- 닥터오라클 권한솔 학술연구원

(서울대학교 생명과학과 석사)

글리시레티닉애씨드 

그림 1. 감초 도감도

글리시레티닉애씨드는 감초(Licorice; Glycyrrhiza glabra)에서 추출한 물질로 식물성 성분입니다. 피부 컨디셔닝 목적으로 사용 적합하며, 피부 활력 부여에 도움을 줍니다. 감초 뿌리에 배당체 글리시리진(Glycyrrhizin)으로서 포함되어 있으며, 섭취 시 내장이나 간에서 베타-디-글루코시다아제(beta-D-glucosidase)에 의해 글리시레티닉애씨드(glycyrrhetinic acid)로 분해되기도 합니다.

그림 2. 감초뿌리의 구성분 6가지 입자와 그들의 상관관계 (Shan et al. 2017).

위 그림에서 확인 할 수 있는 것 처럼, 글리시레티닉애씨드는 글리시리진의 효소대사기전을 통해 얻으며, 글리시리진의(Glycyrrhizin) 표기명은 하기와 같습니다:

1) Glycyrrhizic acid – 글리시리직애씨드

2) Glycyrrhizin - 글리시리진

3) Glycyrrhizinic acid – 글리시르지닉애씨드

그림 3. 감초 뿌리 

글리시리지닉애씨드는 트리테르페노이드사포닌(triterpene saponin)으로 식물성 대사물이기도 합니다. 감초 뿌리 추출물은 예로부터 항산화제, 항염, 그리고 진정효과로 사용되어져 왔습니다. 감초에서 추출한 Licochalcone-A로서 항암, 항균, 항바이러스를 비롯한 말라리아 치료제로서도 사용되었습니다. 항염제로서도 사용되어지기도 하며 대사작용의 부산물로서 글리시레티닉애시드를 생성하기도 합니다.

이렇게 생성된 글리시레티닉애시드는 11-beta-hydroxysteroid dehydrogenase를 비롯한 코르티코스테로이드(corticosteroid)의 대사과정의 작용체를 억제함으로 코르티코스테로이드 생성을 억제합니다. 코르티코스테로이드는 지질로서 스테로이드의 기본 구조 화합물인데, 여러 스트레스 반응, 면역 반응, 염증 억제, 탄수화물 대사, 단백질 분해 대사, 혈액 내 전해질 레벨 조절 등 생체 내 여러 생리 과정에 관여합니다. 하지만 글리시레티닉애시드의 억제 작용으로 인하여 스테로이드로 인한 여러 기전들 또한 저해 되는데, 상피(epidermal layer)에 면역 반응 억제로 항염 작용을 하여 주기도 하여 화장품 원료로서 활용되어 지기도 합니다  

그림 4. 감초뿌리 농작물 

글리시레티닉애시드(GA)는 감초추출물 유효성분 중에서도 가장 우수한 항염 작용을 하며 여러 효능을 보유함으로 의약품과 화장품 제조에 사용되어져 왔습니다. 보통 감초에서 글리시레티닉애시드를 추출하는 과정은 농지에 큰 손상을 가한다고 하여, 탈-감초뿌리 글리시레티닉애시드 생성 관련 연구에 격차를 가하고 있는 실정입니다. 감초의 뿌리가 10미터 정도 자랐을 때에 뽑아, 토지에 큰 파괴를 일으키며 이렇게 얻은 뿌리에서 감초추출물을 분리한 글리시리진 성분을 산성-가수분해 반응(acid hydrolysis)을 통해 오로지 글리시레티닉애시드 성분만 추출합니다.  

감초 뿌리 추출물의 구성분으로 피부 진정 효과와 민감성 감소 효과로 예로부터 알려져 사용되어져 왔습니다. 감초 뿌리 추출물의 유효성분인 글리시레티닉애씨드는 항산화 작용의 효과도 있으며, 피부 미백과 고르지 못한 피부톤 개선의 효능이 있습니다.  

화장품으로서 건조하거나 손상된 피부결 개선을 위해 사용되며 각질 제거와 활력 재생등의 효과로 사용됩니다. 그리고 감초 특이적 향을 위해 사용 되어 지기도 합니다. 글리시레티닉애씨드 제품들은 보통 최고 2% 함량으로 출시 됩니다. Oral care(치약, 가글), 스킨 케어, 애프터썬케어, 애프터쉐이브 용도의 화장품의 주성분으로 흔히 사용됩니다. 화장품에 대하여는 해당 성분의 0.5%~1.0% 함량 사용을 권유 합니다. 글리시레티닉애씨드는 글리세롤, 에탄올에 쉽게 용해하여 따로 열을 가할 필요가 없습니다.  

