코엔자임 Q10은 어떤 기능을 하고 어떻게 선택하고 섭취할 것인가?

코엔자임 Q10은 어떤 기능을 하고 어떻게 선택하고 섭취할 것인가?

 

사람의 세포 수를 어떻게 계산할까? 부피를 계산하여 추측할 수 있는데, 100 kg의 사람 경우 부피는 약 10의 -1승 m3이다(1 L = 1000 cm3, 정확히 0.001 m3 또는 1000 cm3). 포유동물의 평균 세포 크기는 10의 3승 ~10의 4승 ㎛3 = 10의 -15승)5~10의 -14승 m3이다. 즉 부피는 1000~10000 ㎛3, 무게는 10의 -12승~10의 -11승이므로 세포 수를 계산해 보면 10의 13승~10의 14승 개가 된다. 오늘날 언급된 우리 몸의 세포 수는 일반적으로 60조개 정도로 알려져 왔다. 사람은 다양한 세포로 구성이 되며, 그 크기도 다양하다. 한 예로 적혈구는 그 크기가 매우 작아서 하나의 크기는 10 ㎛정도로 부피는 100 ㎛3이다. 세포 수로는 450만~550만개/mm3이다. 성인 70 kg인 사람의 혈액은 약 5 L 정도로 계산하면 총 세포 수는 2.5 × 10의 13승 개이다. 2016년 Ron Sender 등이 우리 몸을 구성하는 세포와 질량을 비교해 추산한 세포 수는 3.7 ± 0.8 × 10의13승(조)개이다. 내 몸 안의 세포 수보다 더 많은 세포는 미생물이다. 일반적으로 120~150조 세균이 내 몸 안에 같이 살고 있다. 몸에 좋은 유익세균이나, 유해 세균 등을 포함하고 있어 어찌 보면 내 몸 안의 주인이 나인지 세균인지 모를 정도이다.

포유동물의 세포들은 미토콘드리아를 가지고 있어 우리 몸이 필요로 하는 에너지(칼로리)의 95%를 생산한다. 이 미토콘드리아가 정상적 역할을 하도록 하는 가장 중요한 것이 코엔자임 Q10(coenzyme Q10)이다. 코엔자임은 ‘함께’를 뜻하는 접두사 ‘co’와 효소를 뜻하는 엔자임(enzyme)의 합성어로, 그대로 의미를 생각해 보면 어떤 것과 함께 작용하는 효소라는 뜻이다. 그러므로 조효소라고도 하고 보조효소라고도 한다. Q10에서 Q는 퀴논(quinone) 화합물의 첫 글자이며, 10은 퀴논 분자 구조에 이소프렌(isoprene)이 10번 반복되므로 붙은 숫자이다. 결과적으로 코엔자임 Q10은 조효소인 퀴논 화합물이라는 것을 표시하며, 약자로 CoQ10이라 한다. 코엔자임 Q10은 비타민 Q라고도 하지만 비타민은 아니다. 왜냐하면 몸에서 충분히 또는 전혀 만들어지지 않아 식품을 통해 섭취해야 하는 게 비타민인데, 코엔자임 Q10은 인체에서 잘 만들어지기 때문이다. 화학구조를 반영한 이름인 ‘유비퀴논(Ubiquinone)’, ‘유비데카레논(ubidecarenone)’ 모두 코엔자임 Q10과 같은 말이다. ‘유비-(ubi-)’는 ‘어디서나 볼 수 있는’이란 뜻의 유비쿼터스(ubiquitous)에서 유래되었는데, 명칭에서와 같이 코엔자임 Q10(코큐텐, CoQ10)은 인체 세포에서 흔히 발견된다. 우리 몸에서 코엔자임 Q10은 3가지 형태로 존재하는데, 유비퀴논, 유비퀴놀(ubiquinol), 중간형인 유비세미퀴논(ubisemiquinone)이다. 유비퀴논은 산화형이고, 유비퀴놀은 환원형이고, 유비세미퀴논은 그 중간 형태이다. 유비퀴논은 미토콘드리아에서 에너지를 생성할 때 조효소로 쓰이는 형태이며, 유비퀴놀은 세포에서 활성산소에 대응하는 항산화제로 쓰이는 형태이다. 그러므로 코큐텐은 체내에서 유비퀴논이 되기도 하고 유비퀴놀이 되기도 하는데 필요에 따라 변환이 된다. 유비데카레논이라 하는 것은모든 곳을 뜻하는 ‘ubi’는 라틴어 unique에서 유래하였고, 데카는 숫자 10으르, ‘re’는 열 번 반복되는 물질인 이소프렌을, 논(none)은 퀴논을 의미한다. 또한 미토퀴논(mitoquinone)이라고도 하는데, 미토콘드리아와 퀴논의 합성어이다. CoQ10은 미토콘드리아(세포 안에 있는 소기관, 세포가 사용할 수 있는 에너지의 95%를 만들어내는 곳)가 에너지를 만드는 데 핵심 참모 역할을 하는 보조효소이다. 코엔자임 Q10은 평생 쉴 새 없이 뛰어야 하는 심장, 체내 대사를 담당하여 할 일이 많은 간과 같은 조직에 많이 분포되어 있다.

