트리메틸글리신(TMG) 또는 무수 베타인(betaine anhydrous)이라고도 불리는 베타인은 밀기울, 시금치, 비트, 해산물과 같은 식품에 들어 있는 소분자 물질입니다. 신체에서도 콜린으로부터 이를 합성합니다. 베타인은 두 가지 주요 역할을 합니다. 하나는 삼투압 조절 물질(세포가 수분을 유지하고 스트레스 상황에서 단백질을 안정적으로 유지하도록 돕는 화합물)로서의 역할이고, 다른 하나는 호모시스테인을 아미노산인 메티오닌으로 재활용하는 메틸기 공여체로서의 역할입니다.
베타인은 이중적인 위치를 가지고 있습니다. 전문의약품(Cystadane 및 제네릭)으로는 희귀 유전 질환인 호모시스틴뇨증에서 매우 높은 호모시스테인 수치를 낮추기 위해 FDA (미국 식품의약국) 승인을 받았습니다. 식이보충제 (건강기능식품)로는 근력, 파워 및 체성분 개선 목적으로 시판됩니다. 스포츠 분야의 근거는 제한적입니다. 2024년 메타분석에서는 최대 근력의 소폭 내지 중등도 향상이 확인되었으나, 2022년 메타분석에서는 체성분에 대한 효과가 나타나지 않았습니다. 또한 4 g/일 이상 복용 시 베타인은 총콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤을 상승시킵니다.
이 페이지는 의약품 허가사항 (FDA 라벨), 무작위 배정 임상시험 및 메타분석에서 보고된 내용을 요약합니다. 본 내용은 교육 목적으로만 제공되며 의학적 조언이 아닙니다.
| 항목 | 상세 정보 |
|---|---|
| 분류 | 메틸기 공여체; 삼투압 조절 물질; 식이보충제 및 전문의약품 |
| 화학적 특성 | C₅H₁₁NO₂, 분자량 117.15 g/mol (N,N,N-trimethylglycine) |
| 처방 의약품 브랜드 | Cystadane (경구 용액용 무수 베타인), 1996년 미국 승인; 제네릭 이용 가능 |
| 허가 용량 (호모시스틴뇨증) | 하루 두 번 3 g씩 총 6 g/일 (3세 이상) |
| 스포츠 임상시험 용량 | 주로 2.5 g/일, 때때로 5 g/일, 1–8주간 투여 |
| 반감기 | 단회 투여 후 ≈14시간; 하루 두 번씩 5일간 투여 후 ≈41시간 (건강한 남성 기준) |
| 주요 검사 수치 영향 | 호모시스테인 감소; 4 g/일 이상에서 총콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤 상승 |
| WADA 지위 | 2026 금지목록 (Prohibited List)에 명시되지 않음 |
개요
베타인은 글리신의 질소 원자에 세 개의 메틸기가 결합된 물질입니다 (PubChem). Cystadane 허가사항에서는 이 약물을 수분을 흡수하는 흰색 분말 형태의 순수 무수 베타인으로 설명합니다 (Cystadane label).
2004년의 한 문헌고찰에서는 두 가지 생리적 역할을 설명했습니다 (Craig, Am J Clin Nutr 2004):
- 삼투압 조절 물질. 베타인은 탈수, 고염분, 극한의 온도와 같은 스트레스로부터 세포, 단백질 및 효소를 보호합니다.
- 메틸기 공여체. 간과 신장에서 베타인은 호모시스테인에 메틸기 하나를 공여하여 메티오닌으로 전환시킵니다. 베타인 자체는 디메틸글리신(DMG)이 됩니다. 이 경로는 엽산 및 비타민 B12 의존적 경로와 나란히 작동합니다 (비타민 B12 참조).
