0. 들어가며

잔주름 없이 맑고 깨끗한 피부는 모두가 부러워하는 동안 얼굴의 필수 요소입니다. 숨길 수 없는 세월의 흔적을 지우기 위해 사람들은 큰 돈을 써서 피부과를 다니고, 좋은 화장품, 좋은 영양 성분을 찾아 다닙니다. 수많은 성분들 중 콜라겐은 피부 건강에 있어 기본 중의 기본인 성분입니다. 하지만 콜라겐을 섭취하는 것이 정말 피부에 도움이 되는지, 어떤 콜라겐을 먹는 것이 좋은지 등 중요한 질문들에 제대로 된 대답을 내놓는 제품들은 많지 않습니다. 제대로 섭취하지 않는다면 단백질 식품을 먹는 것과 다를 것이 없는 콜라겐, 오늘은 나에게 정말 도움이 되는 콜라겐을 찾기 위해 알아야 할 것들을 함께 살펴도록 하겠습니다. 

1. 콜라겐의 작동 원리

콜라겐은 우리 몸의 단백질 중 25%-35%정도를 차지하는, 비중이 상당히 높은 단백질입니다. 단백질의 기본 구성 단위인 아미노산들 중 글라이신(Gly), 프롤린(Pro)의 비중이 높고, 특징적인 하이드록시프롤린(Hyp)이 구성 아미노산인 단백질 형태를 콜라겐 이라고 합니다. 

An overview of the beneficial effects of hydrolysed collagen intake on joint and bone health and on skin ageing. Nutr Hosp. 2015 Jul 18;32 Suppl 1:62-6. Spanish.

콜라겐은 많은 사람들이 알고 있듯 진피의 주된 구성 성분입니다. 위의 피부 구조 모식도에서 볼 수 있는 Dermis 가 진피를 의미합니다. 진피는 표피 아래의 두꺼운 세포층으로 피부의 탄력, 윤기, 긴장에 관여합니다. 피부에서 콜라겐 구성량은 대략적으로 70%이며, 특히 진피의 90%가 콜라겐으로 구성됩니다. 콜라겐은 진피에서 그물망 모양으로 얽혀 구조를 유지할 수 있게 돕는 역할을 합니다. 

The Relationship Between Wrinkle Depth and Dermal Thickness in the Forehead and Lateral Canthal Region. Arch Dermatol. 

진피의 두께와 탄력은 피부의 주름에 직접적인 영향을 줍니다. 위의 그림은 주름의 깊이와 진피의 두께간의 상관관계를 분석한 논문의 일부로, 진피층이 얇아질수록, 구조가 무너질수록 주름의 깊이가 깊어지는 것을 보여주고 있습니다.

콜라겐 섭취에 의한 피부 이점은 두가지 기전에 의한 것으로 생각할 수 있습니다. 

첫 번째로, 콜라겐 섭취는 체내에서 사용할 수 있는 콜라겐의 합성 재료를 넣어주는 역할을 합니다.

두 번째로 콜라겐은 섬유아세포를 자극합니다. 섬유아세포란 위의 세포 구조 모식도에 표시된 Fibroblast를 의미하며 콜라겐, 엘라스틴 등의 조직 성분을 합성하는 역할을 하는 세포입니다. 

즉, 콜라겐 섭취는 자체로 재료가 됨과 동시에 섬유아세포를 자극하여 콜라겐 합성을 촉진하도록 합니다.

조금 더 깊이 들어가면, 콜라겐은 구조와 모양에 따라 5가지 타입으로 나뉩니다. 타입에 따라 구성하는 신체 구조에 차이가 있음 아래 표를 통해 확인할 수 있습니다

An overview of the beneficial effects of hydrolysed collagen intake on joint and bone health and on skin ageing. Nutr Hosp. 2015 Jul 18;32 Suppl 1:62-6. Spanish. 

피부 진피층에 존재하는 주된 콜라겐은 타입1 콜라겐입니다. 따라서 피부 건강을 위해 콜라겐을 섭취하는 분이라면, 타입1 콜라겐 제공에 유리한 원료를 찾으시는 것이 좋습니다. 