코엔자임 Q10의 기능은 크게 2가지로 에너지 생성의 조효소로 쓰는 것과 항산화제로 쓰이는 것이다. 미토콘드리아가 에너지를 생산하는 데는 적어도 4가지 복합체가 관여하여 칼로리인 ATP를 생성하게 된다. 이중 3가지는 단백질 복합체로 우리가 음식을 골고루 편식하지 않고 섭취하면 아미노산을 통해 만들어지는 단백질 복합체이다. 그러나 아쉽게도 한 가지는 우리가 음식을 통해 섭취해야 되는 코엔자임 Q10은 유기물질이다. 즉 음식을 통해 끊임없이 공급이 되어야 하는 영양소이다. 코엔자임 Q10은 다른 필수 비타민과는 달리 체내 합성이 가능하다. 그러나 그 합성 과정이 무려 17단계나 거쳐야 하고, 필수 비타민인 비타민 B2, B3, 비타민 C 및 미량 미네랄이 필요하다. 즉, 합성은 가능하지만 질병이나 영양부족 등의 여러 이유로 제대로 합성이 되지 않거나, 나이가 들면서 합성 능력이 현저하게 떨어지기 때문이다. 그러므로 고지혈증약, 혈압약, 항우울제, 당뇨병약, 에스트로겐호르몬제 등을 복용하는 환자의 경우 반드시 복용해야 한다.

우리 몸 안에서 에너지를 지속적으로 필요로 하는 곳은 생명에 가장 중요한 심장이다. 혈액을 온 몸 곳곳에 보내기 위해 혈액을 펌프질 해 주어야 되기 때문이다. 심장 근육에 코엔자임 Q10이 부족할 경우 심장 기능 저하가 초래된다. 그럼에도 불구하고 고혈압 및 심혈관 치료제로 처방되는 약물들은 코엔자임 Q10 결핍을 초래하기도 한다. 또한 코엔자임 Q10은 항산화 기능을 갖는다. 혈액 속에 존재하는 코엔자임 Q10이 항산화 효과에 의해 동맥경화를 예방한다. 즉, 코엔자임 Q10이 나쁜 LDL(low density lipoprotein, 저밀도 지질단백질)이 산화되는 것을 방지하기 때문이다.

또 다른 기능으로는, 비타민E와 함께 작용하는 항산화 기능이 있다. 비타민 E는 각종 위험한 반응성이 큰 불안정한 물질(흔히 활성산소로 부른다)과 반응하면서 반응성을 무력화한다. 그런데, 이 결과로 비타민 E가 불안정한 물질로 바뀐다. 불안정해진 비타민 E를 다시 안정된 물질로 바꾸어주는 역할을 코엔자임 Q10이 담당한다. 즉, 이게 없으면 항산화 작용이 완료되지 못하고 말짱 도루묵이 된다.

