5-하이드록시트립토판

1. 개요

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 아미노산인 트립토판으로부터 생성되는 물질로, 세로토닌 합성의 속도 제한 단계에 관여한다. 5-HTP는 항우울제, 식욕억제제, 수면 보조제 등으로 사용되며, 일부 국가에서는 주요 우울 장애 치료제로 판매되기도 한다. 5-HTP는 경구 투여 후 빠르게 흡수 및 대사되며, 카르비도파와 같은 약물과 함께 사용 시 약물동태학적 특성이 변화할 수 있다. 5-HTP는 속쓰림, 구역질, 졸림 등의 부작용을 유발할 수 있으며, 다른 약물과의 상호작용 및 안전성에 대한 연구가 더 필요하다. 5-HTP는 대한민국에서는 건강기능식품으로 분류되며, 그리포니아 심플리시폴리아 씨앗에서 추출되기도 한다.

2. 생성

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 아미노산인 트립토판으로부터 트립토판 하이드록실화효소의 작용을 통해 생성된다. 트립토판 하이드록실화효소는 비오프테린 의존적 방향족 아미노산 하이드록실화효소의 일종이다. 5-하이드록시트립토판의 생성 단계는 세로토닌(5-HT) 합성의 속도 제한 단계이다. 5-하이드록시트립토판은 일반적으로 아미노산 탈카복실화효소에 의해 세로토닌으로 빠르게 전환된다.

3. 약리학

5-하이드록시트립토판(5-HTP)의 정신활성 작용은 중추신경계에서 세로토닌 생성을 증가시키는 것에 기인한다.

연구에 따르면 카르비도파와 함께 투여할 경우 혈장 내 5-HTP 농도가 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 다른 연구에서는 5-HTP와 카르비도파를 함께 사용했을 때 피부경화증과 같은 질환의 위험성이 나타날 수 있다는 결과도 보고되었다.

3.1. 약물동태학

경구 투여 후, 5-하이드록시트립토판은 소장에서 흡수된다. 흡수 방식은 명확히 밝혀지지 않았지만, 아미노산 수용체를 통한 능동수송 과정이 포함될 것으로 추정된다. 5-하이드록시트립토판의 경구 생체이용률은 아직 정확히 결정되지 않았다. 다만, 탈카복실화효소 저해제를 함께 사용하면 생체 이용률이 50% 이상으로 높아질 수 있다.

5-하이드록시트립토판은 혈중 최고 농도 도달 시간(T_max)이 약 1.5시간으로 비교적 빠르게 흡수되며, 반감기는 약 1.5~2시간으로 빠르게 제거된다. 탈카복실화효소 저해제(예: 카르비도파, 벤세라자이드)를 함께 투여하면, 투여 방식에 따라 5-하이드록시트립토판의 반감기가 3~4시간으로 약 두 배 늘어나고, 체내 노출 정도도 몇 배 증가한다.

3.2. 물질대사

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 아미노산 트립토판으로부터 효소 트립토판 수산화 효소의 작용을 통해 생성된다. 트립토판 수산화 효소는 바이오프테린 의존성 방향족 아미노산 수산화 효소 중 하나이다. 5-HTP의 생산은 세로토닌(5-HT) 합성 과정에서 속도를 조절하는 중요한 단계(속도 제한 단계)이다.

생성된 5-HTP는 비타민 B₆를 조효소로 사용하는 효소인 방향족 L-아미노산 탈카복실화효소에 의해 탈카복실화되어 세로토닌(5-하이드록시트립타민 또는 5-HT)으로 전환된다. 이러한 반응은 신경 조직과 간에서 모두 일어난다.

5-HTP는 혈액뇌장벽을 통과할 수 있지만, 세로토닌은 통과하지 못한다. 과량의 5-HTP는, 특히 비타민 B₆와 함께 투여될 경우, 몸 안에서 대사되어 배설되는 것으로 여겨진다.