콜라겐을 섭취하면 위장에서 모두 분해되기 때문에 섭취하는 것은 사실 효과가 없다는 이야기도 있지만, 그것은 사실이 아닙니다. 

“가수분해 콜라겐을 섭취하는 것은 혈액과 피부로 콜라겐의 기본 형태(Gly-Pro-Hyp)가 농축되어 이동하도록 한다.” 

섭취한 콜라겐 중 위장 및 소장에서 아미노산 단위까지 분해되어 의미가 없는 양도 일부 존재하지만, 콜라겐의 핵심 구조 펩타이드 Gly-Pro-Hyp형태 역시 충분히 흡수되어 피부와 혈액으로 이동한다는 근거 자료가 존재합니다.

만 24세를 전후로 몸 속에서 합성되는 콜라겐의 양은 점차 줄어들게 됩니다. 또한 40세 이후로는 노화 등의 이유로 콜라겐 합성이 더욱 급속하게 감소합니다. 아직 어리다는 생각으로 미루기 보다는, 지금부터 콜라겐 섭취를 통해 피부를 관리하는 것은 장기적으로 큰 도움이 될 것입니다. 

2. 콜라겐의 효능

콜라겐을 섭취함으로써 경험할 수 있는 효능은 크게 2가지로 정리해볼 수 있습니다. 모든 효능이 논문을 통하여 연구된 내용이며, 개인 차는 있을 수 있으나 많은 분들이 섭취 후 개선되었다고 말하는 효능입니다. 

1) 피부 노화 방지

가장 잘 알려진 콜라겐의 효능은 피부의 노화 방지입니다. 아래는 콜라겐의 피부 노화 효능을 검증한 365개의 논문 중에서 통계와 스크리닝을 통해 19개의 핵심적인 논문을 걸러내고, 그것을 분석한 메타 논문입니다. 논문의 결론은 다음과 같습니다. “가수분해 콜라겐 보충제는 안면의 주름을 줄이고 보습, 탄력을 도와 노화를 늦춰줄 수 있다. 효과를 보기까지의 섭취 기간은 90일이었다.” 

“가수분해 콜라겐 영양제의 피부 노화에 대한 효과: 체계적 고찰과 메타분석” 

아래는 피부의 보습, 탄력, 거칠기, 밀도 4가지 항목에 대해 콜라겐 섭취 이후의 변화를 구체적으로 검증한 논문입니다. 무작위, 대조군, 맹검 실험법으로 신뢰도를 높였습니다. 3개월 간의 콜라겐 섭취 이후 피부측정 장치를 이용하여 측정한 결과 4가지의 항목에서 모두 개선이 관찰되었습니다. 

“콜라겐 영양제가 피부의 보습도, 탄력, 거칠기, 밀도를 개선한다: 무작위 대조군 맹검 실험” 

2) 골격근계 기능 향상

두 번째로 유명한 콜라겐의 효능은 골격근계 기능의 향상입니다. 피부 목적으로 콜라겐을 섭취하시는 분들께는 조금 낯설 수 있지만 운동 등으로 관절과 근육에 손상이 잦은 분들은 콜라겐을 필수로 섭취하고 있습니다.

아래 논문은 근감소증이 있는 노인을 대상으로 콜라겐 보충을 했을 때 어떤 변화가 나타나는지 살펴본 논문입니다. 12주간의 콜라겐 섭취 이후 제지방량(체지방을 제외한 신체 구성 성분) 과 근육 강도의 유의미한 증가를 확인할 수 있었습니다. 

“콜라겐 펩타이드 보충제와 저항성 운동을 함께 하는 것이 근 감소증이 있는 노인의 신체 구성을 개선하고 근육의 강도를 높인다 : 무작위 대조군 실험” 

다음 논문은 노인 뿐 아니라, 젊은 사람들에게도 콜라겐이 동일한 작용을 한다는 것을 보여주는 논문입니다. 12주간의 콜라겐 섭취 결과 마찬가지로 젊은 사람들 역시 제지방량이 증가하여 좋은 방향으로 신체 구성이 변화함을 확인하였습니다. 

