BCAA(분지사슬아미노산)

오늘은 아미노산 보충제인 BCAA에 대해 알아보도록 하겠습니다.

   

   

   

우리의 신체는 약 60 ~ 70 % 가 수분이고 나머지가 단백질로 구성되어 있습니다.

근육의 구성 성분은 수분을 제외하면 약 80% 가 단백질입니다. 

여러분이 매일 섭취하는 고기, 달걀, 생선, 기타 단백질 식품은 약 22여 종의 아미노산을 함유하고 있는데,

이렇게 섭취하는 필수 아미노산의 50% 가 분지 사슬 아미노산인 BCAA입니다

   

   

   

■ 이런 단백질을 이루고 있는 아미노산의 종류에는 일반적으로 비필수, 필수 아미노산 2가지로 나눠집니다.  

필수 아미노산은 신체에서는 합성될 수 없고 음식 공급원으로부터 얻어져야 합니다.

대조적으로, 비필수 아미노산들은 신체에서 형성됩니다.

BCAA는 필수 아미노산에 포함되어 있습니다.

   

   

   

   

필수 아미노산             Histidine  Isoleucine  Leucine  Valine  Lysine Methionine Phenylalanine  Threonine   Tryptophan

비필수 아미노산     Alanine  Arginine  Asparagine  Aspartic Acid  Cysteine  Glutamic acid  Glutamine Glycine  Proline  Serine  Tyrosine

   

   

   

   

   

BCAA의 뜻을 살펴본다면,

Brached Chain Amino Acids (나뭇가지 체인 모양의 아미노산)

즉, 발린, 류신, 이소류신의 분자 구조 특성 때문에 "분지 사슬 아미노산"(Branched Chain Amino Acids)이라고 불리며 그 첫 글자를 따서 "BCAA"라고 부르고 있습니다.

   

   

   

   

여러분 혹시 아미노산이라는 단어에 궁금증이 생기나요? 아미노산이란? 한 마디로 단백질의 기본 단위입니다.         여러분이 만약 닭 가슴살을 먹게 되면, 위에서 분해 과정을 거치고 다시 십이지장, 소장 등을 거쳐 흡수 과정을 거친 다음  혈액 속으로 단백질이 들어갈 수 있게 됩니다. 혈액 속으로 들어간 단백질은 마지막으로 간에 저장되게 됩니다. 이처럼 닭 가슴살이 여러 번의 소화기관을 거치면서 단백질은 잘게 부서지고 작아지면서 아미노산이라는 형태로 남게 됩니다. 이해가 되나요 ^^?

   

   

   

   

   

   

추가적으로 말씀드리면

단백질들은 지금까지 발견된 약 22가지 이상의 아미노산들로 구성됩니다.

아미노산들은 펩티드 결합들로 이어져서 폴리펩티드 사슬을 만듭니다.

   

   

   

※ 펩티드(펩타이드)란?     2개 이상의 α-아미노산이 펩티드결합으로 연결된 형태의 화합물. 구성 아미노산의 수에 따라 디 펩티드, 트리 펩티드, 테트라 펩티드 ··· 등이라 하며,  약 10개 이하의 펩티드결합이 있는 것을 올리고 펩티드, 다수의 펩티드결합으로 된 것을 폴리펩티드라고 합니다.         여기에서 말하는 디, 트리와 같은 것은 화합물의 명칭을 부를 때 사용하는 라틴어에서 기인한 것으로, 단순한 수의 개념입니다.         쉽게 말하자면, 하나를 mono(혼자서 연극을 하는 것을 모노드라마라 하지요.) 둘을 deut 혹은 di(두 사람이 짝을 이룬 것을, 듀엣이라 하는 것이 좋은 예입니다.) 셋을 trio 혹은 tri(트리플 X라는 영화에서의 X가 3개인 것이나, 삼각형을 트라이앵글이라 하는 것은 알 겁니다.)라는 식입니다.      펩티드 결합이 끊임없이 이어집니다, 펩티드 결합으로 아미노산이 2개 결합하여 있으면 di 펩티드(펩티드 결합이 하나이지만, 결합된 분자인 아미노산이 2개라서 디펩티드라고 부른답니다. 마찬가지로 아미노산이 3개 결합되어 있으면 tri 펩티드... 이런 식으로 부릅니다만, 체내 소화작용으로 분해되는 단백질은 그 자체로 펩티드 결합이 꾸준히 길 필요가 없으므로, 적당히 긴 펩티드 결합을 한 구조물을 단순히 폴리(poly) 펩티드라고 부르기도 합니다.