브랜드 명에 차이가 있을 수도 있지만 이는 글리시레티닉애씨드입니다. 감초뿌리 추출물 유래 유효성분 유사체에는 총 4가지 성분이 있는데 그 중에서도 가장 효과적인 성분입니다.  

 표 1. 감초추출물에서 추출한 유효성분들로 각 브랜드명, 유효성분명(학명), 용해성, 용도. NATUREX 식품원료 제조회사에서
공개한 자료로 글리시레티닉애시드가 가장 높은 효율성을 보여준다.  

그림 5. 감초뿌리추출물에서 얻은 재료를 정화하여 얻은 4가지 화학정제물. 

NATUREX 식품원료 제조회사에서 공개한 자료로 각 성분을 보여준다. 

글리시리직애시드의 가수분해 산물인 글리시레티닉애시드는 11-beta-hydroxysteroid dehydrogenase(효소)의 억제를 통해 미네랄코티코이드 생성을 증가하며 각종 염증반응의 원인인 스트레스 호로몬 '코티졸'을 비활성화 '코티존'으로 변환함으로 항염작용이 뛰어납니다(Trotta et al 2002; Saeedi et al 2003; Zadeh et al. 2013; Xiaoying et al. 2017).  

화장품으로 사용하였을 시 피부 진정(anti-inflammatory)에 탁월하고, 피부 활력(skin rejuvenation) 등의 효과가 있습니다. 

 글리시레티닉애씨드의 구조는 코티솔과 유사하여 항염 효능의 원인이 될 수 있습니다. 또 코티솔의 불활성화를 억제하여 코티솔의 항염증 효능을 증가시킵니다.  

1. 글리시레티닉애씨드(Glycyrrhetinic acid) 원리 

18-beta-Glycyrrhetinic acid(enoxolone) 은 감초 추출물 유래 유효성분에서도 항염작용으로 가장 강력한 성분임을 1958년 Finney 연구로서 밝혔습니다 그 외에도 여러 의학 근거들이 글리시레티닉애씨드의 항염작용을 뒷바침합니다. 대표적으로 염증 유발 물질인 TNF-alpha를 효과적으로 감소하며, 그 감소한 수치를 글리시리진, DPG로 전처리한 세포와 비교하여도 가장 낮은 수치로 확인 되었습니다. 다른 실험으로는 염증 유발 물질들의 생성을 촉진하는 성분을 조절하는 NFkB의 활성도를 검증하는 연구로서, 글리세리틱애씨드에 노출된 세포들의 활성화된NFkB 곗수가 가장 낮은 수치로 확인되었으며, 이는 고농도 글리세리틱애씨드에 노출된 세포에서 가장 낮게 검출되었으며, 글리세리틱애씨드 대신 DPG나 글리시리진에 노출된 세포 비교하였을 때 가장 큰 차이를 확인 할 수 있었습니다. 살아있는 생명체에 한 실험(In vivo)으로 전처리 한 귀 조직에 조직 플라스미노겐 활성화 인자(TPA-tissue plasminogen activator)를 노출하여 인위적으로 유도하여 생성된 부종을 확인 하는 시험으로 부종 크기를 항염 효과 척도로 삼아 데이터 분석한 결과 때 고농도 글리시레티닉애씨드로 전처리한 귀 조직에서 가장 높은 항염효과를 확인 하였으며, 이를 글리시린과 DPG와 비교한 결과 항염효과가 가장 높았습니다. 이는 18-beta-glycyrrhetinic acid가 감초 추출물에서 가장 효과적인 유효성분임을 뒷바침하는 근거자료입니다. 

2. 글리시레티닉애씨드(Glycyrrhetinic acid) 효능 

 1) 피부 진정(soothing) 

2) 피부 활력(rejuvenating) 

3) 항산화(potent antidoxidant) 

4) 항염(anti-inflammatory) 

5) 항균/항바이러스(anti-bacterial, anti-viral)

6) 붓기 감소(swelling reduction)  

표 2. 대한화장품협회에 공식적으로 등록된 글리시레티닉애씨드 관한 내용입니다.  

