신장 건강과 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인의 역할 > 두드러기 칼럼

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신장은 수많은 미세혈관을 통해 혈액을 여과하고 체내 수분과 전해질, 노폐물을 조절하는 장기입니다. 신장의 미세혈관과 혈관 내피 기능이 떨어지면 혈류와 여과 기능이 변하고, 염증반응과 활성산소·산화스트레스가 증가하면서 신장 기능에도 영향을 줄 수 있습니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 혈관 내피와 신장 혈류, 염증반응, 활성산소와 산화스트레스에 각각 작용합니다.

건강검진에서 크레아티닌이나 사구체여과율 이야기를 듣기 전까지는 신장을 크게 의식하지 않는 경우가 많습니다.

하지만 신장은 하루 종일 많은 양의 혈액을 받아 필요한 물질은 다시 흡수하고 노폐물은 소변으로 내보내는 일을 계속하고 있습니다.

1. 신장은 어떤 장기일까요?

신장의 기본 단위는 네프론(nephron)입니다.

네프론 안에는 모세혈관이 실타래처럼 모여 있는 사구체(glomerulus)가 있고, 이곳에서 혈액의 여과가 시작됩니다.

따라서 신장 건강은 신장세포만의 문제가 아니라 사구체와 주변 미세혈관, 혈관 내피의 상태와도 밀접하게 연결됩니다.

2. 신장은 왜 미세혈관이 중요할까?

신장은 혈액을 걸러야 하는 장기이기 때문에 매우 많은 혈관이 분포합니다.

사구체 안에는 가느다란 모세혈관이 촘촘하게 모여 있습니다.

혈액이 이곳을 통과하면서 수분과 전해질, 포도당, 노폐물 등이 여과되고 이후 세뇨관에서 필요한 물질은 다시 흡수됩니다.

이 과정에서 혈관 내피(endothelium)는 혈관 안쪽을 덮으면서 혈관의 수축과 이완, 투과성, 염증세포의 이동을 조절합니다.

혈관 내피 기능이 안정적으로 유지돼야 신장 미세혈관으로 혈액이 원활하게 공급되고 사구체의 여과 기능도 유지됩니다.

3. 신장의 혈관 내피가 손상되면 어떤 일이 생길까?

고혈압이나 고혈당이 오랫동안 지속되면 신장의 작은 혈관에도 부담이 가해집니다.

혈관 내피 기능이 떨어지면 혈관을 이완시키는 산화질소(nitric oxide, NO)의 이용도 감소하고 혈관 수축과 염증반응이 증가할 수 있습니다.

혈관벽의 투과성이 달라지면 사구체 여과 장벽에도 영향을 줍니다.

사구체 여과 장벽의 기능이 떨어지면 혈액에 남아 있어야 할 알부민이 소변으로 빠져나가는 알부민뇨가 나타날 수 있습니다.

신장의 미세혈관이 지속적으로 손상되면 조직으로 공급되는 산소도 줄어들 수 있습니다.

미세혈관 손상

↓

혈관 내피 기능 저하

↓

산화질소 감소·혈관반응 변화

↓

신장 혈류와 산소 공급 감소

↓

염증반응·산화스트레스 증가

↓

사구체와 세뇨관 손상

↓

여과 기능 변화

4. 신장에서는 왜 염증반응이 중요할까?

신장 조직이 반복적으로 손상되면 대식세포(macrophage)를 비롯한 염증세포가 신장 조직으로 들어옵니다.

이 과정에서 종양괴사인자 알파(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α), 인터루킨-1베타(interleukin-1 beta, IL-1β), 인터루킨-6(interleukin-6, IL-6) 같은 염증성 사이토카인이 증가합니다.

염증반응이 오랫동안 지속되면 사구체와 세뇨관 주변 조직에도 영향을 주고 섬유화 반응이 증가할 수 있습니다.

신장 섬유화(renal fibrosis)는 정상 조직이 점차 섬유성 조직으로 바뀌는 과정입니다.

이러한 변화가 계속되면 정상적으로 기능할 수 있는 신장 조직이 점차 줄어들게 됩니다.

5. 신장에서는 왜 산화스트레스가 증가할까?

신장은 혈류량이 많고 에너지 소비도 많은 장기입니다.

고혈당, 고혈압, 허혈, 약물이나 여러 대사 이상으로 신장세포가 스트레스를 받으면 활성산소(reactive oxygen species, ROS)가 증가합니다.

