미드산
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1. 개요
미드산은 에이코사트라이엔산이라고도 불리는 ω-9 불포화 지방산으로, 20개의 탄소 원자와 3개의 시스 이중 결합을 가지고 있다. 필수 지방산 결핍 시 포유류에서 올레산을 신장시키고 불포화시켜 생성되며, 필수 지방산 결핍의 지표로 사용될 수 있다. 미드산은 조골세포의 활성을 감소시키고, 염증 과정에서 류코트라이엔 C3 및 D3로 전환되며, 5-리폭시제네이스 대사 경로를 거쳐 알레르기 반응 및 염증 반응의 매개체가 될 수 있다.
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미드산 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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IUPAC 이름 | (5Z,8Z,11Z)-아이코사-5,8,11-트라이엔산 |
식별자 | |
CAS 등록번호 | 20590-32-3 |
UNII | JQS194YH3X |
PubChem | 5312531 |
ChemSpider ID | 4471956 |
InChI | 1/C20H34O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/h9-10,12-13,15-16H,2-8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22)/b10-9-,13-12-,16-15- |
InChI 키 | UNSRRHDPHVZAHH-YOILPLPUBD |
표준 InChI | 1S/C20H34O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/h9-10,12-13,15-16H,2-8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22)/b10-9-,13-12-,16-15- |
표준 InChI 키 | UNSRRHDPHVZAHH-YOILPLPUSA-N |
ChEBI | 72865 |
속성 | |
화학식 | C20H34O2 |
몰 질량 | 306.48276 |
위험성 | |
발견 및 명명 | |
이름 유래 | 제임스 미드에 의해 발견됨 |
2. 화학
미드산은 에이코사트라이엔산이라고도 불리며, 화학적으로 탄소 원자 20개로 이루어진 사슬 구조를 가진 카복실산이다.[21][22][3][4] 이 사슬에는 3개의 시스 형태 이중 결합이 포함되어 있어 전형적인 다불포화 지방산으로 분류된다. 첫 번째 이중 결합은 오메가(ω) 말단에서부터 9번째 탄소에 위치한다. 이러한 구조적 특징 때문에 생리학 문헌에서는 미드산을 20:3(n-9)라는 표기로 나타낸다.
리놀레산과 α-리놀렌산은 사람을 포함한 포유류에게 필수적인 지방산으로, 각각 ω-6 지방산과 ω-3 지방산에 속하며 18개의 탄소로 구성된다. 반면, 미드산은 20개의 탄소로 이루어진 ω-9 지방산이다.[23][5]
리폭시제네이스, 사이토크롬 P450, 또는 사이클로옥시제네이스와 같은 효소가 존재할 때, 미드산은 다양한 하이드록시에이코사테트라엔산(HETE) 및 하이드로퍼옥시에이코사테트라엔산(HpETE)과 같은 대사 산물을 형성할 수 있다.[21][22][3][4]
3. 생리학
일반적으로 체내에서 합성되지 않지만, 필수 지방산이 심각하게 결핍된 경우 포유류는 올레산을 변형하여 미드산을 생성한다.[24][6][16][17][18] 이러한 특성 때문에 미드산은 필수 지방산 결핍 상태를 나타내는 지표로 사용될 수 있으며, 실제로 흡수장애 등으로 필수 지방산이 부족한 환자에게서 혈중 미드산 농도가 현저히 높게 나타난 연구 결과가 있다.[23][5][19] 또한, 불균형한 식단을 섭취하는 일부 채식주의자에게서도 미드산 수치가 약간 증가하는 경향이 보고되었다.[25][26][7][8]
이 외에도 미드산은 뼈 형성에 관여하는 조골세포(골아세포)의 활성을 감소시키는 효과가 있는 것으로 밝혀져,[27][9] 과도한 뼈 형성을 억제해야 하는 특정 질환의 치료에 응용될 가능성이 있다.[27][9]
3. 1. 필수 지방산 결핍 지표
사람과 다른 포유류는 필수 지방산(EFA)을 스스로 합성하지 못하므로 반드시 음식을 통해 섭취해야 한다. 대표적인 필수 지방산으로는 리놀레산과 α-리놀렌산이 있으며, 이들은 모두 18개의 탄소 원자를 가진 지방산이다. 리놀레산은 ω-6 지방산 계열이고, α-리놀렌산은 ω-3 지방산 계열에 속한다. 반면, 미드산은 20개의 탄소 원자로 구성된 ω-9 지방산이다.[23][5]
체내에 필수 지방산, 특히 아라키돈산과 같은 주요 필수 지방산이 부족해지면, 신체는 이를 보충하기 위해 다른 경로를 활성화한다. 즉, 비필수 지방산인 올레산(18:1, n-9)을 원료로 사용하여 효소 작용을 통해 탄소 사슬을 늘리고(효소적 신장, elongation) 불포화 결합을 추가하여(불포화화, desaturation) 미드산(20:3, n-9)을 합성하게 된다.[24][16][17][18][6] 이러한 생화학적 과정 때문에 혈액 내 미드산의 농도는 체내 필수 지방산 상태를 반영하는 중요한 지표로 활용될 수 있다. 필수 지방산이 부족할수록 미드산의 생성이 증가하기 때문이다.