1972년 이탈리아의 학자인 리타루(Littaru GP)와 미국 학자 프로*커스(Flokers K)가 심장병 환자에서 코엔자임 Q10이 부족한 것을 밝혀냈다.1978년에 영국학자 피터 미첼(Peter Michelle)이 코엔자임 Q10의 역할에 관한 연구로 노벨화학상을 받았으며, 2003년 덴마크 코펜하겐대학병원 스벤드 오웨 모텐슨(Svend Aage Mortensen) 박사가 2년에 걸쳐 유비퀴논 보충제로 임상시험(Q-Symbio)을 하여 코엔자임 Q10의 효능을 널리 알렸다. 큐신바이오(Q-Symbio) 임상 시험에는 9개국에서 420명의 심장병 환자가 참여하여 2년에 걸친 연구를 진행하여 유비퀴논을 투여한 그룹이 위약 그룹보다 심혈관질환으로 인한 사망률이 43%나 낮은 결과를 보고하였다. 2018년 미국 콜롬비아대학교에서 개최된 코엔자임 Q10 컨퍼런스에서 큐심바이오 임상시험의 후속 연구결과가 보고되었다. 이 발표에서 모텐슨의딸인 앤느 루이스 모텐슨(Anne Louis Mortensen)은 데마크, 스웨덴, 오스트리아 등 유럽 6개국에서 231명의 환자가 참여한 임상시험에서 유비퀴논을 투여한 그룹이 위약 그룹보다 심혈관질환으로 인한 사망률이 53%나 낮았다고 보고하였다. 이 임상 실험에서 환자들은 100 mg짜리 유비퀴논 캡슐을 하루 3번 섭취하였다.

당뇨환자에게 처방되는 메트포르민(metformin, 일반 약품명으로 다이야벡스, 글루피정, 제미메트 등)은 엽산, 비타민 B12, 코엔자임 Q10을 감소시키고, 글리벤클라미드(glibenclamide, 다오닐 정 등)와 같은 당뇨 치료 약물도 코엔자임 Q10을 고갈시킨다. 그러므로 고혈압 약과 마찬가지로 당뇨 약을 오랜 기간 복용하는 사람이라면 종합비타민 뿐만 아니라 코엔자임 Q10을 함께 섭취하는 것이 좋다. 고지혈증이 있는 환자의 경우 가장 중요한 영양제는 코엔자임 Q10이다. 고혈압 약으로 인해 가장 결핍되기 쉬운 성분이 바로 코엔자임 Q10이기 때문이다. 고지혈증의 대표적인 약물인 스타틴(statin, 콜레스테롤 합성을 저해하여 고지혈증 치료에 사용되는 전문 의약품) 계열의 약물은 코엔자임 Q10이 부족할 경우는 드물지만 횡문근변성이라는 합병증이 유발될 수 있다. 고지혈증 약을 오랜 기간 복용하는 경우 근육에 힘이 빠지고 약해지는 느낌을 받는 경우가 있는 데, 코엔자임 Q10을 매일 100 mg 섭취하면 도움이 된다. 횡문근변성(rhabdomyolysis, 횡문근의 근육세포가 괴사하거나 손상이 돼서 혈액으로 유출되는 것) 경우 마라톤과 같은 장기간 오래 달리거나, 고산 등반 혹은 장기간 여행할 경우 발생할 수 있는 데, 이때 코엔자임 Q10을 200~300 mg으로 증량할 필요가 있다. 협심증이 만성화 되거나 심한 경우 300~400 mg 코엔자임 Q10을 복용한다.