베타인이 풍부한 식품 공급원은 약 1%(해양 무척추동물, 밀배아 또는 밀기울) 또는 약 0.7%(시금치)의 베타인을 함유합니다 (Craig 2004). 섭취량은 편차가 큽니다. 28건의 관찰 연구를 분석한 결과 평균 섭취량은 182 mg/일이었습니다 (Nikrandt and Chmurzynska, J Nutr 2024). 따라서 보충제 및 의약품 용량은 일반적인 식이 섭취량의 열 배 이상인 경우가 많습니다.
베타인은 베타인 HCl이 아닙니다. 베타인 염산염(betaine hydrochloride)은 ‘위산’ 보충 소화 보조제로 판매되는 다른 염 형태입니다. FDA는 베타인 염산염을 포함한 어떠한 일반의약품(OTC) 위산 산성화제 성분도 해당 용도에 효과가 입증되지 않았다고 판정한 바 있습니다 (21 CFR 310.540). 이 페이지의 임상시험들은 무수 베타인을 사용했습니다.
약동학
Cystadane 허가사항에는 해당 제품에 대한 약동학 연구가 없다고 명시되어 있습니다. 주요 인체 데이터는 건강한 남성 12명에게 50 mg/kg을 단회 용량으로 투여한 후 5일 동안 하루 두 번 투여한 연구에서 나온 것입니다 (Schwahn et al., Br J Clin Pharmacol 2003):
| 매개변수 | 단회 투여 | 하루 두 번씩 5일간 투여 후 |
|---|---|---|
| 최고 농도 도달 시간 | 0.9 h | 흡수 변화 없음 |
| 최고 혈장 농도 | 0.94 mmol/L | — |
| 소실 반감기 | 14.4 h | 41.2 h |
베타인은 빠르게 흡수되며 신장이 아닌 대사 과정을 통해 주로 제거됩니다. 투여량의 약 4%만이 소변에서 검출되었습니다. 대사산물인 DMG는 반복 투여 시 베타인과 같은 정도로 축적되었습니다. 호모시스틴뇨증 환자 세 명에서는 건강한 남성보다 분포 및 소실이 더 빠른 것으로 나타났습니다.
승인된 의학적 용도
Cystadane은 소아 및 성인의 호모시스틴뇨증에서 상승된 혈중 호모시스테인 수치를 낮추기 위해 FDA 승인을 받았습니다 (Cystadane label). 허가사항은 세 가지 유전적 원인을 포괄합니다:
- 시스타티오닌 베타 합성효소(CBS) 결핍증;
- 5,10-메틸렌테트라히드로폴산 환원효소(MTHFR) 결핍증;
- 코발라민 보조인자 대사(cbl) 결함.
| 대상 집단 | 허가 용량 |
|---|---|
| 성인 및 3세 이상 소아 | 하루 두 번 3 g씩 총 6 g/일 |
| 3세 미만 소아 | 두 번에 나누어 100 mg/kg/일로 시작; 매주 50 mg/kg씩 증량 |
| 용량 조절 | 총 호모시스테인이 검출되지 않거나 소량만 존재할 때까지 증량 |
| 최대 용량 | 일부 환자에서 최대 20 g/일이 필요했음; 시뮬레이션 연구에서는 150 mg/kg/일 초과 시 추가 이점이 거의 없다고 제시 |
허가사항에 기재된 대조 임상시험에서는 CBS 결핍증 환자 6명이 이중맹검 교차 설계로 12개월 동안 하루 두 번 3 g을 복용했으며, 혈장 호모시스틴이 위약 대비 유의하게 감소했습니다(p 0.01 미만). 사례 연구와 해당 임상시험의 환자 78명을 검토한 결과, 호모시스테인은 71–83%, 호모시스틴은 83–88% 감소했습니다. 담당 의사들은 환자의 약 사분의 삼에서 발작 감소나 행동 및 인지 기능 개선과 같은 임상적 호전을 보고했습니다.
유럽연합(EU)에서 Cystadane은 2001년 희귀의약품으로 지정되었으며 2007년 2월에 허가되었습니다 (EMA).