4. 용도

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 미국, 캐나다, 네덜란드, 영국 등 여러 국가에서 항우울제, 식욕억제제, 수면보조제로 사용하기 위한 일반 의약품으로 판매되고 있다. 또한, 일부 유럽 국가에서는 신코팜(Cincofarm), 레보팀(Levothym), 레보토닌(Levotonine), 옥시판(Oxyfan), 텔레솔(Telesol), Tript-OH, 트리툼(Triptum)과 같은 상표명으로 주요 우울 장애 치료에 사용된다.

우울증 치료에 대한 5-HTP의 효과는 연구된 바 있으나, 2002년의 한 리뷰 연구에서는 위약(僞藥)보다 효과적이라는 결과에도 불구하고, 현재의 엄격한 기준을 충족하는 임상 데이터가 부족하여 근거가 불충분하다고 결론지었다. 따라서 5-HTP가 우울증 치료에 실제로 효과적인지를 명확히 판단하기 위해서는 최신 연구 방법론을 이용한 추가적인 연구가 필요하다. 일부 소규모 대조 실험에서는 5-HTP가 항우울제인 클로미프라민의 항우울 효과를 높이는 것으로 보고되기도 했다.

5-HTP는 메틸렌다이옥시메스암페타민(MDMA) 복용 후 나타나는 불쾌감을 완화하기 위해 사용되기도 한다. MDMA는 체내 세로토닌 수치를 감소시키는데, 5-HTP는 세로토닌 생성에 필요한 전구체이므로, MDMA 복용 후 5-HTP를 섭취하면 세로토닌 생성 속도를 높일 수 있을 것으로 여겨진다. 댄스세이프(DanceSafe)는 이러한 사용에 대한 일화적 증거가 많고 이론적으로도 타당하다고 주장한다. 2007년 쥐를 대상으로 한 연구에서는 5-HTP 투여가 MDMA로 인해 고갈된 세로토닌 수치를 회복시키는 것을 관찰했으며, 이는 MDMA 사용자에게 임상적으로 유용할 수 있음을 시사한다.

또한 5-HTP는 고용량으로 사용되거나 카르비도파와 함께 비만 치료를 위해 미국 식품의약국(FDA)의 승인 없이 처방되어 사용되기도 한다.

이 외에도 다양한 임상 시험에서 5-HTP가 섬유근육통, 근육간대경련, 편두통, 소뇌성운동실조증 치료에 효과가 있다는 보고가 있었지만, 이러한 결과들은 아직 잠정적이며 더 큰 규모의 시험을 통한 확인이 필요하다.

의약품 및 보충제로서 5-HTP는 옥시트립탄이라는 이름으로 사용되기도 한다.

4.1. 5-HTP의 약물로서의 단점

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 반감기가 2시간 미만으로 짧다. 이는 비교적 자주 투여하더라도 체내 5-HTP 농도가 크게 변동하게 만들어 치료 효과를 제한할 수 있는 단점으로 작용한다. 이러한 농도 변동은 최고 혈중 농도(C_max) 도달 시 부작용 부담을 증가시키고, 하루 중 대부분 시간 동안 치료 효과를 내기 어려운 농도에 머물러 임상적 효능 감소로 이어질 수 있다. 따라서 짧은 반감기를 가진 다른 약물 성분들과 마찬가지로, 약효가 오래 지속되도록 설계된 제형이 더 효과적일 수 있다는 제안이 있다.

5-HTP는 최고 혈중 농도 도달 시간(T_max)이 약 1.5시간으로 빠르게 흡수되며, 반감기는 약 1.5~2시간으로 빠르게 제거된다. 탈카복실화효소 저해제(예: 카르비도파, 벤세라자이드)와 함께 투여하면, 투여 방식에 따라 5-HTP의 반감기가 3~4시간으로 두 배 늘어나고, 체내 노출량이 몇 배 증가하는 효과를 볼 수 있다.