미국과 일본의 경우 잇몸이 약한 환자에게 코엔자임 Q10 처방을 광범위하게 사용한다. 치주질환을 앓고 있는 환자 경우 잇몸 조직에 코엔자임 Q10의 농도가 낮으면, 코엔자임 Q10을 보충하면 임상적으로 개선이 되었다. 1977년 에드워드 윌킨슨(Wolkinson EG) 등의 연구에서 18명의 자원자를 2 그룹으로 나누어 8명에게 하루 50 mg의 코엔자임 Q10을 투여한 경우 위약(7명)을 투여한 군보다 임상적 개선이 나타났다. 우리 몸을 이루는 가장 중요한 단백질 중 하나가 콜라겐이다. 콜라겐은 우리 몸에서 회전율이 상당히 빠른 단백질 중 하나이다. 다른 어느 조직보다 치주인대에 존재하는 콜라겐의 회전율은 아주 빨라서 어제의 치주인대 콜라겐은 오늘 이미 볼 수가 없다. 즉 치주인대 콜라겐대사는 단백질 대사의 대부분을 차지해 생체 중에서도 대사활성이 높은 조직 중 하나이다. 치주인대에서 성숙 콜라겐의 생물학적 반감기는 1일로 밝혀져, 잇몸 5일, 치조골 6일, 피부 15일에 비하면 아주 짧다. 치주인대는 치아를 치조골이라는 뼈에 붙들어 주어 치아가 움직이지 않고 고정되도록 하는 가장 중요한 조직의 하나이다. 치주질환이 있을 경우 치주인대의 파괴가 훨씬 빠르게 되는데 수많은 아미노산을 결합하여 콜라겐을 합성하기 위해서는 에너지를 아주 많이 필요로 한다. 그러니 에너지 공급을 위해 코엔자임 Q10을 공급해 주어야만 빠르게 콜라겐이 합성되어 튼튼한 치주인대를 구성함으로써 치아를 치조골에 고정할 수 있게 된다.

2013년 다히야(Parveen Dahiya) 연구팀은 치주 병원균은 활성산소를 과잉 생산하여 콜라겐과 치주세포를 파괴한다고 보고하였다. 흡연은 치주질환에 대한 중요한 위험인자로 알려져 있으며, 비흡연자에 비해 2~6배 치주질환이 증가한다. 40명의 환자를 2 그룹으로 나누어대조군은 스케일링과 치근 활택술(root planning)을 시행하였으며, 실험군은 스케일링과 ㅎ치근활택술을 시행하고 코엔자임 Q10을 복용하게 하였다. 1개월과 3개월 후 치태지수 치주낭 출혈 지수 치주낭 탐침 깊이 측정을 한 결과 대조군보다 실험군에서 임상적 개선이 있었다.

코엔자임 Q10은 육류 등의 음식을 통해 소량 얻을 수 있으나, 대부분은 체내에서 만들어진다. 하지만 코엔자임 Q10의 체내 합성 양은 20대에 정점을 찍은 이후 서서히 합성 양이 감소하기 때문에 따로 영양제를 통해 보충해줘야 한다. 소고기, 조류, 브로콜리 등에 많이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다. 고등어, 꽁치, 정어리 등의 등푸른 생선과 현미, 계란, 콩류, 시금치, 땅콩 등의 견과류에도 포함되어 있다.

CoQ10은 지용성이라 기름으로 조리 시 효율적으로 섭취할 수 있으나 쉽게 파괴된다. 섭취하는 CoQ10은 하루 4.2~7.2 mg으로 식사만으로 충분히 보급하기는 어렵다(유효량 : 하루 30~60 mg). 자연 생성되는 코엔자임 Q10은 일일 3-6mg이며 그 과정은 매우 복잡하다. 아미노산으로 타이로신, 페닐알라닌, 메치오닌, 비타민으로 B2, B3, B5, B6, B12, C와 엽산, tetrahydrobiopterin, 무기질로는 셀레늄이 코큐텐의 생합성에 관여한다. 어느 하나라도 결핍되면 간에서 충분한 코엔자임 Q10이 생성될 수 없다. 남성인 경우 체내에 약 700 mg 코큐텐을 함유하고 있다. 심장, 간, 신장, 췌장 및 잇몸에서 많이 발견되며 19-20세가 가장 높다. 질병, 스트레스와 환경오염, 나이가 증가함에 따라 체내 조직의 Coenzyme Q10 보유 수준은 감소한다.

코엔자임 Q10을 만드는 방법은 효모에서 발효시켜 만든 천연형과 화학적 공정으로 만든 합성형이 있다. 이 2가지 모두 최종산물은 구조적으로 동일한 화합물이다. 즉 체내에서 합성되는 트랜스(trans)형태이다. 합성형의 경우 트랜스형 말고도 불순물로 여기는 시스(cis)형이 일부 포함되기도 한다. 그러므로 효모에서 발효해서 만등 코엔자임 Q10은 시스형의 불순물이 없다.