연구 결과
건강한 성인의 호모시스테인
호모시스테인 감소는 호모시스틴뇨증이 없는 사람에게서 나타나는 베타인의 가장 일관된 효과입니다.
| 연구 | 설계 | 용량 및 기간 | 결과 |
|---|---|---|---|
| Olthof et al., J Nutr 2003 | 무작위 대조군 연구(RCT), 건강한 성인 19명씩 4개 그룹 | 6주간 1.5, 3 또는 6 g/일 | 공복 호모시스테인이 위약보다 12%, 15%, 20% 더 낮음 |
| McRae, J Chiropr Med 2013 | 5건의 RCT 메타분석 | 6–24주간 최소 4 g/일 | −1.23 µmol/L (95% CI −1.61–−0.85) |
| Ashtary-Larky et al., Crit Rev Food Sci Nutr 2022 | 메타분석 | 다양함 | −1.30 µmol/L (95% CI −1.61–−0.98) |
베타인을 통한 호모시스테인 감소가 심장 질환을 예방하는지는 입증되지 않았습니다. 여기에 인용된 어떠한 임상시험도 심혈관 사건을 측정하지 않았습니다.
근력 및 파워
가장 큰 규모의 통합 분석은 15–60세의 건강한 사람 317명(여성 21% 포함)을 대상으로 한 17건의 위약 대조 연구에 대한 2024년 메타분석입니다 (Zawieja et al., J Sports Sci 2024). 모든 연구에서 최소 7일 이상 베타인을 사용했습니다.
| 평가 항목 | 효과 크기 (SMD, 95% CI) |
|---|---|
| 최대 근력 (1RM, 3RM, 등속성 또는 등척성 근력) | 0.47 (0.04–0.89) |
| 하체 근력 | 0.49 (0.01–0.98) |
| 서전트 점프 (낮은 질의 연구 한 건 제외 후) | 0.36 (0.03–0.69) |
| 상체 근력, 사이클링 스프린트 파워, 벤치 스로우 파워, 근지구력 | 유의한 효과 없음 |
0.5 부근의 SMD(표준화 평균 차이)는 일반적으로 중등도 효과로 해석됩니다. 신뢰구간이 넓고 하한선이 영(zero)에 가깝게 위치해 있습니다. 점프 수행 능력을 위한 보충제들에 대한 2026년 네트워크 메타분석에서는 베타인 복용 시 반동 점프(countermovement-jump)가 3.72 cm 향상된 것으로 나타났으나(95% 신빙구간 1.24–6.18), 대부분의 비교에 대한 근거 확실성을 매우 낮음으로 평가했습니다 (Sun et al., J Int Soc Sports Nutr 2026).
개별 임상시험들은 규모가 작고 결과가 혼재되어 있습니다:
| 임상시험 | 참가자 | 용량 및 기간 | 주요 결과 |
|---|---|---|---|
| Lee et al., 2010 | 훈련된 남성 12명, 교차 설계 | 하루 두 번 1.25 g, 14일 | 벤치 스로우 파워 및 등척성 근력 증가; 점프 스쿼트 파워 또는 반복 횟수에는 변화 없음 |
| Trepanowski et al., 2011 | 훈련된 남성, 교차 설계 | 2.5 g/일, 14일 | 주요 분석에서 유의한 차이 없음; 이차 검사에서 벤치 프레스 반복 횟수 ≈6.5% 증가 |
| Cholewa et al., 2013 | 훈련된 남성 23명 | 2.5 g/일, 6주 | 베타인군에서만 체성분 및 벤치 프레스 작업 용량 개선; 1RM 벤치 프레스, 스쿼트 또는 점프에서는 차이 없음 |
| Cholewa et al., 2018 | 비훈련 여성 23명 | 2.5 g/일, 8주 | 더 큰 체지방 감소(−2.0 대 −0.8 kg); 근력 또는 제지방량에는 차이 없음 |
| Moro et al., 2020 | 크로스핏 수련자 29명 | 2.5 g/일, 6주 | 근력, 체성분 또는 컨디셔닝 검사에서 군간 차이 없음 |
| Zawieja et al., 2023 | 크로스핏 수련자 43명, 교차 설계 | 2.5 또는 5 g/일, 3주 | 운동 점수 8.7% 향상; 윙게이트 파워 또는 체성분 변화 없음; 용량 간 차이 없음 |
초기 긍정적 임상시험 중 두 건은 베타인 공급업체(Danisco; DuPont Nutrition & Health)의 자금 지원을 받았으며, 공급업체 직원이 공동 저자로 참여했습니다. 이는 Lee et al. 및 Cholewa et al. 2013의 이해상충 항목에 명시되어 있습니다.