4.2. 5-HTP의 느린 방출

5-하이드록시트립토판은 몸 안에서 빠르게 흡수되고 배출되기 때문에, 오랫동안 꾸준히 약을 먹어야 하는 만성 질환 치료에는 불편함이 있다. 듀크 대학교 연구팀은 쥐 실험을 통해 5-하이드록시트립토판을 서서히 방출되도록 투여했을 때 약물로서 더 나은 특성을 보인다는 것을 발견했다. 약물이 천천히 방출되면 혈액 내 농도가 급격히 높아지거나 낮아지는 현상이 줄어들어 안정적으로 유지된다. 이렇게 5-하이드록시트립토판을 느리게 방출시키는 방식은 약물의 안전성을 크게 높이고, 혈장 내 농도를 안정적으로 유지하며, 뇌에서 세로토닌이 지속적으로 강력하게 작용하도록 돕는다. 이 연구 결과는 5-하이드록시트립토판을 서서히 방출하는 약물이 세로토닌 기능 강화가 필요한 뇌 질환 치료에 새로운 가능성을 열어줄 수 있음을 시사한다.

5. 부작용

5-하이드록시트립토판 복용 시 나타날 수 있는 잠재적 부작용으로는 속쓰림, 복통, 구역질, 구토, 설사, 졸림, 성 기능 장애, 악몽, 근육 문제 등이 있다. 그러나 5-하이드록시트립토판은 임상 시험에서 충분히 연구되지 않았기 때문에, 다른 약물과의 상호작용이나 발생 가능한 모든 부작용에 대해서는 아직 명확히 알려진 바가 적다.

미국 국립보건원(NIH)의 독성학 데이터 네트워크(TOXNET)에 따르면, 5-하이드록시트립토판은 세로토닌 증후군이나 사람에게 심각한 부작용을 일으키는 것과는 관련이 없는 것으로 보고되었다. 여러 연구에서도 5-하이드록시트립토판이 눈에 띄는 혈액학적 변화나 심혈관계 변화를 유발하지 않는 것으로 나타났다. 과거 5-하이드록시트립토판이 호산구 증가증과 관련이 있다는 보고가 있었으나, 후속 연구에서는 직접적인 인과 관계가 발견되지 않았다.

한편, 설치류에게 비교적 높은 용량의 5-HTP를 투여하면 머리 떨림 반응(HTR)이 강력하게 유발된다. 이 반응은 세로토닌의 뇌실 내 주사로도 유발되지만, 말초 투여로는 유발되지 않는다. HTR은 세로토닌성 환각제인 LSD나 실로시빈에 의해서도 유도되며, 환각 효과의 행동 지표로 여겨진다.

5-HTP로 인한 HTR은 세로토닌 5-HT_2A 수용체 길항제에 의해 차단된다. 또한, 5-HTP가 세로토닌으로 전환되는 것을 막는 방향족 L-아미노산 탈카복실화 효소 (AAAD) 억제제에 의해 예방되며, 세로토닌 및 기타 내인성 트립타민의 이화 작용을 막는 모노아민 산화 효소 A (MAO-A) 억제제에 의해 증폭된다. 나아가, 5-HTP의 HTR은 세로토닌 및 기타 내인성 트립타민이 N-메틸화된 트립타민, 예를 들어 N-메틸세로토닌 (NMS; 노르부포테닌), 부포테닌 (5-하이드록시-N,N-다이메틸트립타민; 5-HO-DMT) 및 N,N-다이메틸트립타민 (DMT)으로 전환되는 것을 막는 인돌에틸아민 N-메틸전달효소 (INMT) 억제제에 의해 사라진다. 이러한 N-메틸화된 트립타민은 환각 효과로 잘 알려져 있으며, 세로토닌 자체는 생물학적 전환 없이는 환각 효과를 나타내지 않는 것으로 보인다.

