“근감소증 치료의 새로운 접근: 운동 유도 약물치료”

한국보건산업진흥원의 바이오헬스산업 브리프에 게재된 제약바이오산업단 김민석 님 외 2인이 작성하신 “근감소증 치료의 새로운 접근: 운동 유도 약물치료”를 전송드립니다.

근감소증은 주로 노화，신체활동부족，영양불균형 등의 복합적인 요인으로 인해 발생하는 골격근 손실의 일종으로 근육량, 근육의 질, 근력 등이 점진적으로 감소하는 특징을 가지고 있습니다. 

고령층에서 특히 높은 유병률을 보이는 것으로 알려져 있으며  근감소증이 진행되면 낙상 및 골절 위험, 신체기능저하, 대사질환 위험증가 등 다양한 건강문제로 이어질 수 있으므로 조기진단 및 예방이 중요합니다.

근감소증 치료는 근력강화운동, 단백질 및 영양보충제 섭취, 생활습관 개선 및 교육, 인식제고 등 운동, 물리치료, 영양 중심의 비약물 치료가 일반적이나 치료의 한계가 존재합니다. 

최근에는 운동의 긍정적인 효과를 실제 운동 없이도 체내에서 유도하는 새로운 의학적 접근법인 운동유도약물이 주목받고 있습니다.

운동유도약물의 개념과 작용기전을 요약하면 다음과 같습니다

① 운동유도약물의 개념

 ▶운동유도약물은 신체운동을 하지 않고도 운동이 인체에 미치는 대사적•세포생물학적 효과를 약물로 유도하는 것임

  - 단순히 근육량을 늘리는 보충제(근육 강화제)가 아니라 운동으로 유도되는 다양한 생리학적 변화에 포괄적으로 관여하는 복합작용약물로, 운동을 하지 못하는 사람에게 마치 운동을 한 것과 같은 생리학적 변화를 유도하는 것이 핵심임

 ▶운동은 △에너지 대사개선, △근육 내 미토콘드리아 기능개선, △지방분해촉진, △혈당 및 인슐린 감수성 조절, △항염 및 면역 기능향상 등 여러 신호전달경로를 활성화함으로써 유익한 생리활성물질이 분비되며 이를 총칭해서 엑서카인(exerkine)이라 함

  - 운동할 때 분비되는 엑서카인은 크게 골격근에서 분비되는 마이오카인(myokine)，간에서 분비되는 헤파토카인(hepatokine)，지방세포에서 분비되는 아디포카인(adipokine, 백색지방조직)과 바토카인 (batokine, 갈색지방조직) 등이 대표적임

  - 근육이 생리활성물질을 분비하는 기관이라는 사실은 2000년 근육수축에 의해 IL-6가 분비된다는 사실이 보고되면서 처음 제시되었으며, 이후 2003년 마이오카인이라는 개념이 정립됨

② 운동유도약물의 작용원리

 ▶운동유도약물은 기존의 단일표적 기반 약물과 달리 운동이 유발하는 복합적인 생리학적 반응을 모방해야 하므로 다중생리경로를 통합적으로 조절하는 기전을 중심으로 연구되고 있음

  - 최근에는 골격근을 포함한 다양한 조직에서 분비되는 생리활성물질인 ‘엑서카인’을 기반으로 한 분자생리학적 접근이 주목받고 있고，이를 통해 근육과 다양한 기관 간 상호작용 및 전신대사 개선효과를 유도하는 새로운 치료기전의 가능성이 제기되고 있음

 ▶최근 운동에 의해 활성화되는 다양한 생물학적 표적들이 지속적으로 규명되고 있으며，이는 향후 질병 예방 및 치료에 있어 기존과는 차별화된 새로운 접근 방안을 제시할 수 있는 잠재력을 보여주고 있음

  - 특히 운동유도약물은 이와 같은 생리학적 조절 경로를 분자수준에서 모사하도록 설계된 신개념 치료전략으로 기존 약물 치료법과는 다른 작용기전을 통해 대체 또는 보완적 치료 수단으로 주목받고 있음

 ▶운동으로 유도되는 주요한 생화학적 신호전달 경로로는 △PI3K-Akt경로, △MARK 경로 △AMPK-SIRT1-PGC-1α︎ 경로, △비암호화(noncoding) RNA 및 이들에 의해 조절되는 신호 전달경로 등이 존재함

  - 이 중에서도 AMPK-SIRT1-PGC-1α︎ 경로는 △미토콘드리아 생합성, △에너지 항상성 조절 △항염증 반응 유도 등 운동으로 유발되는 다양한 생리적 반응에서 중요한 역할을 수행하는 경로로 알려져 있음

  -  AMPK-SIRT1 -PGC-1α︎ 경로에 관여하는 대표적인 약물로 △AMPK 작용제인 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide(AICAR),  △PPAR-δ︎ 작용제인 GW501516과 GW0742 등이 존재하지만 부작용으로 인해 사용되지 않는 약물들도 존재

③ 운동유도약물의 작용경로별 주요 기능/대표물질

 ▶AMPK 경로: 에너지 대사촉진，미토콘드리아 활성화 등/AICAR, Metformin

 ▶PGC-WSIRT1 경로: 미토콘드리아 생합성，지구력 향상 등/Resveratrol, NAD+전구체

 ▶PPAR-δ︎ 경로: 지방산화，세포증식，지구력 개선 등/GW501516 GW0742

 ▶Myostatin 억제 경로: 근육성장촉진 등/Follistatin isoform, 항체 치료제

 ▶mTOR/FOXO 조절 경로: 근육합성 조절，단백질 대사 등/ 유전자기반약물

업무에 도움이 되시기 바랍니다.

** 전문이 필요하신 분은  kimpj1@naver.com 김필주기술사 에게 연락주세요!