코엔자임 Q10 형태는 크게 2가지가 있다. 즉 유비퀴놀(ubiquinol)과 유비퀴논(ubiquinone)이다. 우리가 흔히 말하는 CoQ10은 유비퀴논이다. 체내에서 콜레스테롤로부터 합성하는 코엔자임은 원래 유비퀴논 형태이다. 이것이 체내에서 이용될 경우 유비퀴놀 형태로 전환되어 사용이 된다. 즉 유비퀴놀이 활성형이라 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 유비퀴놀과 유비퀴논 어떤 형태가 더 좋은지는 아직 확실하지 않다. 다만 유비퀴놀 형태가 유비퀴논보다 2~3배 정도 비싸다. 또 다른 단점으로 유비퀴놀은 산화형태로 쉽게 바뀔 수 있어 보관과 유통에 주의가 필요하다. 노화나 간 기능이 떨어지게 되면 심혈관계에 문제가 발생하여 유비퀴놀 전환률이 감소될 수 있어 이런 분들은 유비퀴놀이 좋은 선택일 수 있다. 건강한 사람의 경우 용량이 100 mg 정도이면 된다. 그러나 심혈관계 질환이 있거나 노인이라면 100~200 mg이 좋을 수도 있다.

​ 코엔자임 Q10을 고르다 보면 성분 중에 PQQ(pyrroloquinoline quinone), 실라짓(shilajit, 네팔, 티베트, 파키스탄, 알타이 등지에서 발견되는 천연 추출물로 미네랄의 보고로, 자연적으로 생성되며, 먹을 수 있는 무기물질과 발효 유기물질이 혼합되어 있다), 바이오페린(BioPerin, 성분은 piperin으로 영양소의 생체 이용률 향상을 위해 특허 받은 유일한 후추 추출물) 등 이상한 성분이 들어 있다. 레스베라트롤 처리 시 SIRT1(유전자로부터 형성되는 단백질은 Sirtuin 1)을 자극하거나, PQQ에 의해 PGC-1a을 증진시킴으로써 미토콘드리아의 합성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 그러므로 코엔자임 Q10과 병용 경우 에너지 생성을 증가시키고, 심신 건강이나 뇌 건강에 상승작용이 있다고 알려져 있다. 실라짓은 히말라야 인근에서 발견되는 갈색의 타르와 같은 것의 주성분으로 풀빅산(fulvic acid)이다. 코엔자임 Q10과 병용 시 미토콘드리아 에너지 생성에 도움을 준다. 실라짓에는 철분이 다량 함유되어 있기 때문에 철분이 함유된 영양제와 실라짓을 동시에 섭취할 경우 혈중 철분 수치가 증가할 수 있다. 바이오페린은 피페린이라고도 하며, 코엔자임 Q10의 흡수를 증진시킨다. 이들은 간의 대사효소에 작용하기 때문에 약을 복용 시 약의 농도를 저하시키거나 증진할 수 있기 때문에 없는 것을 드는 것도 무방하다.

코엔자임 Q10이 담기는 연질 캡슐의 경우 대부분 소, 돼지가죽으로 만들어진다. 소, 돼지는 항생제, 성장촉진제로 길러지고, 광우병, 구제역 같은 병에서 자유로울 수 없으니 식물성 소재로 된 캡슐을 선택하는 것이 좋다. 포장방법에 있어 CoQ10이 열이나 빛, 산소에 쉽게 산패되기 때문에 최소단위 묶음(한 달이나 그 이하)과 낱개 포장된 패키지로 사는 게 좋다. 통에 한꺼번에 들어가 있는 제품은 열고 닫고 하면서 열이나 산소 등에 계속 노출이 될 수 밖에 없기 때문이다. 화학첨가물은 향을 감추기 위해 합성착향료를 넣거나 캡슐 색을 입히게 위해 합성착색료를 넣는 제품들이 많다. 화학적인 첨가물은 당연히 없는 게 좋다. 일반적으로 CoQ10 제품에는 CoQ10 성분 말고도 베타카로틴 등 눈 건강에 도움이 되는 성분이 함께 들어가 있는데 대부분 합성비타민이다.