“장기간의 콜라겐 펩타이드 보충과 저항성 운동이 활발하게 운동하는 남성의 신체 구성에 영향을 준다.” 

마지막으로 콜라겐은 제지방량, 근육 강도 증가 외에 관절 부상의 회복을 도와주기도 합니다. 아래 논문에서는 매일 5-15g 사이의 콜라겐을 보충하는 것이 관절 통증과 관절의 기능에 유의미한 개선 효과를 준다고 말하고 있습니다. 

“콜라겐 펩타이드 보충이 체성분과 콜라겐 합성, 관절 부상에서의 회복, 운동에 미치는 영향 : 체계적인 고찰”

3) 기타

이 외에도 콜라겐은 골밀도, 손톱 건강, 모발 건강 등 다양한 영역에 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다.

3. 콜라겐의 문제점

이렇게 다양한 효능이 있음에도 불구하고, 많은 분들이 콜라겐을 섭취하였으나 아무런 효과를 보지 못했다고 말씀하십니다. 콜라겐은 구하기 쉬운 원료이기 때문에 마음만 먹으면 손쉽게 제품을 구매할 수 있습니다. 그러나 콜라겐 섭취에서 중요한 두가지, 흡수율과 피부에 적합한 콜라겐 타입을 놓치고 있는 제품들이 여전히 많아 만족스러운 경험을 하지 못하는 것입니다.



콜라겐은 새끼줄처럼 매우 단단하게 꼬인 상태로 존재합니다. 때문에 소화효소가 결합하고 작용하기 힘들어, 음식으로 섭취한 콜라겐과 가수분해 등의 가공이 되지 않은 커다란 콜라겐은 대부분 소화되지 않고 배출됩니다.

아래 그래프에서 볼 수 있듯 분자 크기가 커다란 5000달톤의 CP는 흡수되지 않기 때문에 섭취 후 혈중 농도가 거의 올라가지 않습니다. 

Absorption and Urinary Excretion of Peptides after Collagen Tripeptide Ingestion in Humans. Biol Pharm Bull. 2016;39(3):428-34 

또한 작동 원리의 콜라겐 타입을 정리한 표에서 볼 수 있듯, 피부를 위해 필요한 콜라겐 형태는 타입 1콜라겐입니다. 다른 타입의 콜라겐들은 다른 곳에 도움을 주었을 수는 있지만 피부에 영향을 주기는 힘듭니다. 따라서 우리가 섭취한 콜라겐이 원하는 효능을 갖도록 하기 위해서는, 흡수 장애를 이겨낼 수 있을 만큼 작거나, 고함량을 복용하거나, 효능에 맞는 콜라겐이 체내에서 흡수되고 사용될 수 있도록 도와줄 원료가 필요합니다. 

지금까지의 배경지식을 갖고 이제 드디어 콜라겐을 선택하는 기준에 대해 알아봅시다! 

4. 선택의 기준 4가지

1) 저분자 콜라겐인가?

2) 고함량 콜라겐인가?

3) 타입1 콜라겐에 맞는 원료를 사용하는가?

4) 다른 원료들이 콜라겐과 시너지를 내는가?

콜라겐 제품을 선택할 때는 4가지를 기억해주시면 됩니다. 분자 크기, 함량, 콜라겐 타입, 시너지 원료.

국내에서 사용되는 콜라겐 원료들의 경우 유효 성분과 유해 성분에 대한 엄격한 심사를 거치고, HACCP 및 GMP 등의 인증을 취득한 제조사에서 만드는 제품들은 믿을만한 제조 공정을 거치기 때문에, 제품의 원료 설계가 가장 중요한 기준이 될 것입니다. 

1) 저분자

콜라겐 제품들의 분자 크기를 따질 때 쓰는 단위는 달톤(Da)입니다. 달톤은 원칙적으로는 원자 혹은 분자 규모의 질량을 표현하는 단위이지만, 무게가 분자의 크기를 대변할 수 있기 때문에 분자 크기를 표현하는 단위로도 사용되고 있습니다.