활성산소가 체내 항산화 능력보다 많아지면 산화스트레스(oxidative stress)가 증가합니다.

산화스트레스는 혈관 내피와 사구체, 세뇨관 세포에 영향을 주고 염증반응도 증가시킵니다.

혈관 내피 손상

→ 활성산소 증가

→ 산화스트레스 증가

→ 염증성 사이토카인 증가

→ 신장세포 손상

→ 섬유화

이러한 변화들이 서로 영향을 주면서 신장 기능 변화로 이어질 수 있습니다.

6. 신장 기능 저하는 어떤 질환과 연결될까?

신장은 혈압과 혈당의 영향을 많이 받는 장기입니다.

고혈압이 오래 지속되면 사구체와 신장 미세혈관에 높은 압력이 반복적으로 전달되면서 혈관벽과 여과 구조에 부담이 커집니다.

당뇨병에서는 높은 혈당이 오랜 기간 지속되면서 사구체 모세혈관과 혈관 내피, 세뇨관에 영향을 줍니다.

이러한 변화가 지속되면 당뇨병성 신장질환(diabetic kidney disease)과 고혈압성 신장질환으로 이어질 수 있습니다.

신장의 구조적 손상이나 사구체여과율 감소가 장기간 지속되는 상태를 만성콩팥병(chronic kidney disease, CKD)이라고 합니다.

신장 기능 저하가 진행되면 체내 수분과 전해질 조절, 노폐물 배출에도 영향을 주고 혈압과 심혈관계에도 부담을 줄 수 있습니다.

고혈압·고혈당·대사 이상

↓

신장 미세혈관 부담

↓

혈관 내피 기능 저하

↓

염증반응·산화스트레스 증가

↓

사구체·세뇨관 손상

↓

알부민뇨·사구체여과율 감소

↓

만성콩팥병

7. 헤스페리딘은 신장의 염증반응과 산화스트레스에 어떻게 작용할까?

헤스페리딘은 감귤류에 많이 들어 있는 플라바논 성분입니다.

급성 신장손상 동물연구에서 헤스페리딘은 신장 조직의 활성산소와 지질과산화를 감소시키고 항산화 효소의 활성을 증가시켰습니다.[1]

종양괴사인자 알파와 백혈구 유입 등 염증 관련 지표도 감소했습니다.[1]

또 신장 조직의 산화질소가 증가하고 혈중 요소질소(blood urea nitrogen, BUN)와 크레아티닌(creatinine) 등 신장 기능 관련 지표도 개선됐습니다.[1]

헤스페리딘은 신장 손상에서 활성산소와 산화스트레스, 염증성 사이토카인과 염증세포 유입, 산화질소에 작용합니다.[1]

8. 퀘르세틴은 신장 혈관 내피에 어떻게 작용할까?

퀘르세틴은 양파와 사과 등에 들어 있는 플라보놀 성분입니다.

만성 신부전 동물모델과 혈관 내피세포 연구에서 퀘르세틴은 혈관 내피 손상과 산화질소 관련 신호에 작용했습니다.[2]

퀘르세틴 투여 후 산화질소와 내피 산화질소 합성효소(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)가 증가하고 인산화 내피 산화질소 합성효소(p-eNOS)도 증가했습니다.[2]

혈관 내피세포의 세포사멸은 감소하고 세포 증식은 증가했습니다.[2]

또 고농도 포도당으로 신장 손상 환경을 만든 메산지움세포(mesangial cell) 연구에서는 퀘르세틴 처리 후 종양괴사인자 알파와 말론디알데히드(malondialdehyde, MDA), 형질전환성장인자 베타1(transforming growth factor beta 1, TGF-β1)이 감소했습니다.[3]

신장 섬유화에 관여하는 SMAD2·SMAD3·SMAD4 관련 신호도 감소했습니다.[3]

퀘르세틴은 혈관 내피와 산화질소, 신장세포의 염증반응과 산화스트레스, 섬유화 관련 신호에 작용합니다.[2,3]

9. 올레유로페인은 신장 혈류와 산화스트레스에 어떻게 작용할까?

올레유로페인은 올리브잎과 올리브 열매에 들어 있는 폴리페놀 성분입니다.