   

   

   

   

잠시 그림 보겠습니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

<아미노산 하나와 다른 하나가 만나 한개의 펩티드가 되었습니다. 그래서 펩티드 결합이라고 합니다>

   

   

   

   

   

   

   

   

   

<긴 펩티드 구조물을 폴리펩티드라고 합니다>

   

   

   

   

   

   

   

   

   

이렇게 단백질의 기본 단위인 아미노산들이 이어져서 모이게 되면 단백질이 되는 겁니다.

아미노산에 대해 이해가 되나요 ^^

잠시 그림 보겠습니다.

   

   

   

   

   

   

   

Brached Chain Amino Acids - 나뭇가지 모양, 사슬 모양

여러 방향으로 뻗어있는 나뭇가지의 모양 구조로 된 세 가지 아미노산은 더 많은 아미노산을 끌어들일 수 있고, 사슬 모양을 더욱 견고하게 할 수 있습니다.

결과적으로는 단백질 합성에 유리하다는 뜻입니다.

   

   

   

류신, 발린, 이소류신 각각의 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

■ 발린(valine)

   

   

발린은 근육 단백질의 주성분입니다.

발린은 섭취 후 간에서 대사 되지 않고 근육에 직접적으로 흡수됩니다.

기본적인 에너지원이 되고 근육을 강화, 인슐린 분비의 균형을 잡는 역할을 합니다. 

근육 내에서의 물질대사, 조직 수복, 질소 균형에 관여하고 두뇌활동 촉진 및 정서 안정 유지 효과가 있다고 합니다.

   

   

   

정상적인 양보다 많은 양을 섭취하게 되면 부작용이 발생합니다.

감각, 청각 또는 시각적 환각을 발생할 수 있습니다.

흥분을 느끼게 하고 두통을 얻을 수 있습니다.

만약 여러분이 너무 많은 발린의 섭취는 의료진의 도움을 받아야 합니다.

   

   

   

   

   

■ 류신(leucine)

   

   

   

류신은 성장발육 촉진, 헤모글로빈의 중요 요소, 피로회복과 활력증진, 혈당 감소 등의 역할을 합니다.

뼈, 피부, 근육 조직의 재생과 수술 후의 빠른 회복에 기여합니다.

류신은 증가된 혈당을 낮추는 기능이 있어 과다 복용 시 저혈당증을 초래할 수도 있습니다.

류신을 과다 복용할 경우 설사를 할 수도 있습니다.

   

   

   