2023년 교차 임상시험에서는 베타인 복용 시 테스토스테론이 7.0% 상승했습니다(p = 0.046). 이는 단일 소규모 결과이며 IGF-1이나 코르티솔에서는 변화가 관찰되지 않았습니다. 이 결과만으로 베타인을 단백동화 물질로 볼 수는 없습니다.
비교하자면, 크레아틴 모노하이드레이트는 근력과 제지방량에 대해 훨씬 더 방대한 임상시험 기반을 갖추고 있습니다. 훈련 수행 능력에 대해 연구된 다른 보충제로는 베타알라닌, HMB 및 시트룰린 말레이트가 있습니다.
체성분
체지방에 관한 두 건의 메타분석은 상반된 결론을 보입니다:
| 메타분석 | 포함된 연구 | 체지방량 | 제지방량 | 체중 |
|---|---|---|---|---|
| Gao et al., Nutrients 2019 | 6건의 RCT, 195명 | −2.53 kg (95% CI −3.93–−0.54) | 통합 분석 안 함 | 변화 없음 |
| Ashtary-Larky et al., Br J Nutr 2022 | 2021년 8월까지 발표된 RCT | −0.57 kg (95% CI −2.14–0.99), 유의하지 않음 | +0.61 kg (95% CI −1.27–2.49), 유의하지 않음 | 변화 없음 |
더 최신이자 대규모인 분석에서는 체중, 체지방률, 체지방량 또는 제지방량에 대한 효과가 나타나지 않았습니다. 연령, 성별, BMI, 임상시험 기간, 용량(4 g/일 미만 대 이상) 및 건강 상태에 따른 하위 집단 전반에서도 결과는 동일했습니다. 칼로리 제한 식단을 따르는 비만 성인 42명을 대상으로 한 12주 임상시험에서 6 g/일 투여는 위약보다 체중 감량이나 체성분을 더 개선하지 못했습니다 (Schwab et al., Am J Clin Nutr 2002). 2024년의 한 서술적 문헌고찰은 베타인을 신체 활동과 병행할 때 체성분이 개선된다는 쪽으로 임상시험들을 해석하며 보다 우호적인 시각을 취했습니다 (Nikrandt and Chmurzynska 2024).
부작용 및 위험성
콜레스테롤
베타인은 고용량에서 혈중 콜레스테롤을 높입니다.
| 출처 | 결과 |
|---|---|
| Schwab et al. 2002 | 12주간 6 g/일: 총콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤이 위약보다 높음 (p 0.05 미만) |
| Zawieja et al., J Diet Suppl 2021 | 6건의 RCT, 6–24주간 최소 4 g/일: 총콜레스테롤 +0.34 mmol/L (95% CI 0.02–0.65), ≈13 mg/dL; LDL, HDL 및 중성지방은 유의하지 않음 |
| Ashtary-Larky et al. 2022 | 총콜레스테롤 +14.12 mg/dL (95% CI 9.23–19.02); LDL +10.26 mg/dL (95% CI 6.14–14.38); 중성지방, HDL, 혈당, CRP, 간 효소 또는 혈압에는 변화 없음 |
2022년 메타분석에서 지질 상승은 4 g/일 이상의 용량에서 관찰되었습니다. 4 g/일 미만의 용량은 지질을 높이지 않으면서 호모시스테인을 낮추었습니다. 스포츠 분야에서 흔히 쓰이는 2.5 g/일 용량은 이 낮은 범위에 속하지만, 이는 하위 집단 분석 결과입니다.
