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- 음식, 건강보조식품: 비타민 B2(노란색-주황색), 비타민 B12(빨간색), 비타민 D(노란색)
- 노란색 소변은 음식으로 인해 발생하는 것이 아니라 천연 색소인 유로빌린으로 인해 발생
- 유로빌린은 혈액의 분해산물

소변이 노란색인 이유는?

옅은 노란색에서 갈색까지:
소변은 기본적으로 노란색이지만 다른 색조를 띠거나 색상이 바뀔 수 있다. 실제로 전형적인 노란색 톤을 일으키는 물질은 무엇이며, 그 원인은 어디에 있을까? 아침 소변이 특히 어두운 이유는 무엇이며 소변이 분홍색으로 변하는 경우는 언제인가? 연구자들이 최근에야 완전히 이해한 일상의 생물학적 현상에 대한 답변이다. 

▲ 햄(haem) 분해 경로의 그림 표현. 주요 인간 효소는 회색 텍스트로 표시되어 있다. (출처:관련논문 Published: 03 January 2024 BilR is a gut microbial enzyme that reduces bilirubin to urobilinogen / nature microbiology)

기본적으로 소변은 노란색을 띤다. 그러나 특정 상황에서는 색상이 변해 네온 노란색, 주황색, 빨간색, 보라색, 갈색 또는 녹색으로 나타날 수도 있다. 그 이면에는 대부분 무해한 현상이 있다. 일반적으로 우리는 음식이나 건강보조식품을 통해 비타민 B2(노란색-주황색), 비타민 B12(빨간색), 비타민 D(노란색) 또는 필요할 때 기타 유색 성분을 식물로부터 더 많이 섭취한다. 그런 다음 이것들이 소변으로 배설된다.

다양한 인공 및 천연 식용 색소도 소변을 변색시킬 수 있다. 예를 들어, 비트 뿌리를 먹은 후에는 포함된 베타인 염료로 인해 분홍색으로 보일 수 있다. 당근의 베타카로틴은 소변을 주황색 녹색으로 보이게 할 수 있으며, 다양한 음식에서 나오는 철분은 소변을 적갈색에서 검은색으로 만들 수도 있다. 정확한 색은 소변의 pH 값과 개인 신진대사에 따라 결정된다. 따라서 두 사람이 같은 음식을 먹으면 소변의 색이 다르게 나타날 수 있다.

유로빌린(Urobilin)은 소변을 노란색으로 변화시킨다.

우리가 거의 매일 관찰하는 전형적인 노란색 소변은 음식으로 인해 발생하는 것이 아니라 천연 색소인 유로빌린으로 인해 발생한다. 이는 과학이 125년 전부터 알린 내용이다. 소변 내 유로빌린의 농도가 얼마나 낮거나 높은지에 따라 때로는 연한 노란색으로 나타나 거의 무색으로 나타나거나 강렬한 갈색-노란색을 띠기도 한다.

아침 소변은 대개 특히 진한 노란색이다. 그 이유는 밤에는 일반적으로 아무것도 마시지 않고 신장이 더 많은 물을 재흡수하기 때문에 아침 소변에는 물이 적고 유로빌린과 같은 노폐물 농도가 더 높다는 것이다. 장기간 충분히 마시지 않은 경우에도 같은 일이 일어날 수 있다. 그러나 낮에 많이 마시면 ​​소변에 염료가 소량 포함되어 거의 무색으로 보인다.

혈액의 분해 산물

그러면 전형적인 노란색 유로빌린은 어디에서 나오며 어떻게 소변으로 들어가나? 그 근원은 우리의 적혈구에 있는데, 수명은 약 6개월 정도다. 그런 다음 간에서 분해되어 골수에서 나온 새로운 혈액 세포로 대체된다. 혈액 세포에 포함된 붉은 색소인 헤모글로빈이 지속적으로 분해되면 빌리루빈이라는 밝은 주황색 색소가 부산물로 생성된다.

이는 장의 담즙으로 끝나고 대변으로 배설되거나 국소 미생물군에 의해 추가로 다른 분자로 전환된다. 이 사슬의 끝에는 노란색 색소인 유로빌린이 있다. 이것은 대변을 통해 몸 밖으로 나가거나 장에서 혈액으로 재흡수되어 신장으로 운반되어 소변으로 배설된다.

소변 색상의 최종 세부 정보가 디코딩되었다.

그러나 오래전부터 알려진 것으로 추정되는 이러한 과정에도 불구하고, 한 가지 세부 사항은 한 세기가 넘도록 과학에 숨겨져 있었다. 최근에야 연구자들은 노란색 염료가 어떻게 생성되는지에 대한 비밀을 밝혀냈다.

메릴랜드 대학의 브랜틀리 홀(Brantley Hall)이 이끄는 과학자들이 게놈 비교를 통해 발견한 바와 같이, 단 하나의 효소, 즉 빌리루빈 환원효소(BilR)만이 이를 담당한다는 것을 발견했다. 이것은 우리 장내 세균의 수많은 종에서 발생한다.

“장내 미생물에는 빌리루빈을 유로빌리노겐이라는 무색 부산물로 전환시키는 빌리루빈 환원효소가 포함되어 있다”고 홀은 설명한다. “유로빌리노겐은 자연적으로 우리 모두가 알고 있는 노란색을 나타내는 유로빌린이라는 분자로 분해된다” 연구에 따르면 우리 장에서 이 효소를 가장 흔히 생산하는 것은 페르미쿠트이다. 이 박테리아 균주에는 예를 들어 유산균 및 클로스트리디아가 포함된다.

장내 세균이 황달에 관여할 수 있다.

노란색 소변 색소가 장내 미생물의 효소에 의해 형성된다는 지식은 미래에 염증성 장 질환(IBD)과 황달에서 장내 세균총이 어떤 역할을 하는지 더 정확하게 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 질병에서는 주황색 색소인 빌리루빈이 제대로 배설되지 않고 대신 이전 연구에서 밝혀진 것처럼 장에서 혈액으로 재흡수된다. 거기에 축적되어 다양한 불만이 발생한다. 예를 들어, 황달이 있으면 피부와 눈이 노랗게 변하고, IBD 환자는 통증이 있는 담석으로 고통받는다.

Hall과 그의 동료들이 발견한 바와 같이, 빌리루빈 환원효소 BilR은 거의 모든 건강한 성인의 장에서 발견된다. 그러나 생후 첫 달에 황달에 더 취약한 것으로 나타난 신생아와 염증성 장 질환이 있는 사람에서는 이 효소가 종종 빠져있다. 따라서 과학자들은 BilR의 부족이 유아의 황달과 성인의 담석 형성에 기여할 수 있다고 믿는다.
(Nature Microbiology, 2024; doi: 10.1038/s41564-023-01549-x)
출처: University of Maryland

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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