리놀레산

1. 개요

리놀레산은 18개의 탄소 사슬에 두 개의 시스 이중 결합을 가진 불포화 지방산으로, 필수 지방산의 일종이다. 1844년 아마인유에서 처음 분리되었으며, 프로스타글란딘 등 에이코사노이드의 전구물질인 아라키돈산의 생합성에 사용된다. 리놀레산은 식물성 기름, 견과류, 씨앗류에 풍부하며, 피부 미용 제품, 유화 물감, 바니시 등 다양한 산업 및 연구 분야에서 활용된다. 섭취는 심혈관 질환 위험 감소와 관련이 있으나, 과도한 섭취는 오메가-3 지방산과의 불균형을 초래할 수 있어 적절한 섭취가 권장된다.

2. 역사

1844년, 유스투스 폰 리비히의 실험실에서 일하던 프리츠 자크가 아마인유에서 리놀레산을 분리했다. 1886년, 카를 페터스가 이중 결합이 두 개 존재함을 밝혔다. 1930년, 조지 오. 버 등이 리놀레산이 인간의 식단에서 필수적인 역할을 한다는 사실을 발견했다. 1939년, 토머스 퍼시 힐디치 등이 리놀레산의 화학 구조를 밝혔고, 1950년에는 랄프 라파엘과 프란츠 존더하이머가 리놀레산을 합성했다.

3. 화학

리놀레산은 18개의 탄소로 구성된 사슬에 2개의 시스 이중 결합을 가지고 있는 지방산이다. "18:2 n-6"이나 "18:2 시스-9,12"와 같은 약칭으로 사용되기도 한다. 리놀레산은 일반적으로 트라이글리세라이드 에스터로 자연에서 생성된다. 유리 지방산은 글리세롤과 결합하여 트라이글리세라이드를 형성하지 않는 형태로, 일반적으로 식품에서의 함량은 낮다. 리놀레산은 아세톤, 벤젠, 다이에틸 에터 및 에탄올에 매우 잘 녹는다.

4. 생화학

리놀레산은 프로스타글란딘, 트롬복산, 류코트라이엔과 같은 에이코사노이드들의 전구물질인 아라키돈산 생합성에 사용되는 다불포화 지방산이다. 세포막의 지질에서 발견된다. 리놀레산은 많은 견과류, 지방질 종자(아마 씨앗, 대마 씨앗, 양귀비 씨앗, 참깨 씨앗 등)와 이들 종자에서 유래한 식물성 기름에 풍부하며, 양귀비씨기름, 홍화유, 옥수수기름, 콩기름의 중량의 절반 이상을 차지한다.

리놀레산은 필수 지방산이기 때문에 음식물을 통해 꼭 섭취해야 한다. 쥐 실험에서 리놀레산이 부족하면 가벼운 피부 벗겨짐, 탈모 및 상처 치유 지연을 유발하는 것으로 나타났다. 그러나 만성적으로 많은 양의 리놀레산을 섭취하면 궤양성 대장염이 발생할 수 있다.

바퀴벌레는 죽을 때 올레산과 리놀레산을 방출해서 다른 바퀴벌레들이 해당 지역에 들어가는 것을 막는다. 이것은 죽을 때 올레산을 방출하는 개미와 벌에서 발견되는 메커니즘과 유사하다.

4.1. 물질대사 및 에이코사노이드

리놀레산 대사의 첫 번째 단계는 Δ⁶-불포화효소에 의해 리놀레산이 γ-리놀렌산으로 전환되는 것이다.

γ-리놀렌산은 다이호모-γ-리놀렌산으로 전환되고, 이어서 아라키돈산으로 전환된다. 아라키돈산은 염증 반응 및 신체 활동 동안에 에이코사노이드라는 대사 산물 그룹으로 전환될 수 있는데, 에이코사노이드는 파라크린 호르몬의 일종이다. 에이코사노이드의 세 가지 유형으로는 프로스타글란딘, 트롬복산, 류코트라이엔이 있다. 아라키돈산으로부터 생성된 에이코사노이드는 건강한 사람의 신체 활동 동안 및 신체 활동 후에 염증을 촉진하고 성장을 촉진하는 경향이 있다. 예를 들어, 아라키돈산에서 유래한 트롬복산 및 류코트라이엔 B₄는 염증이 일어나는 동안 혈관수축성 에이코사노이드이다. 9-하이드록시옥타데칸산 및 13-하이드록시옥타데칸산과 같은 리놀레산의 산화된 대사산물은 캡사이신 수용체인 TRPV1을 활성화시키는 것으로 나타났으며, 이를 통해 통각과민 및 이질통에서 중요한 역할을 할 수 있다.

또한, 리놀레산은 다양한 리폭시제네이스, 사이클로옥시제네이스, 특정 사이토크롬 P450 효소들(CYP 모노옥시제네이스) 및 비효소적 자동산화 메커니즘에 의해 모노-하이드록실 생성물, 즉 13-하이드록시옥타데카다이엔산 및 9-하이드록시옥타데카다이엔산으로 전환된다. 이들 2가지 하이드록시 대사산물은 케토 대사산물인 13-옥소-옥타데카다이엔산 및 9-옥소-옥타데카다이엔산으로 효소적으로 산화된다. 특정 사이토크롬 P450 효소인 CYP 에폭시제네이스는 리놀레산을 에폭사이드 생성물, 즉 12,13-에폭사이드인 베르놀산 및 9,10-에폭사이드인 코로나르산으로 대사한다. 이들 리놀레산 생성물은 모두 생체활성을 가지며, 인체생리학 및 인체병리학과 관련이 있다.