CBS 결핍증에서의 뇌부종
Cystadane 허가사항의 유일한 경고 사항은 CBS 결핍증 환자에 관한 것입니다 (Cystadane label). 베타인은 호모시스테인을 메티오닌으로 전환시키므로 이미 높은 메티오닌 수치를 더욱 높일 수 있습니다. 치료 시작 후 2주에서 6개월 이내에 중증 뇌부종(뇌가 붓는 현상)이 보고된 바 있습니다. 영향받은 모든 환자는 CBS 결핍증이 있었고 혈장 메티오닌 수치가 1,000–3,000 µmol/L였으며, 베타인 중단 후 모두 완전히 회복되었습니다. 허가사항은 메티오닌 수치를 1,000 µmol/L 미만으로 유지하도록 권고합니다.
기타 부작용
- 위장관 영향. 호모시스틴뇨증 환자 111명을 대상으로 한 의사 설문조사에서 오심과 위장 장애가 가장 흔한 반응(2% 초과)이었습니다. 시판 후 보고에는 설사, 구토 및 설염(혀의 염증)도 등재되어 있습니다.
- 체취. 시판 후 보고 중 ’피부 냄새 이상’이 포함되어 있습니다.
- 기타 보고. 식욕부진, 초조, 우울증, 과민성, 수면 장애, 탈모, 두드러기 및 요실금. 인과관계는 확립되지 않았습니다.
- 금기사항. 허가사항에 등재된 금기사항은 없습니다.
- 임신. 제한된 증례 보고에서 약물 관련 위험은 확인되지 않았으며, 동물 생식 연구는 수행되지 않았습니다.
여기에 인용된 대부분의 스포츠 및 호모시스테인 임상시험은 규모가 작고 기간이 8주 이하로 짧았기 때문에 건강한 사람의 장기 안전성에 대해서는 많은 정보를 제공하지 못합니다.
규제 현황
- 미국. 무수 베타인은 호모시스틴뇨증 치료를 위해 FDA 승인을 받은 전문의약품(Cystadane, 1996년 승인 및 제네릭)입니다. 베타인은 식이보충제로도 판매됩니다. 통제물질은 아닙니다.
- 유럽연합. Cystadane은 2007년부터 호모시스틴뇨증에 대한 희귀의약품으로 허가되어 있습니다.
- 스포츠. 베타인은 세계반도핑기구 (WADA) 2026 금지목록에 명시되어 있지 않습니다.
핵심 요약
- 메틸기 공여체 및 삼투압 조절 물질. 베타인은 호모시스테인을 메티오닌으로 재활용하고 세포가 삼투압 스트레스를 견디도록 도우며, 식품을 통해 공급되는 양은 보충제 용량보다 훨씬 적습니다.
- 입증된 의학적 용도는 제한적임. 유전성 호모시스틴뇨증에서 Cystadane은 호모시스테인을 약 71–83% 낮추었으며, 3세 이상 환자의 허가 용량은 6 g/일입니다.
- 작고 불확실한 근력 효과. 2024년 메타분석에서 최대 근력에 대한 중등도 효과(SMD 0.47)가 확인되었으나 신뢰구간이 넓고 소규모의 일부 업계 지원 임상시험이 다수 포함되었습니다.
- 뚜렷한 체성분 개선 이점 없음. 더 큰 규모의 2022년 메타분석에서는 체지방량이나 제지방량에 변화가 없었습니다.
- 고용량에서 콜레스테롤 주의. 통합 분석된 임상시험들에서 4 g/일 이상 복용 시 LDL이 약 10 mg/dL 상승했습니다.
- CBS 결핍증에서의 특이적 위험. 베타인은 메티오닌을 뇌부종과 연관된 수준까지 높일 수 있으므로 이러한 환자에서는 메티오닌 수치를 모니터링합니다.
출처
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- European Medicines Agency. Cystadane (betaine anhydrous): EPAR. EMA.
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