국산 고구마 '통채루' 잎·줄기, 근력 개선 효과 있어

다음은 대한민국 정부 부처에서 발표한 보도자료 '국산 고구마 '통채루' 잎·줄기, 근력 개선 효과 있어'에 대한 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

농촌진흥청은 2025년 9월 15일, 국산 채소용 고구마 품종인 '통채루'의 잎과 줄기(지상부) 추출물이 근력 개선에 탁월한 효과가 있음을 과학적으로 입증했다고 발표했습니다. 이번 연구는 근육세포 및 동물실험을 통해 '통채루' 추출물이 근육 분해를 억제하고 근육 생성을 촉진하는 이중 작용 메커니즘을 가짐을 밝혀냈습니다. 특히, 근감소증이 유도된 동물 모델에서 악력이 20.9% 향상되고, 장딴지근과 대퇴사두근의 근육 단면적이 각각 14.8%, 최대 41.5% 증가하는 유의미한 결과를 보였습니다. 농촌진흥청은 이 연구 결과를 바탕으로 2024년 '고구마순 추출물을 포함하는 근육질환 예방, 개선 또는 치료용 조성물' 특허를 출원하며, 고령화 시대의 주요 건강 문제인 근감소증 예방 및 관리를 위한 새로운 기능성 소재 개발 가능성을 제시했습니다.

2. 주요 내용

• 근력 개선 효과 및 이중 작용 메커니즘 확인: 농촌진흥청 국립식량과학원 발효가공식품과 연구진은 국산 채소용 고구마 품종인 '통채루'(2020년 개발)의 잎과 줄기 추출물이 근력 개선에 효과적임을 확인했습니다. 세포 실험에서 근육세포 생성에 관여하는 단백질(MEF2, MyoD) 발현은 증가시키고, 근육세포 분해에 관련된 단백질(Atrogin-1, MuRF-1) 발현은 억제하는 이중 작용을 통해 근력 개선이 이루어짐을 밝혔습니다. 이는 근감소증 예방 및 관리에 중요한 과학적 근거를 제공합니다.

• 구체적인 근력 및 근육량 증가 효과 입증: 근감소를 유도한 동물실험에서 '통채루' 추출물을 투여한 결과, 근위축으로 감소했던 제지방량(체중에서 체지방을 뺀 나머지 무게로 주로 근육, 뼈 등으로 구성됨) 비율이 정상군에 가까운 수준으로 회복되었습니다. 특히, 근감소 대조군에 비해 악력(쥐는 힘)이 20.9% 향상되었으며, 장딴지근과 대퇴사두근의 근육 단면적(CSA, cross-sectional area)은 각각 14.8%, 41.5% 증가하는 등 근육량 증대 효과가 명확하게 나타났습니다.

• 근육 손상 지표 유의미한 감소: '통채루' 추출물 투여군은 근육 손상을 나타내는 주요 지표인 젖산탈수소효소(LDH, Lactate Dehydrogenase) 수치가 34.7%, 크레아틴 인산화효소(CPK, Creatine Phosphokinase) 수치가 23.4% 감소했습니다. 이는 추출물이 근육 손상을 효과적으로 완화하고 근육 건강을 보호하는 데 기여함을 의미하며, 운동 후 근육 회복에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.

• 근육 단백질 발현 조절을 통한 근육 건강 증진: 연구 결과, 근육 분해와 관련된 마커 단백질인 Atrogin-1, MuRF-1, ubiquitin의 발현은 대조군보다 유의하게 감소했습니다. 반대로 근육 합성과 관련된 단백질인 MHC(Myosin Heavy Chain), MyoD, MyoG(Myogenin)의 발현은 증가하여, '통채루' 추출물이 근육의 이화작용(분해)을 억제하고 동화작용(합성)을 촉진함으로써 근육의 항상성을 유지하고 근육량을 효과적으로 늘리는 데 기여함을 확인했습니다.

• 안전성 및 기존 기능성 소재와의 유사성: '통채루' 잎과 줄기 추출물은 세포 독성 평가(in vitro)에서 시험 농도에서 독성을 보이지 않아 안전성을 확보했습니다. 또한, 근력 개선 기능성을 인정받은 개별인정원료인 오미자 추출물과 비교했을 때, 유사한 수준의 근력 개선 효과를 보여 새로운 기능성 소재로서의 높은 잠재력을 입증했습니다. 이는 '통채루' 추출물이 안전하면서도 효과적인 근감소증 예방 및 개선 소재로 활용될 수 있음을 시사합니다.

• 연구 결과 특허 출원 완료: 농촌진흥청은 이번 연구 결과를 바탕으로 2024년에 '고구마순 추출물을 포함하는 근육질환 예방, 개선 또는 치료용 조성물'이라는 명칭으로 특허(출원번호 10-2024-0084174)를 출원했습니다. 이는 '통채루' 잎과 줄기 추출물의 독점적인 활용 가능성을 확보하고, 향후 산업화를 위한 중요한 기반을 마련한 것입니다.

3. 배경 및 목적

대한민국은 급격한 고령화 사회로 진입하면서 근육량, 근력, 근 기능이 모두 감소하는 '근감소증(Sarcopenia)'이 심각한 사회적 문제로 대두되고 있습니다. 근감소증은 단순히 노화 현상을 넘어 신체 활동량 저하, 영양 불균형, 만성질환 등이 복합적으로 작용하여 발생하며, 노년기 건강을 심각하게 위협하고 낙상, 골절, 신체 기능 저하, 사망률 증가의 주요 원인이 됩니다. 이러한 배경 속에서 농촌진흥청은 국민 건강 증진과 농업 분야의 새로운 부가가치 창출이라는 두 가지 중요한 목적을 가지고 이번 연구를 추진했습니다.