5. 생리

리놀레산은 프로스타글란딘, 트롬복산, 류코트라이엔과 같은 에이코사노이드들의 전구물질인 아라키돈산의 생합성에 사용되는 다불포화 지방산이다. 세포막의 지질에서 발견되며, 필수 지방산이기 때문에 음식물을 통해 꼭 섭취해야 한다.

사람을 포함한 동물의 체내에서는 리놀레산이 불포화 및 탄소 사슬 장쇄화 과정을 거쳐 아라키돈산으로 전환된다. 이후 아라키돈산 카스케이드라고 불리는 생체 반응을 통해 프로스타글란딘 등의 생리 활성 물질의 원료가 된다. 또한, 세포막의 막 지질로서 많이 발견된다.

n-6계 필수 지방산인 리놀레산은 사람을 포함한 포유류에서 식이를 통한 섭취가 필수적이다. n-6계 필수지방산 결핍은 머리카락 건조, 탈모, 상처 치유 지연을 유발할 수 있다. 또한 혈중 콜레스테롤 및 중성지방 수치를 일시적으로 낮추는 작용을 한다.

하지만 리놀레산을 과도하게 섭취하면 알레르기 반응이 악화될 수 있다. 2013년 연구에 따르면, 일상적으로 섭취하는 포화지방산의 일부(약 15%)를 리놀레산으로 대체할 경우, 모든 원인에 의한 사망, 심혈관 질환 사망, 관상동맥 질환 사망 위험이 증가할 가능성이 제기되었다.

6. 필요 섭취량

2004년 국제지방산연구학회(ISSFAL)는 리놀레산의 적정 섭취량을 총 칼로리의 2%(4~5g)로 제시했다. 1999년 일본의 보고서에서는 리놀레산의 적정 섭취량을 2.4%(5~8g)로 규정했다.

7. 용도

리놀레산은 건성유 성분으로 유성 페인트, 바니시 제조에 사용된다. 리놀레산이 환원되면 리놀레일 알코올이 생산된다. 리놀레산은 계면활성제로 작용한다.

또한, 리놀레산은 피부에 유익한 특성(항염증, 여드름 감소, 미백, 보습 등)을 가지고 있어 미용 제품에도 사용되며, 일부 비누 제품에도 사용된다.

7.1. 산업용

리놀레산은 유성 페인트 및 바니시에 유용한 건성유를 만드는 데 사용된다. 이러한 활용은 공기 중의 산소와 리놀레산의 쉬운 반응을 이용하며, 리녹신이라 불리는 안정한 필름의 가교 및 형성을 야기한다. 리놀레산이 환원되면 리놀레일 알코올을 생성한다. 리놀레산은 pH 7.5에서 1.5 x 10⁻⁴ M의 임계 미셀 농도를 갖는 계면활성제이다.

7.2. 연구용

리놀레산 지질 라디칼을 사용하여 폴리페놀류 및 천연 페놀류의 항산화 효과를 나타낼 수 있다. 리놀레산에 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 다이하이드로클로라이드를 투여하여 리놀레산의 산화를 유도하는 실험으로 지질 라디칼을 생성한 다음, 상이한 조합의 페놀 수지들의 사용은 이원 혼합물이 상승적 항산화 효과 또는 지질 라디칼에 대한 길항작용을 야기할 수 있음을 보여준다. 이와 같은 연구는 어떤 페놀들이 식물성 기름에서 지질의 자동산화를 막는지 발견하는 데 유용하다.

8. 식이 공급원

리놀레산은 다양한 식물성 기름에 풍부하게 함유되어 있다. 특히 홍화유, 옥수수기름, 콩기름에 많이 들어 있으며, 참기름, 해바라기씨유에도 상당량 함유되어 있다. 또한, 아마씨, 대마씨, 호두와 같은 견과류 및 씨앗류에도 리놀레산이 포함되어 있다.

다음은 리놀레산 함량이 높은 식품들을 정리한 표이다.

9. 건강 영향

리놀레산 섭취는 심혈관 질환, 당뇨병 및 조기 사망 위험 감소와 관련이 있다. 리놀레산 섭취량 증가는 총 혈중 콜레스테롤과 저밀도 지단백(LDL)을 감소시킨다는 증거가 있다. 체내 순환 및 조직 내 리놀레산 수치가 높을수록 주요 심혈관 질환 발생 위험이 낮다. 임상 시험 결과 리놀레산 섭취량 증가는 염증이나 산화 스트레스 지표를 증가시키지 않는다는 사실이 밝혀졌다.

미국 심장 협회(American Heart Association)는 심혈관 질환 위험을 줄이기 위해 포화 지방을 리놀레산으로 대체할 것을 권고한다. 그러나 대한민국에서는 과도한 오메가-6 지방산 섭취가 오메가-3 지방산과의 불균형을 초래할 수 있다는 우려도 제기되고 있으므로, 균형 잡힌 식단을 통해 적절한 비율로 섭취하는 것이 중요하다.