 신호, 지방조직과 간의 염증반응, 포도당 대사에 작용합니다.[5,6]

10. 왜 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인을 함께 볼까?

대사증후군에서는 복부비만에서 시작된 변화가 한 가지 경로로만 진행되지 않습니다.

내장지방이 증가하면 지방조직의 염증반응과 활성산소가 증가하고 인슐린 신호가 떨어집니다.

인슐린저항성이 증가하면 혈당과 중성지방이 높아지고, 혈관 내피의 산화질소 이용이 떨어지면서 혈압과 혈관반응에도 영향을 줍니다.

헤스페리딘은 혈관 내피와 산화질소, 염증반응, 인슐린저항성과 산화스트레스에 작용합니다.[1,2]

퀘르세틴은 혈압과 LDL 콜레스테롤, 혈관반응과 염증반응에 작용합니다.[3,4]

올레유로페인은 인슐린 감수성과 IRS-1·PI3K·Akt·GLUT4 같은 인슐린 신호, 지방조직과 간의 염증반응에 작용합니다.[5,6]

전체 흐름을 연결하면 다음과 같습니다.

복부비만·내장지방 증가

↓

지방세포 비대·대식세포 유입

↓

염증성 사이토카인 증가

↓

활성산소·산화스트레스 증가

↓

인슐린 신호 저하

↓

인슐린저항성

↓

혈당·중성지방 증가

↓

혈관 내피 기능 저하·혈압 변화

세 성분은 서로 같은 작용을 반복하는 것이 아니라 대사증후군이 진행되는 여러 단계에 각각 작용합니다.

헤스페리딘은 혈관 내피와 산화질소 쪽에, 퀘르세틴은 혈관반응과 지질대사·염증반응에, 올레유로페인은 인슐린 신호와 포도당 대사에 각각 연결됩니다.

11. 정리하면

대사증후군은 복부비만이나 높은 혈당 하나만의 문제가 아닙니다.

복부 내장지방이 증가하면 지방조직의 염증반응과 활성산소가 증가하고 인슐린 신호가 떨어집니다.

인슐린저항성이 증가하면 혈당과 중성지방이 높아지고 혈관 내피 기능에도 영향을 줍니다.

혈관에서 산화질소 이용이 감소하고 혈관 이완 기능이 떨어지면 혈압과 미세순환에도 변화가 나타날 수 있습니다.

이러한 변화가 오랫동안 지속되면 제2형 당뇨병, 대사이상 지방간질환, 동맥경화, 심근경색과 뇌경색, 만성콩팥병 등 여러 질환으로 이어질 수 있습니다.

헤스페리딘은 혈관 내피와 산화질소, 염증반응과 인슐린저항성에 작용합니다.[1,2]

퀘르세틴은 혈압과 LDL 콜레스테롤, 혈관반응과 염증반응에 작용합니다.[3,4]

올레유로페인은 인슐린 감수성과 인슐린 신호, 지방조직과 간의 염증반응에 작용합니다.[5,6]

따라서 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 대사증후군에서 혈관 내피 기능, 인슐린저항성, 지질대사, 염증반응, 활성산소와 산화스트레스의 여러 단계에 각각 작용합니다.[1-6]

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FAQ

Q. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 대사증후군에서 어떤 부분에 작용하나요?

대사증후군에서는 복부비만과 함께 인슐린저항성, 혈당과 중성지방 증가, 혈관 내피 기능 저하, 염증반응과 산화스트레스가 함께 나타납니다.

헤스페리딘은 혈관 내피와 산화질소, 염증반응에 작용하고, 퀘르세틴은 혈압과 지질대사, 염증반응에 작용합니다. 올레유로페인은 인슐린 감수성과 인슐린 신호, 포도당 대사에 작용합니다.[1-6]

Q. 세 성분은 혈관 기능에도 작용하나요?

헤스페리딘은 대사증후군 환자를 대상으로 한 연구에서 혈류매개확장을 증가시키고 혈관 내피의 산화질소 생성과 관련된 신호에 작용했습니다.[1]

퀘르세틴을 이용한 무작위시험 메타분석에서는 수축기혈압이 감소했습니다.[4]

헤스페리딘과 퀘르세틴은 서로 다른 경로를 통해 혈관반응에 작용합니다.

Q. 세 성분은 인슐린저항성과 어떻게 연결되나요?

인슐린저항성은 대사증후군의 중심적인 변화 가운데 하나입니다.