Absorption and Urinary Excretion of Peptides after Collagen Tripeptide Ingestion in Humans. Biol Pharm Bull. 2016;39(3):428-34 

위 그래프는 분자 크기가 흡수율에 미치는 영향을 측정한 결과를 도식화 한 것입니다. 5000달톤인 콜라겐 분자에 비해, 300달톤 저분자 콜라겐은 흡수율이 거의 200배까지 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 

콜라겐의 분자 크기는 원료에 의해 결정됩니다. 동물성 콜라겐은 평균 3000~5000달톤 크기로 비교적 큰 콜라겐에 속합니다. 어류 콜라겐은 그보다 작지만 2000달톤 정도로 여전히 저분자라고 하기에는 애매한 수치입니다.

실제로 이용 가능한 가장 작은 콜라겐은 300달톤으로 알려져 있습니다. 300달톤은 머리카락의 20만분의 1 크기에 해당하는 크기로, 기술력 있는 제조사에서 피쉬 콜라겐 효소 처리 공법을 통해 분자 크기를 최소로 낮춘 것입니다. 높은 기술력을 요하다 보니 300달톤 크기의 콜라겐 원료는 사용하고 있는 제품이 많지 않습니다. 

만약 저분자 피쉬 콜라겐 제품을 찾으셨다면, 위 와 같은 분자 크기에 대한 인증이 있는 지를 확인하시는 것이 좋습니다. 공신력 있는 국제인증기관인지 역시 중요할 것입니다. (ex.SGS인증)

2) 고함량

콜라겐의 효율적인 흡수를 위해 분자의 크기 다음으로 신경써야 할 것은 함량입니다. 아무리 저분자 콜라겐이라고 해도 적은 함량을 섭취한다면 몸에 충분히 흡수되기 어렵습니다. 용량에 따른 콜라겐의 혈중 농도를 살핀 논문에 삽입된 아래 그래프는, 저함량일 때에 비해 고함량일 때 흡수율이 최대 4배 이상 증가하는 것을 보여줍니다.

Dose-dependent changes in the levels of free and peptide forms of hydroxyproline in human plasma after collagen hydrolysate ingestion. Food Chem. 2014 Sep 15;159:328-32 

하지만 무조건 함량이 높다고 해서 좋은 것 만은 아닙니다. 지나친 고함량 콜라겐은 위장장애, 설사 등의 문제를 줄 수 있습니다. 콜라겐의 효능을 검증한 논문들은 대부분 1일 2.5g~10g 함량의 콜라겐을 섭취했습니다. 개인에 따른 흡수율 차이와 부작용, 저분자 콜라겐임을 고려하여 5~6g 정도를 섭취하는 것이 좋습니다. 각종 연구를 통해 제시된 하루 최대 섭취량은 20g 정도 이기에 각자 자신에게 적합하게 용량을 조절해 보세요.

3) 콜라겐 타입

이전에 콜라겐의 효능에서 살펴본 것처럼 피부와 골격근계 효능을 위해 콜라겐을 섭취할 경우, 타입1 콜라겐이 풍부한 콜라겐 제품을 섭취하는 것이 좋습니다. 제품을 살필 때 콜라겐 타입에 대한 정보까지는 얻기 힘들기 때문에, 어디서 추출한 콜라겐인지 살피는 것이 도움이 됩니다.

아래는 어류 콜라겐에 대한 분석이 담긴 논문입니다. 논문에서는 “최근의 연구는 생선 비늘에서 얻은 콜라겐이 타입1 콜라겐의 특성인 두개의 알파1체인과 알파2체인으로 구성되었다고 말한다.” 고 이야기합니다. 즉, 생선 비늘에서 얻은 저분자 피쉬 콜라겐을 섭취하는 것이 도움이 되는 것입니다. 

“어류 콜라겐 : 추출, 특성, 그리고 생체재료 공학에의 적용” 

4) 시너지 원료

마지막 기준은 부원료들과 콜라겐의 시너지가 있는지 살피는 것입니다. 콜라겐과 함께 섭취하면 좋은 대표적인 원료는 비타민C와 아연이 있습니다. 