당뇨병과 대사증후군 위험이 클 때 필수 아미노산의 하나인 류신(leusin)을 많이 섭취하면 이를 막을 수 있다는 연구결과가 나왔습니다. 미국 조슬린 당뇨병 센터의 로널드 칸(Ronald Kahn) 박사는 지방이 많이 함유된 먹이를 준 쥐들에 류신을 평소 섭취량의 2배로 늘린 결과 당뇨병 전단계를 나타내는 증상들과 대사증후군이 개선되었다고 밝힌 것으로 메디컬 뉴스 투데이가 2011년 6월 23일 보도했습니다.             이 쥐들은 류신이 투여되기 전보다 인슐린 민감성과 포도당-지방 대사 능력이 높아지는 등 당뇨병 전단계의 증상들과 전체적인 대사 메커니즘이 크게 개선됐으며 이와 함께 대사증후군도 완화되었다고 칸 박사는 밝혔습니다.             대사증후군은 복부비만, 고혈압, 고혈당, 양성 콜레스테롤(HDL) 혈중수치 표준 이하, 중성지방 과다 중 3가지 이상이 해당하는 경우를 말합니다. 칸 박사는 아미노산 중에서 류신을 택해 실험한 것은 류신이 인슐린 신호전달에 영향을 미친다는 사실이 시험관 실험에서 밝혀졌기 때문이라고 밝혔습니다. 정상적인 먹이를 준 쥐들은 류신의 추가적인 섭취가 별다른 변화를 가져오지 않았다고 그는 덧붙였습니다. 류신은 모든 단백질 식품에 함유되어 있습니다. 보디 빌더들은 근육량을 늘리기 위해 류신 보충제를 복용하기도 합니다. 이 연구 결과는 온라인 과학전문지 '공중과학도서관(PLoS-One)'에 실렸습니다.

   

   

   

   

   

■ 이소류신(isoleucine)

   

   

아몬드, 닭고기, 콩, 달걀, 생선, 육류 등에 풍부하게 존재하는 이소류신은 영아의 정상적인 성장과 성인의 질소 평형에 절대적으로 필요한 성분입니다

근육에서 대사 되어 에너지를 생성하며, 산소를 운반하는 운반 단백질인 헤모글로빈의 생성에도 관여할 뿐 아니라

영양 보급을 활성화하고, 내분비 기능을 강화합니다.

또한 대사증후군 개선, 수술 후 신체기능을 회복, 촉진합니다. 

혈당 조절 기능이 있어 부족한 경우 저혈당 증세가 초래될 수 있습니다

   

   

   

이소 류신 보충제 과다섭취의 가장 일반적인 부작용은 전해질 불균형입니다. 

   

   

전해질이란?         전기가 흐르는 용액이나 전해질이 들어있는 용액을 말합니다. 전해질 용액은 소금물, 탄산음료, 이온음료입니다. 소금물의 경우 나트륨 이온과 염화이온이 녹아있고 탄산음료의 경우 탄산이온이 녹아있고 이온음료는 말 그대로 우리 몸에 필요한 여러 이온이 녹아있습니다.             설탕물은 이온이 아닌 설탕 분자가 녹아있고 우유는 콜로이드 용액인데, 이 콜로이드가 전하를 띠지 않은 것들이라 비전해질입니다. 물은 물질이 아무것도 녹아있지도 않고, 물자체로는 전기전도성이 없으므로 비전해질입니다.

   

   

   

   

   

발린, 류신, 이소류신 한 가지씩 알아보았습니다.

이렇게 3가지 아미노산이 뭉쳐지게 되면 분지 사슬 아미노산 BCAA라고 합니다.

좀 더 자세한 BCAA 기능을 muscleandstrength에 있는 원문을 통해보자면

   

   

   

   

