최신연구동향

골다공증과 골관절염을 포함한 골격계 질환은 고령화와 함께 유병률이 증가하고 있으며, 폐경 이후 여성에서는 호르몬 변화로 인해 골밀도 저하와 골대사 불균형이 가속화된다. 이에 따라 약물 치료뿐 아니라 식이를 포함한 생활습관 요인이 뼈 건강 유지와 질환 예방에 미치는 영향에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근에는 콩을 포함한 식물성 식품과 식물성 식이 패턴이 골밀도 유지와 골대사 조절에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 근거가 축적되고 있다. 특히 대두 이소플라본과 같은 파이토에스트로겐은 폐경 후 에스트로겐 결핍 환경에서 골흡수와 골형성의 균형을 조절하고, 골아세포 기능과 연골하골 미세환경에 영향을 미칠 수 있는 기능성 식이 성분으로 주목받고 있어 관련 연구 결과를 소개하고자 한다.

1. 이소플라본, 폐경 후 여성의 골밀도 개선 효과

태국 치앙마이대학교 Nut Koonrungsesomboon 교수 연구팀은 국제 학술지 ‘Osteoporosis International’에 이소플라본 중재가 폐경 후 여성의 골밀도 개선에 효과가 있다는 연구 결과를 발표했다.

연구팀은 폐경 후 여성을 대상으로 한 이소플라본 중재의 효과를 평가하기 위해 체계적 문헌고찰 및 메타분석을 수행했으며, 2023년 4월까지 발표된 63편의 임상시험, 총 9,026명(이소플라본 중재군 4,754명, 위약군 4,272명)을 분석에 포함했다.

그 결과, 이소플라본 중재군은 위약군에 비해 요추 골밀도가 유의하게 증가했으며(MD 0.0175 g/cm²), 대퇴골 경부(MD 0.0172 g/cm²)와 원위 요골(MD 0.0138 g/cm²)에서도 유의한 골밀도 개선 효과가 관찰됐다.

하위 분석에서는 중재 기간이 12개월 이상인 경우에서 효과가 보다 뚜렷했으며, 제니스테인(genistein)을 하루 50 mg 이상 포함한 중재에서 가장 일관된 효과가 확인됐다. 또한 폐경 초기 여성에서는 요추와 대퇴골 경부에서, 폐경 후 5년 이상 경과한 장기 경과 여성에서는 원위 요골에서 상대적으로 더 뚜렷한 효과가 관찰됐다.

연구팀은 이러한 결과를 바탕으로, 이소플라본 중재, 특히 제니스테인을 충분히 포함한 중재가 폐경 후 여성의 골밀도 개선에 기여할 수 있음을 시사한다고 밝혔다.

2. 제니스테인, 조골세포 분화를 통한 골 형성 촉진 효과

중국 상하이자오퉁대학교의 Shao-yi Wang 교수와 Chi Yang 교수 공동 연구팀은 국제 학술지 ‘Acta Pharmacologica Sinica’에 제니스테인의 투여가 골수 유래 중간엽줄기세포(MSCs)의 분화를 조절함으로써 골 형성을 촉진할 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

연구팀은 난소절제(OVX) 동물 모델과 중간엽줄기세포를 이용한 실험 연구를 수행했으며, 제니스테인의 골형성 조절 과정에서 자가포식(autophagy)과 Wnt/β-catenin 신호전달 경로의 역할을 분석했다.

그 결과, 난소절제 실험쥐 모델에서 제니스테인을 투여한 경우 골소실이 억제되고 골형성이 증가하는 등 전반적인 골 대사 환경이 개선되는 효과가 관찰됐다. 또한 세포 실험에서는 제니스테인이 중간엽줄기세포의 골아세포 분화를 촉진하는 동시에 지방세포 분화는 억제하는 방향으로 세포 분화 균형을 조절하는 것으로 나타났다.

기전 분석 결과, 제니스테인은 자가포식을 활성화함으로써 Wnt/β-catenin 신호전달을 촉진하는 것으로 확인됐다. 특히 β-catenin 분해에 관여하는 APC 단백질이 자가포식 경로를 통해 선택적으로 분해되면서 β-catenin의 안정화와 핵 내 이동이 증가했고, 이에 따라 골형성 관련 유전자 발현이 촉진됐다. 이러한 자가포식 활성은 포유류 라파마이신 표적 단백질(mTOR) 억제가 아닌 전사인자 EB(TFEB)를 통해 매개되는 것으로 나타났다.

연구팀은 이러한 결과를 바탕으로, 제니스테인이 폐경 후 골다공증 환경에서 저하된 골형성 기능을 회복시키는 관리 전략으로 활용될 가능성을 제시했다고 밝혔다.

3. 이소플라본, 골관절염 완화 효과

   중국 저장중의약대학교의 Weifeng Hu 박사 연구팀은 국제 학술지 ‘Immunological Investigations’에 대두 이소플라본(Soybean Isoflavone, SI)이 골관절염(Osteoarthritis, OA) 진행을 완화하는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

  연구팀은 내측 반월상연골 불안정화(DMM)로 유도한 OA 랫드 모델과 IL-1β로 자극한 골아세포 모델을 이용해 SI의 효과를 평가했다. 그 결과, SI를 투여한 동물에서는 연골 손상이 완화되고 OARSI 점수가 유의하게 감소했으며, 연골하골에서 과도하게 증가했던 골형성 관련 지표(ALP, OCN, BMP)의 발현도 억제돼 비정상적인 골 리모델링이 완화되는 효과가 관찰됐다.

기전 분석 결과, SI는 TSC1 발현을 증가시키고 mTORC1 신호전달 경로의 활성(p-S6)을 억제함으로써 혈관내피성장인자(VEGF) 분비를 감소시키는 것으로 나타났다. 이에 따라 연골하골에서 병리적으로 증가하는 H형 혈관(CD31hiEmcnhi) 형성이 유의하게 감소해, 비정상적인 혈관신생과 골경화 진행이 억제되는 양상이 확인됐다.

세포 실험에서도 유사한 결과가 나타나, IL-1β로 자극된 골아세포에서 SI 처리 시 TSC1 발현은 증가하고 mTORC1 신호는 억제되면서 골형성 및 혈관신생 관련 인자 발현이 함께 감소했다.    

연구팀은 이러한 결과를 바탕으로, 대두 이소플라본이 연골하골 재형성 기전에 기반해 골관절염 진행을 늦출 가능성을 확인했다고 밝혔다.

뼈 건강은 노화와 밀접하게 연관된 대표적인 건강 이슈로, 식습관과 생활습관이 골밀도 유지와 골대사 균형에 중요한 영향을 미친다. 본 원고에서 소개한 연구들은 콩을 포함한 식물성 식품과 콩 유래 이소플라본이 골밀도 유지, 골아세포 기능 조절, 연골하골 미세환경 개선 등을 통해 골다공증과 골관절염 등 골격계 질환 관리에 기여할 수 있음을 시사한다. 이러한 근거를 바탕으로, 평소 콩을 포함한 식물성 식품을 균형 있게 섭취하는 식습관은 뼈 건강 유지와 노화 관련 골격계 질환 예방을 위한 실천 가능한 전략이 될 것으로 기대된다.

[출처: 식품저널 2026년 2월호 대두와 건강]