헤스페리딘은 대사증후군 동물연구에서 인슐린저항성 관련 지표에 작용했습니다.[2]

올레유로페인을 포함한 올리브잎 폴리페놀을 이용한 인체시험에서는 인슐린 감수성이 증가했고, 동물연구에서는 올레유로페인이 IRS-1·PI3K·Akt·GLUT4 같은 인슐린 신호에 작용했습니다.[5,6]

Q. 혈당뿐 아니라 혈압과 콜레스테롤에도 작용하나요?

대사증후군은 혈당 하나로 판단하지 않습니다.

복부비만과 혈압, 공복혈당, 중성지방, HDL 콜레스테롤을 함께 봅니다.

퀘르세틴 무작위시험 메타분석에서는 수축기혈압과 총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤이 감소했고, 헤스페리딘은 대사증후군 환자의 혈관 내피 기능과 염증 관련 지표에 작용했습니다.[1,3,4]

Q. 대사증후군에서 세 성분을 함께 보는 이유는 무엇인가요?

대사증후군에서는 복부비만, 인슐린저항성, 높은 혈당과 중성지방, 높은 혈압이 각각 따로 움직이지 않습니다.

그 아래에서는 혈관 내피 기능 저하, 지방조직의 염증반응, 활성산소와 산화스트레스가 서로 연결되어 있습니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 과정에서 혈관반응, 인슐린 신호, 지질대사, 염증반응과 산화스트레스에 각각 작용합니다.[1-6]

<관련 논문>

[1] Rizza S, et al.

Citrus polyphenol hesperidin stimulates production of nitric oxide in endothelial cells while improving endothelial function and reducing inflammatory markers in patients with metabolic syndrome.

Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2011

대사증후군 환자 24명이 헤스페리딘 500 mg을 3주간 섭취한 결과 혈류매개확장이 증가하고 고감도 C반응단백질·혈청 아밀로이드 A·가용성 E-셀렉틴이 감소했습니다. 세포연구에서는 헤스페레틴이 Akt·AMPK·내피 산화질소 합성효소를 활성화해 산화질소 생성을 증가시켰습니다.

[2] Jamal A, et al.

Reduced Insulin Resistance and Oxidative Stress in a Mouse Model of Metabolic Syndrome following Twelve Weeks of Citrus Bioflavonoid Hesperidin Supplementation: A Dose-Response Study. Biomolecules. 2024

대사증후군 동물모델에서 헤스페리딘 투여 후 혈중 인슐린과 인슐린저항성 지표가 감소하고 산화 DNA 손상 지표인 8-OHdG가 감소했습니다.

[3] Tabrizi R, et al.

The effects of quercetin supplementation on lipid profiles and inflammatory markers among patients with metabolic syndrome and related disorders: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials.

Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020

대사증후군과 관련 질환을 대상으로 한 무작위 대조시험 16편을 분석한 결과 퀘르세틴 섭취 후 총콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤, C반응단백질이 감소했습니다.

[4] Tamtaji OR, et al.

The Effects of Quercetin Supplementation on Blood Pressures and Endothelial Function Among Patients with Metabolic Syndrome and Related Disorders: A Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Controlled Trials.

Current Pharmaceutical Design. 2019

대사증후군과 관련 질환을 대상으로 한 무작위 대조시험 8편을 분석한 결과 퀘르세틴 섭취 후 수축기혈압이 감소했습니다.

[5] de Bock M, et al.

Olive (Olea europaea L.) leaf polyphenols improve insulin sensitivity in middle-aged overweight men: a randomized, placebo-controlled, crossover trial. PLoS ONE. 2013

과체중 중년 남성 46명이 올레유로페인 51.1 mg과 하이드록시티로솔 9.7 mg을 포함한 올리브잎 폴리페놀을 12주간 섭취한 결과 인슐린 감수성이 15%, 췌장 베타세포 반응성이 28% 증가했습니다.

[6] Hadrich F, et al.

Olive Leaves Extract and Oleuropein Improve Insulin Sensitivity in 3T3-L1 Cells and in High-Fat Diet-Treated Rats via PI3K/Akt Signaling Pathway.

Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2023

고지방식이 동물에서 올레유로페인 투여 후 지방조직과 간의 염증반응이 감소하고 포도당 내성과 고인슐린혈증이 개선됐으며 IRS-1·PI3K·Akt·GLUT4 등 인슐린 신호 관련 지표가 증가했습니다.