BCAAs, unlike most other amino acids, are metabolized in within muscle tissue, allowing them to be oxidized (used as energy) by muscle cells to produce cellular energy in the form of ATP. ATP is the primary source of energy that fuels muscle contraction and allows you to lift weights.             fat loss when one is already on a fat loss diet. On any fat loss diet, carbohydrates will need to be lowered to some degree. It seems that BCAAs ability to spare glycogen and increase insulin sensitivity may play a role in speeding up the results of a fat loss plan. BCAAs should also be used as a supplement during any fat loss plan because of the muscle preserving effects. On any calorie restricted plan muscle tissue loss is a serious concern that must be addressed. All of the positive effects that BCAAs have on muscle growth will also serve to protect muscle during periods of calorie restriction. It is always important to remember that anything which builds muscle will also preserve muscle.             Last, but most certainly not least, of BCAAs many functions is their ability to act as signaling molecules within the body. It has long been known that amino acids act as substrate for muscle tissue. This essentially means that when you consume protein, your body will take the amino acids from that protein to compose muscle tissue and other proteins. This is why people often refer to amino acids as building blocks. BCAAs have been proven to be much more than simple building blocks though. Within recent years it has been discovered that BCAAs, particularly leucine, act to send signals to the body that inform it to build muscle. One of the ways leucine works to signal muscle growth is through it's interaction with mTOR which stands for mammalian target of rapamycin. The mTOR is located within the cells and, among other things, is responsible for detecting an excess of amino acids. It has been shown to play a key role in regulating muscle hypertrophy (growth). Though this process is not entirely understood, the mTOR pathway has been discovered to be extremely sensitive to the amino acid leucine. Recent tests have shown that when leucine is taken orally it activates mTOR, which activates protein synthesis (muscle growth), and increases a cell's capacity to produce new proteins (muscle tissue). This means that along with resistance training there is a way to send messages that control growth right at the cellular level. This is truly exciting news.                 Many people will ask "If leucine has the greatest effect on muscle growth, then why not take take leucine alone without isoleucine and valine?" It has consistently been shown that the greatest results in protein synthesis are seen when a 2:1:1 ratio of leucine, isoleucine, and valine are taken. When leucine is taken alone it can lower concentrations of the other two amino acids. It is also important to note, although BCAAs can act to signal muscle growth, there must be a full spectrum of amino acids to act as substrate for muscle growth. This means that you can send signals to your body to build muscle all you want, but if it has nothing to build with you are out of luck. So make sure you ingest enough whole protein every day.             