구체적인 목적은 다음과 같습니다. 첫째, 국내에서 개발된 농산물 품종인 '통채루'의 잠재적 기능성을 탐색하고, 특히 고령화 시대에 필요한 근감소증 예방 및 개선에 효과적인 기능성 소재를 발굴하는 것입니다. 둘째, 이를 통해 국민의 건강한 노년 생활을 지원하고 삶의 질을 향상시키는 데 기여하는 것입니다. 셋째, '통채루'의 잎과 줄기 등 기존에 활용도가 낮았던 부위의 가치를 재조명하여 농가 소득 증대 및 농업 경쟁력 강화에 이바지하는 것입니다. 이 연구는 국내 농산물을 활용한 건강기능식품 및 의약품 소재 개발의 과학적 기반을 마련하는 데 필수적인 과정으로 인식되었습니다.

4. 세부 추진 내용

이번 연구는 농촌진흥청 산하 국립식량과학원 발효가공식품과 연구진이 주도하여 진행되었습니다. 연구는 크게 세포 실험(in vitro)과 동물 실험(in vivo)의 두 단계로 나누어 '통채루' 지상부(잎, 잎자루, 줄기) 추출물의 근력 개선 효과를 다각적으로 검증했습니다.

세포 실험 단계에서는 근육세포(C2C12 cell)에 '통채루' 잎과 줄기 추출물을 처리하여 근육 분해 및 생성과 관련된 유전자 및 단백질 발현 변화를 분석했습니다. 구체적으로 Atrogin-1, MuRF1(Muscle Ring Finger 1)의 mRNA 발현 감소와 MEF2(Myocyte Enhancer Factor 2), MyoD 발현 증가를 확인하여 근육 생성 촉진 및 분해 억제 메커니즘을 규명했습니다. 또한, C2C12 세포를 이용한 독성 평가를 통해 시험 농도에서 추출물의 안전성을 확보했습니다.

동물 실험 단계에서는 8주령 수컷 마우스를 대상으로 근감소증을 유도한 후, '통채루' 추출물을 저농도(T200, 200mg/kg)와 고농도(T400, 400mg/kg)로 경구 투여했습니다. 양성 대조군으로는 근력 개선 기능성을 인정받은 오미자 추출물(S200, 200mg/kg)을 사용했습니다. 투여 후 마우스의 악력, 제지방량 비율, 근육 손상 지표(혈청 LDH, CPK), 장딴지근과 대퇴사두근의 근육 단면적(CSA) 변화를 측정했습니다. 또한, 근육 조직에서 근육 분해 관련 단백질(atrogin-1, MuRF-1)과 근육 합성 관련 단백질(MHC, MyoD, MyoG)의 발현 변화를 분석하여 추출물의 생체 내 효과를 면밀히 검증했습니다. 이 연구는 2020년에 개발된 채소용 고구마 품종인 '통채루'를 시료로 사용했으며, 2024년에 연구 결과를 바탕으로 특허를 출원하는 등 체계적인 과정을 거쳤습니다.

5. 기대 효과

이번 연구 결과는 고령화 사회의 주요 건강 문제인 근감소증 예방 및 관리에 획기적인 기여를 할 것으로 기대됩니다. 첫째, '통채루' 잎과 줄기 추출물이 근력 개선 및 근육량 증대에 효과적임이 입증됨으로써, 노년층을 포함한 전 국민의 건강 증진과 삶의 질 향상에 크게 기여할 수 있습니다. 특히, 근감소증으로 인한 신체 기능 저하와 사망률 증가를 억제하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

둘째, '통채루' 잎과 줄기가 새로운 기능성 소재로 개발될 경우, 건강기능식품, 의약품, 사료 등 다양한 산업 분야에서 고부가가치 제품을 창출할 수 있습니다. 이는 국내 농산물을 활용한 바이오 산업의 경쟁력을 강화하고, 관련 시장을 확대하는 데 기여할 것입니다. 셋째, 기존에 활용도가 낮았던 '통채루'의 지상부(잎, 줄기)를 활용함으로써 '통채루' 재배 농가에 새로운 소득원을 제공하고, 농업의 부가가치를 높여 농가 경제 활성화에 이바지할 것으로 예상됩니다. 마지막으로, 국내 농산물의 기능성을 과학적으로 규명하고 특허를 확보함으로써, 국내 농업 기술의 우수성을 대외적으로 알리고 지속적인 연구 개발의 기반을 마련하는 효과도 기대됩니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청은 이번 연구 결과를 바탕으로 '통채루' 잎과 줄기 추출물의 근력 개선 효능을 더욱 심화하고 상용화를 위한 구체적인 계획을 추진할 예정입니다. 첫째, 발효 기술 접목 등 추가적인 연구를 통해 '통채루' 추출물의 효능을 극대화하고, 작용 메커니즘에 대한 과학적 근거 자료를 더욱 확보할 것입니다. 이를 위해 다양한 조건에서의 임상 연구를 포함한 데이터 구축을 강화하여 인체 적용 가능성을 검증할 계획입니다.

둘째, 확보된 과학적 근거를 바탕으로 '통채루' 잎과 줄기를 활용한 다양한 기능성 소재 개발을 지속적으로 이어갈 것입니다. 이는 근력 개선뿐만 아니라 다른 건강 기능성까지 탐색하여 소재의 활용 범위를 넓히는 것을 포함합니다. 셋째, 특허 출원된 기술을 기반으로 산업체와의 연계를 강화하여 건강기능식품, 의약품, 사료 등 실제 제품 개발 및 시장 출시를 적극적으로 지원할 예정입니다. 이를 통해 국내 농산물의 부가가치를 높이고, 국민 건강 증진에 실질적으로 기여하는 성과를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.