신장의 혈류를 일시적으로 차단했다가 다시 공급하는 허혈-재관류 신장손상 동물연구에서 올레유로페인을 투여한 결과 혈중 크레아티닌과 요소, 요산이 감소했습니다.[4]

신장 조직의 항산화 능력은 증가하고 염증 관련 지표는 감소했습니다.[4]

또 에너지 대사와 혈관 기능에 관여하는 AMP 활성 단백질인산화효소(AMP-activated protein kinase, AMPK)와 내피 산화질소 합성효소의 발현이 증가했습니다.[4]

요관 폐쇄로 신장손상을 유도한 연구에서는 올레유로페인 투여 후 신장 혈류가 증가하고 종양괴사인자 알파와 말론디알데히드가 감소했습니다.[5]

초과산화물 불균등화효소(superoxide dismutase, SOD)와 글루타티온 과산화효소(glutathione peroxidase, GPx) 같은 항산화 효소도 증가했습니다.[5]

올레유로페인은 신장 혈류와 내피 산화질소 합성효소, 염증반응, 활성산소와 산화스트레스에 작용합니다.[4,5]

10. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 신장 건강에서 어디에 작용할까?

신장은 미세혈관과 사구체를 통해 혈액을 여과하기 때문에 혈관 내피 기능과 혈류가 중요합니다.

고혈압·고혈당·대사 이상이나 여러 손상이 반복되면 혈관 내피 기능이 떨어지고 활성산소와 염증반응이 증가합니다.

이러한 상태가 지속되면 사구체와 세뇨관 손상, 섬유화와 신장 기능 변화로 이어질 수 있습니다.

헤스페리딘은 신장 조직의 염증성 사이토카인과 활성산소·산화스트레스, 산화질소에 작용합니다.[1]

퀘르세틴은 혈관 내피와 내피 산화질소 합성효소·산화질소, 신장세포의 염증반응과 섬유화 관련 신호에 작용합니다.[2,3]

올레유로페인은 신장 혈류와 내피 산화질소 합성효소, 염증반응과 산화스트레스에 작용합니다.[4,5]

신장 기능이 변하는 과정을 세 성분과 함께 보면 다음과 같습니다.

고혈압·고혈당·대사 이상

↓

신장 미세혈관 부담

↓

혈관 내피 기능 저하

↓

산화질소 감소·혈류 변화

↓

활성산소·산화스트레스 증가

↓

염증성 사이토카인 증가

↓

사구체·세뇨관 손상

↓

섬유화·여과 기능 변화

세 성분은 서로 같은 부위에만 작용하는 것이 아닙니다.

헤스페리딘은 염증반응과 산화스트레스, 산화질소에 작용하고, 퀘르세틴은 혈관 내피와 산화질소, 염증반응과 섬유화 신호에 작용합니다. 올레유로페인은 신장 혈류와 내피 산화질소 합성효소, 염증반응과 산화스트레스에 작용합니다.[1-5]

11. 정리하면

신장은 혈액을 여과하는 장기이면서 수많은 미세혈관으로 이루어진 장기입니다.

그래서 신장 건강에서는 사구체와 세뇨관뿐 아니라 미세혈관과 혈관 내피의 상태가 중요합니다.

혈관 내피 기능이 떨어지고 미세혈관의 혈류와 산소 공급이 감소하면 활성산소와 산화스트레스가 증가할 수 있습니다.

여기에 대식세포와 염증성 사이토카인이 증가하면 사구체와 세뇨관 손상, 신장 섬유화로 이어질 수 있습니다.

헤스페리딘은 신장 조직의 염증반응과 활성산소·산화스트레스, 산화질소에 작용합니다.[1]

퀘르세틴은 혈관 내피와 내피 산화질소 합성효소·산화질소, 신장세포의 염증반응과 섬유화 관련 신호에 작용합니다.[2,3]

올레유로페인은 신장 혈류와 내피 산화질소 합성효소, 염증반응과 산화스트레스에 작용합니다.[4,5]

따라서 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 신장 건강에서 미세혈관과 혈관 내피, 신장 혈류, 염증반응, 활성산소와 산화스트레스의 여러 단계에 각각 작용합니다.[1-5]

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FAQ

Q. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 신장 건강에서 어떤 부분에 작용하나요?

신장은 많은 미세혈관을 통해 혈액을 공급받고 사구체에서 혈액을 여과합니다.

신장 미세혈관과 혈관 내피 기능이 떨어지면 산화질소와 혈류가 감소하고 염증반응과 산화스트레스가 증가할 수 있습니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 혈관 내피와 산화질소, 신장 혈류, 염증성 사이토카인, 활성산소와 산화스트레스에 각각 작용합니다.[1-5]

Q. 세 성분은 신장의 미세혈관에도 작용하나요?

신장의 미세혈관은 사구체 여과와 신장 조직의 산소 공급에 중요한 역할을 합니다.