최근 발표된 연구 결과에 따르면 감초 뿌리에서 추출한 글리시레티닉애씨드를 피부 표면에 발랐을 시(applied topically) 항염 작용하는 것이 확인 되었고, 글리시레티닉애씨드 2% 함유 크림(Atopiclair – containing hyaluronic acid, telmesteine, Vitis vinifera(grape), and 2% glycyrrhetinic acid)을 아토피 환자에게 5주에 걸쳐 실험한 결과 유효한 정도의 증상 개선량을 보였습니다. 

3. 글리시레티닉애씨드(Glycyrrhetinic acid) 부작용 

 FDA에서 안전하다 라는 뜻의 GRAS(generally recognized as safe)로 표기하며 2007년 International Journal Toxicology 발표된 final report on the safety assessment of golycyrrhetinic acid and salts 에도 안전한 성분으로 구분되었습니다. 1992년 야마무라 연구진 실험진이 시험관 실험 하여 돌연변이 유발성 물질이 아닌 것을 검증하였고, 토끼 피부에 시험 결과 무자극 성분으로 나타났으며, 100명의 사람에게 고유분자 6% 함량분의 접촉 민감성 시험 결과 항알러지 성분임이 검증되었습니다.  

2019년 Microbial Cell Factories에 발표된 연구로서 박테리아에서 글리시레티닉애시드 대량 추출 성공하여 탈-감초 글리시레티닉애씨드에 전망이 밝아졌습니다. 이 연구 자료에 의하면 합성 유전자인 GuCYB5를 합성한 S. cerevisie를 통해 글리시레티닉 애시드를 생성할 수 있으며, 이 과정을 최적화하여 글리시레티기애시드 생성과정의 효율성을 극대화하여 대량생산 할 수 있습니다. 해당 연구에서는 기존 GA 생성량을 630배 늘리는 효과를 볼 수 있었습니다. 사카로마이세스균으로 GA 생성, 및 최적화하여 대량생산을 가능하게 한 이 연구 발표는, GA 공급량 수요를 늘릴 수 있으며, 이로 토지 파괴 및 생태계 훼손을 초래하는 감초 뿌리 발굴과정 그리고 심각한 환경오염을 초래하는 감초뿌리추출물로부터 GA 분리과정중 하나인 산성-가수용해과정과도 같은 화학적 공정으로부터 대체할 미래의 환경친화적인 원료 생산 기법으로 떠오르고 있습니다 (Shen et al. 2019.)  

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참고문헌: 

NATUREX 천연원료제조사공개자료(https://www.in-cosmetics.com/__novadocuments/11181) 

Asl et al. 2008. Review of pharmacological effects of Glycyrrhiza sp. and its bioactive compounds. Phytotherapy Research: An International Journal Devoted to Pharmacological and Toxicological Evaluation of Natural Product Derivatives, 22(6), 709-724. 

Finney et al. 1958. The anti‐inflammatory activity of glycyrrhetinic acid and derivatives. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 10(1), 613-620. 

Saeedi et al. 2003. The treatment of atopic dermatitis with licorice gel. Journal of Dermatological Treatment, 14(3), 153-157. 

Shan et al. 2017. Influence of Jiegeng on Pharmacokinetic Properties of Flavonoids and Saponins in Gancao. Molecules Retreived from (https://www.mdpi.com/1420-3049/22/10/1587/htm) 

Tsukahara et al. 2005. Synthesis and Inhibitory Effect of Novel Glycyrrhetinic Acid Derivatives on IL-1β-Induced Prostaglandin E2 Production in Normal Human Dermal Fibroblasts. Chemical and pharmaceutical bulletin, 53(9), 1103-1110. 

Trotta et al. 2002. Elastic liposomes for skin delivery of dipotassium glycyrrhizinate. International journal of pharmaceutics, 241(2), 319-327. 

Xiaoying et al. 2017. Glycyrrhiza glabra (Licorice): ethnobotany and health benefits. In Sustained Energy for Enhanced Human Functions and Activity (pp. 231-250). Academic Press. 

Zadeh et al. 2013. Licorice (Glycyrrhiza glabra Linn) as a valuable medicinal plant. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 1(10), 1281-1288.