하지만 5-HTP가 사람에게 환각 효과를 일으킨다는 증거는 아직 없으며, 이는 환각 효과를 유발하는 데 필요한 용량이 매우 높기 때문일 수 있다. 설치류에서 HTR을 유발하는 5-HTP 용량은 사람이 치료 목적으로 안전하게 사용하는 용량보다 수십 배 더 높다. 따라서 5-HTP가 실제로 사람에게 환각 효과를 일으킬 수 있는지 여부는 아직 불분명하다.

세로토닌 자체에서 HTR 및 환각 효과가 나타나지 않는 이유는, 이러한 효과가 세로토닌 수송체(SERT)가 없고 세로토닌에 접근할 수 없는 전두엽 피질 (mPFC)의 피질 신경 세포에 발현된 세포 내 5-HT_2A 수용체의 활성화에 의존하기 때문으로 여겨진다. 세로토닌 자체는 SERT 없이는 세로토닌성 신경 세포에 들어갈 수 없을 정도로 친수성인 반면, 세로토닌성 환각제와 세로토닌의 N-메틸화된 대사 산물 및 구조적 유사체는 친유성이어서 이러한 신경 세포에 쉽게 들어간다. 이러한 발견은 선택적 세로토닌 재흡수 억제제 (SSRI) 및 관련 세로토닌성 약물이 환각 효과를 나타내지 않는 이유를 설명할 수도 있다.

6. 상호작용

모노아민 산화효소 저해제(MAOI) 또는 선택적 세로토닌 재흡수 저해제(SSRI) 계열 항우울제와 함께 사용할 경우, 매우 높은 비경구 용량의 5-하이드록시트립토판은 쥐 실험에서 급성 세로토닌 증후군을 유발할 수 있음이 나타났다. 그러나 이러한 동물 실험 결과가 사람에게도 동일하게 적용되는지는 명확하지 않다. 사람의 경우 5-하이드록시트립토판이 세로토닌 증후군과 직접적으로 관련된다는 임상적 증거는 부족하지만, MAOI와 병용했을 때 조증을 촉진할 수 있다는 사례 보고는 있다.

파킨슨병 치료에 사용되는 카르비도파와 병용하면 구역질 및 구토를 유발할 수 있다. 이러한 증상은 그라니세트론 투여로 완화될 수 있다. 또한, 카르비도파와 5-하이드록시트립토판을 함께 사용한 환자에게서 피부경화증과 유사한 질환이 발생한 사례가 보고된 바 있다.

5-하이드록시트립토판을 경구 복용하면 소변 내 세로토닌 대사산물인 5-하이드록시인돌아세트산(5-HIAA) 수치가 증가할 수 있다. 이 때문에 카르시노이드 증후군 진단 검사에서 위양성(僞陽性, false positive) 결과가 나올 수 있다.

7. 규제 현황

대한민국에서는 건강기능식품으로 분류되며, 의약품으로는 사용되지 않는다.

미국 식품의약국(FDA)이 승인한 5-하이드록시트립토판 함유 의약품은 현재 없다. 시중에 유통되는 모든 5-하이드록시트립토판 제품은 뉴트라수티컬(건강보조식품)에 해당하며, 순도, 완전성, 임상적 효능, 안전성 등이 규제되거나 검증되지 않았으므로 섭취 시 주의가 필요하다.

8. 식이 공급원

5-하이드록시트립토판(5-HTP)은 음식물에서는 미미한 양으로만 발견된다. 이는 우유, 육류, 감자, 호박 및 다양한 채소 등 여러 식품에 포함된 아미노산인 트립토판이 대사될 때 중간 과정에서 생성되는 대사 중간생성물이기 때문이다.

서아프리카와 중앙아프리카가 원산지인 관목, 그리포니아 심플리시폴리아(Griffonia simplicifolia)의 씨앗은 5-HTP를 함유하고 있어 약재로 사용된다. 2010년에 진행된 한 연구에서는 그리포니아 심플리시폴리아 추출물이 과체중 여성의 포만감을 증가시키는 효과를 보였다.