퀘르세틴은 혈관 내피세포에서 내피 산화질소 합성효소와 산화질소에 작용했고, 올레유로페인은 신장손상 동물연구에서 신장 혈류와 내피 산화질소 합성효소에 작용했습니다.[2,4,5]

헤스페리딘도 신장 조직의 산화질소와 산화스트레스에 작용했습니다.[1]

Q. 세 성분은 신장의 염증반응과 산화스트레스에 어떻게 작용하나요?

신장 조직이 손상되면 활성산소와 염증성 사이토카인이 증가하고 항산화 방어 능력이 떨어질 수 있습니다.

헤스페리딘은 활성산소와 종양괴사인자 알파, 염증세포 유입을 감소시켰습니다.[1]

퀘르세틴은 종양괴사인자 알파와 말론디알데히드, 섬유화 관련 TGF-β1 신호를 감소시켰습니다.[3]

올레유로페인은 종양괴사인자 알파와 산화스트레스 지표를 감소시키고 항산화 효소의 활성을 증가시켰습니다.[4,5]

Q. 세 성분은 신장 섬유화에도 작용하나요?

신장의 염증과 산화스트레스가 장기간 지속되면 섬유화 관련 신호가 증가합니다.

퀘르세틴을 이용한 신장 메산지움세포 연구에서는 TGF-β1과 SMAD2·SMAD3·SMAD4 같은 섬유화 관련 신호가 감소했습니다.[3]

헤스페리딘과 올레유로페인도 신장 손상에서 염증반응과 산화스트레스, 조직 손상에 작용했습니다.[1,4,5]

Q. 신장 건강에서 세 성분을 함께 보는 이유는 무엇인가요?

신장 기능 변화에는 한 가지 과정만 관여하지 않습니다.

미세혈관과 혈관 내피 기능, 신장 혈류, 염증성 사이토카인, 활성산소와 산화스트레스, 섬유화가 서로 영향을 줍니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 여러 단계에 각각 작용하기 때문에 신장의 혈관반응과 염증반응, 산화스트레스를 함께 볼 수 있습니다.

관련 논문

[1] Sahu BD, et al.

Hesperidin attenuates cisplatin-induced acute renal injury by decreasing oxidative stress, inflammation and DNA damage.

Phytomedicine. 2013

급성 신장손상 동물모델에서 헤스페리딘 투여 후 활성산소와 지질과산화, 종양괴사인자 알파와 염증세포 유입이 감소하고 항산화 지표와 신장 조직의 산화질소, 신장 기능 관련 지표가 개선됐습니다.

[2] Chen J, et al.

Quercetin regulates vascular endothelium function in chronic renal failure via modulation of Eph/Cav-1 signaling.

Drug Development Research. 2022

만성 신부전 동물모델과 혈관 내피세포 연구에서 퀘르세틴 투여 후 혈관 내피 손상이 감소하고 산화질소·내피 산화질소 합성효소·인산화 내피 산화질소 합성효소가 증가했습니다.

[3] Widowati W, et al.

Quercetin prevents chronic kidney disease on mesangial cells model by regulating inflammation, oxidative stress, and TGF-β1/SMADs pathway.

PeerJ. 2022

고농도 포도당으로 신장 손상 환경을 만든 메산지움세포에서 퀘르세틴 처리 후 종양괴사인자 알파, 말론디알데히드, TGF-β1과 SMAD2·SMAD3·SMAD4가 감소했습니다.

[4] Nasrallah H, et al.

Effect of oleuropein on oxidative stress, inflammation and apoptosis induced by ischemia-reperfusion injury in rat kidney.

Life Sciences. 2020

신장 허혈-재관류 손상 동물모델에서 올레유로페인 투여 후 크레아티닌·요소·요산과 염증 관련 지표가 감소하고 항산화 능력과 AMPK·내피 산화질소 합성효소 관련 지표가 증가했습니다.

[5] Kaeidi A, et al.

The effect of oleuropein on unilateral ureteral obstruction induced-kidney injury in rats: the role of oxidative stress, inflammation and apoptosis.

Molecular Biology Reports. 2020

요관 폐쇄로 신장손상을 유도한 동물모델에서 올레유로페인 투여 후 신장 혈류가 증가하고 종양괴사인자 알파와 산화스트레스 지표, 신장 조직 손상이 감소했으며 항산화 효소가 증가했습니다.