간략하게 해석을 하자면,             BCAA는 ATP의 형태에서 세포 에너지를 만들어내어 근 세포들에 의해 BCAA가 산화되도록 합니다. 즉, 에너지로 사용되게 됩니다. 그로 인해 근육 조직 내에 물질대사 됩니다. ATP는 힘을 쓰기 위한 1차 전원 장치입니다. ATP의 에너지는 근육수축을 위해 그리고 여러분이 역기를 들도록 해줍니다.                 BCAAS와 지방 감량 새로운 연구에서 BCAA가 지방 감량에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 것을 보여줍니다. 여러분은 이미 지방 감량 다이어트에 있어서 탄수화물 섭취가 낮아질 필요가 있을 것입니다. BCAA는 글리코겐을 절약하고 인슐린을 반응을 증가시켜 지방 감량 계획의 결과를 앞당기게 하는 능력을 보입니다. 칼로리 제한 기간 동안에 근육을 보호하는 데 도움이 될 것입니다.                                 BCAA의 많은 기능은 신체 내에 분자 신호를 알리는 것이 BCAA의 능력입니다. 아미노산이 근육 조직을 위해 기질로서 작용하는 것은 오래 알려져 있었습니다. 아미노산은 본질적으로 여러분이 단백질을 다 써버릴 때 당신의 근육 조직과 다른 단백질들을 조립합니다. 이 말은 단백질로부터 아미노산을 가지고 갈 것임을 의미합니다. 그래서 사람들이 자주 건축용 블록이라고 아미노산을 칭하는 이유입니다.             BCAA는 그래도 단순한 빌딩 블록들보다 더 많은 것을 가지고 있다는 것이 증명되었습니다. (이 부분 해석에서 mTOR에 대한 해석이 나옵니다. 이 부분을 여러분의 이해를 돕기 위해 추가 설명과 함께 해석해 드리겠습니다)         BCAA 중 하나인 류신은 단백 동화에 관여하는 중요한 연료이기 때문에 단백 저장에 아주 중요합니다. 인슐린을 촉진함과 동시에 단백 파괴를 억제합니다. 류신이 근단백질 합성을 조절하는 기전은 mTOR(mammalian target of rapamycin)의 시그널 경로를 활성화시킴으로서 mRNA 번역의 야기를 상향조절(upregulation) 하는 데 있습니다.             설명이 어렵죠 ^^; 계속 읽어 보시길 바랍니다. 단백질 합성의 가장 강력한 자극은 인슐린 호르몬에 의해 제공됩니다. 인슐린은 세포에 유입되지는 않으나 세포의 대사를 재설정해주는 일련의 단계를 일으킵니다 이들 대부분은 타 단백질을 인산화 시키는 단백질 키나제(protein kinase)로 알려진 조절단백질에 의해 발생합니다.                 인산화란?     예를 들면 살아 있는 세포 내의 미토콘드리아에서 인산화 반응은 호흡과 연관되어 있고, 광합성은 엽록체(chloro-plast)에서 생성. 대사나 광합성 과정 동안 유리된 에너지는 아데노신삼인산(ade-nosine triphosphate, ATP)의 고-에너지 결합에 저장. 산화적 인산화 과정에서 ATP 형성은 산소의 호흡적 흡수와 관련됨.                                               <mTOR활성화에 인슐린과 류신의 작용이 수많은 단계에 관여합니다>                     단백질 합성을 자극하는 경우에, 인슐린의 세포 내 타겟의 하나가 mTOR로 알려진 단백질 키나제입니다. 현재까지 알려진 내용은 류신이 mTOR을 활성 시킨다는 사실입니다. 이해되나요 ^^? ㅋㅋㅋ 제가 봐도 설명이 어렵습니다 그래서 한번 더 추가 설명드립니다.             식물성단백질은 보통 근성장에 필요한 필수아미노산 중 몇 가지가 빠져있어 불완전단백질로도 알려져있습니다. (대표적인 것이 대두 단백질이죠) 최근 국내 연구진에 의해 LRS 효소의 존재가 처음 밝혀졌고 필수아미노산 중 하나인 류신의 역할이 근성장에 매우 중요한 촉매 역할을 한다는 것을 발견했습니다. LRS 효소란 몸속에 흡수된 특정 아미노산을 단백질로 바꾸도록 신호를 보내는 스위치 효소를 말하는데 이것이 류신과 만나 단백질 전환 여부를 결정하는 스위치 기능을 담당합니다.                 쉽게 얘기해서 섭취한 필수아미노산을 제대로 체내에 흡수하기 위해 세포에서 류신이라는 필수아미노산을 감지해서 류신이 LRS와 결합되면 구조가 변형돼 mtor라는 단백질을 통해 근육이 성장된다는 원리입니다.                          하지만 이런 LRS 아미노산 스위치가 고장 나면 암이나 당뇨 같은 질병이 유발한다는 것으로 밝혀졌는데 LRS가 암 당뇨 같은 질병의 신약개발에 새로운 타깃이 된다라고 합니다. 그리고 이러한 불완전 식물성 단백질을 완전 단백질로 섭취하는 방법이 있는데 서로 부족한 필수아미노산을 보완하기 위해 두 가지 이상의 식물성 단백질을 섭취하거나 식물성 단백질에 소량의 동물성 단백질을 첨가하여 완전 단백질로 섭취할 수 있습니다. 예를 들어 류신과 트립토판이 부족한 밀이랑 메티오틴이 부족한 메주콩을 배합하면 모든 아미노산을 함유하는 완전 단백질식품이 될 수 있습니다. 이제 조금은 이해가 되시죠 ^^;;         많은 사람들이 류신이 가장 많이 근육 성장에 영향을 미치냐고 물어봅니다. 류신, 이소류신, 발린이 2:1:1 비율로 잡힐 때 가장 훌륭한 결과인 단백질 합성이 이루어지는 것으로 보였습니다. 류신을 홀로 섭취했을 때는 다른 두 아미노산의 농도를 낮출 수 있습니다. (이 말의 의미는 저도 잘 해석이 어렵네요 ^^;;)  BCAA에는 근육 성장을 위해 활동할 아미노산의 가득 찬 스펙트럼이 있음에는 틀림없습니다. BCAA는 당신의 근육에 원하는 모든 것을 지어주기 위하여 당신의 몸에 신호들을 보낼 수 있음을 의미합니다,