Regulation of collagen biosynthesis by ascorbic acid: a review. Yale J Biol Med. 1985 Nov-Dec;58(6):553-9 

비타민 C는 체내에서 콜라겐이 합성될 때 보조효소 역할을 하며 필수적으로 사용됩니다. 위에서 설명한 적 있는 콜라겐을 특정짓는 아미노산, 하이드록시프롤린(Hyp)가 비타민C의 도움으로 생성됩니다. 때문에 반드시 콜라겐과 함께 섭취해야 하는 성분이라고 할 수 있습니다. 

Influence of zinc on synthesis and the accumulation of collagen in early granulation tissue. Surgery, Gynecology & Obstetrics. 1981 Mar;152(3):323-326

아연은 위 논문에서 말하듯 조직에서 콜라겐의 분해를 늦춰주는 효과가 있는 것으로 잘 알려져 있습니다.

5. 마치며

이번 게시물에서는 피부 노화를 막아주는 성분 콜라겐에 대해 깊이 파헤쳐 보았습니다. 콜라겐은 특별한 부작용이 있지 않지만 개인차에 따라 복부 팽만, 소화 장애 등을 경험하기도 합니다. 또한 알러지가 있으신 분이 있을 수 있으니, 성분 목록표를 꼭 잘 확인하고 섭취하시는 것을 권고드립니다. 신장 질환 등으로 아미노산 대사에 장애가 있으신 분들 역시 섭취 전 본인의 병력을 가지고 의사, 약사 등의 전문가와 상담하셔야 합니다. 콜라겐은 여러 목적의 관리에 도움을 줄 수 있지만, 치료제는 아닙니다. 병이 있다면 전문 약물과 의술로 치료하는 것임을 반드시 기억해주세요.

참고문헌

1. An overview of the beneficial effects of hydrolysed collagen intake on joint and bone health and on skin ageing. Nutr Hosp. 2015 Jul 18;32 Suppl 1:62-6. Spanish.

2. The Relationship Between Wrinkle Depth and Dermal Thickness in the Forehead and Lateral Canthal Region. Arch Dermatol.

3. Oral Ingestion of Collagen Hydrolysate Leads to the Transportation of Highly Concentrated Gly-Pro-Hyp and Its Hydrolyzed Form of Pro-Hyp into the Bloodstream and Skin. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017. 65 (11), 2315-2322

4. Effects of hydrolyzed collagen supplementation on skin aging: a systematic review and meta-analysis. Int J Dermatol. 2021 Dec;60(12):1449-1461

5. A Collagen Supplement Improves Skin Hydration, Elasticity, Roughness, and Density: Results of a Randomized, Placebo-Controlled, Blind Study. Nutrients. 2019 Oct 17;11(10):2494

6. Collagen peptide supplementation in combination with resistance training improves body composition and increases muscle strength in elderly sarcopenic men: a randomised controlled trial. Br J Nutr. 2015 Oct 28;114(8):1237-45

7. Prolonged Collagen Peptide Supplementation and Resistance Exercise Training Affects Body Composition in Recreationally Active Men. Nutrients. 2019 May 23;11(5):1154

8. The effects of collagen peptide supplementation on body composition, collagen synthesis, and recovery from joint injury and exercise: a systematic review. Amino Acids. 2021 Oct;53(10):1493-1506

9. Absorption and Urinary Excretion of Peptides after Collagen Tripeptide Ingestion in Humans. Biol Pharm Bull. 2016;39(3):428-34

10. Dose-dependent changes in the levels of free and peptide forms of hydroxyproline in human plasma after collagen hydrolysate ingestion. Food Chem. 2014 Sep 15;159:328-32

11. Fish Collagen: Extraction, Characterization, and Applications for Biomaterials Engineering. Polymers (Basel). 2020 Sep 28;12(10):2230

12. Regulation of collagen biosynthesis by ascorbic acid: a review. Yale J Biol Med. 1985 Nov-Dec;58(6):553-9

13. Influence of zinc on synthesis and the accumulation of collagen in early granulation tissue. Surgery, Gynecology & Obstetrics. 1981 Mar;152(3):323-326

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