실제로 한 연구에서는 장에서의 지방 흡수장애가 있어 필수 지방산 결핍이 의심되는 환자들의 혈액을 분석했다. 그 결과, 이 환자들의 혈중 미드산 농도는 건강한 대조군에 비해 평균 1263%, 즉 13배 가까이 높은 것으로 나타났다.[23][19][5] 또한, 채식주의자나 준채식주의자 중에서 식단 구성이 균형 잡히지 않아 필수 지방산 섭취가 부족한 경우에도, 심각한 결핍 상태는 아니지만 미드산 수치가 정상 범위보다 다소 증가하는 경향이 관찰되었다.[25][26][7][8]
3. 2. 뼈 형성에 미치는 영향
미드산은 골아세포(조골세포)의 활성을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.[27][9] 이러한 특성은 과도한 뼈 형성을 억제해야 하는 특정 질환이나 상태를 치료하는 데 중요하게 활용될 가능성이 있다.[27][9]
4. 염증에서의 역할
미드산은 리폭시제네이스, 사이토크롬 P450 또는 사이클로옥시제네이스(COX)와 같은 효소의 작용을 통해 다양한 하이드록시에이코사테트라엔산(HETE) 및 하이드로퍼옥시에이코사테트라엔산(HpETE) 생성물로 전환될 수 있다.[21][22]
특히 사이클로옥시제네이스는 불포화 지방산의 산화를 통해 염증 과정에서 중요한 역할을 하는 효소로 알려져 있다. 이 효소는 주로 아라키돈산(AA)을 기질로 사용하여 염증 반응에 관여하는 프로스타글란딘 H2를 생성한다. 아라키돈산은 미드산과 탄소 사슬 길이는 같지만, 추가적인 ω-6 이중 결합을 가지고 있다는 차이가 있다. 체내 아라키돈산 수치가 낮아지면, 사이클로옥시제네이스는 미드산이나 리놀레산과 같은 다른 불포화 지방산을 대신 산화시킨다. 사이클로옥시제네이스가 아라키돈산을 처리할 때는 상대적으로 끊기 쉬운 비스알릴 C-H 결합을 절단하여 프로스타글란딘 H2를 합성하지만, 미드산을 만났을 때는 더 강한 알릴 C-H 결합을 절단해야 한다.[21][3]
4. 1. 류코트라이엔 생성
미드산은 류코트라이엔 C3 및 D3로 전환될 수 있다.[28][10]또한 미드산은 아라키돈산 5-리폭시제네이스에 의해 5-하이드록시에이코사트라이엔산(5-HETrE)으로 대사되고,[29][11] 이어서 5-하이드록시에이코사노이드 탈수소효소에 의해 5-옥소에이코사트라이엔산(5-oxo-ETrE)으로 대사된다.[30][12] 5-옥소-ETrE는 사람 혈액의 호산구 및 호중구를 자극하는 데 있어서 아라키돈산 유래 유사체인 5-옥소-에이코사테트라엔산(5-oxo-ETE)만큼 강력한 활성을 보인다.[31][13] 이는 5-옥소-ETrE가 5-옥소-에이코사테트라엔산 수용체(OXER1)에 결합함으로써 작용할 가능성이 있으며, 따라서 5-옥소-ETE와 같이 사람의 알레르기 반응과 염증 반응의 매개자일 수 있다.[30][12]
4. 2. 5-리폭시제네이스 대사 경로
미드산은 아라키돈산 5-리폭시제네이스(5-LOX)에 의해 5-하이드록시에이코사트라이엔산(5-HETrE)으로 대사된다.[29][11] 이어서 5-HETrE는 5-하이드록시에이코사노이드 탈수소효소(5-HEDH)에 의해 5-옥소에이코사트라이엔산(5-oxo-ETrE)으로 전환된다.[30][12]생성된 5-oxo-ETrE는 사람 혈액의 호산구와 호중구를 자극하는 능력이 아라키돈산에서 유래된 유사체인 5-옥소-에이코사테트라엔산(5-oxo-ETE)과 비슷한 수준으로 강력하다.[31][13] 이러한 활성은 5-oxo-ETrE가 5-oxo-ETE 수용체인 OXER1에 결합하여 나타나는 것으로 추정된다. 따라서 5-oxo-ETrE는 5-oxo-ETE처럼 인체 내에서 알레르기 반응이나 염증 반응을 매개하는 역할을 할 가능성이 있다.[30][12]
참조
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