   

   

   

   

   

다음은 BCAA 섭취로 인한 연구 결과가 담겨 있는 원문입니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

간략하게 해석하자면,

격렬한 운동 중에 크레아틴 키나제, 염증 수치, 근육 피로 및 근육 통증에 관해서 BCAA가 어떤 영향을 주는지 조사하였습니다.

첫 번째로 크레아틴 키나제와 염증 수치를 알아보기 위한 실험으로

8명의 장거리 러너를 상대로 한 실험에서 한쪽은 평범한 음료를 다른 한쪽은 BCAA가 들어 있는 음료를 섭취하게 하였습니다.

CK(크레아틴 키나아제) 와 LDH 수준은 BCAA 음료와 대조 음료 군 모두 상승했지만, BCAA 음료 군에서는 LDH 의 상승은 대조 음료 군에 비해 유의하게 낮았습니다.

   

   

   

   

   

크레아틴 키나제(ck)란? 골격근이나 심근 등의 근육 세포 에너지 대사에 중요한 역할을 하는 효소입니다. 크레아틴 키나아제는 골격근, 심근, 평활근 및 뇌에 고농도로 분포되어 있고, 기타 조직과 장기에는 거의 없습니다.       정상치는 고정되어 있는 것이 아니라 일정 범위에서 변동될 수 있습니다.         - 남성이 여성보다 20∼30% 높습니다. 그 이유는 혈청 CK는 골격근에 많은데 기본적으로 여성에 비해 남성이 근육량이 더 많기 때문입니다.         - 주사나 수술, 운동 등에 의한 변동도 있습니다. 근육 주사, 근전도, 혈관 등에 주사하는 검사를 받았을 때, 수술이나 조직의 근육 편을 취하는 생검을 한 후, 심한 운동을 한 후에는 크레아틴 키나아제 활성치가 증가합니다.         - 이 밖에 젊은 사람이나 기혼 여성, 임신 후기와 출산 전후에도 약간 증가합니다.           LDH란? 몸에 염증이 있을 때 올라가는 수치입니다. 간장, 심장 근육, 적혈구 등에 함유되어 있으므로 이들 세포의 파괴가 생기면 혈중의 LDH치가 상승하게 됩니다.      - 정상 범위: 100-225u/l (정상 범위 수치는 검사 방법에 따라 다를 수 있습니다)              수치가 올라감에 따라         - 뚜렷이 증가하는 경우 : 악성 종양, 거대 적아구성 빈혈 - 보통 정도 증가하는 경우 : 심근경색증, 급성 백혈병 - 약간 증가하는 경우 : 간 질환

   

   

   

   

다음은 근육 피로와 통증에 관한 실험입니다.

   

   

   

   

   

   

간략하게 해석하자면,

장거리 선수를 상대로 BCAA를 섭취한 그룹과 다른 음료를 섭취한 그룹을 비교 분석한 결과

근육 통증은 양쪽 모두 그룹에서 증가하였습니다. 하지만 다른 음료를 섭취한 그룹에 비해 유의하게 낮게 나왔습니다.

이것으로 근육 통증이 BCAA의 섭취로 인해 완화된다는 것을 알게 되었습니다.

피로도 역시 BCAA의 섭취로 인해 완화된다는 사실도 알게 되었습니다. 

   

   

   

BCAA 의 효과적인 섭취 방법은

기상 직전 / 운동 전 / 운동 후/ 취침 직전

하루에 4번 

1회 섭취 양은 1~5g 을 권합니다. 

이제 막 운동을 시작한 지 3개월이 안되신 분이라면 1~2g

3개월 이상이고 운동량이 많으신 분이라면 5g 정도를 1회 섭취 양으로 하시라고 권합니다.

   

   

   

BCAA 일회 섭취량에 대한 자세한 포스팅입니다.◀ 클릭하세요

BCAA 보충제 효과가 있을까?에 관련된 한국 논문입니다. ◀ 클릭하세요