비타민B9, 엽산이란

 

이번 시간에 알아보고자 하는 비타민은 일명 엽산(folic acid)이라고 널리 알려진 비타민B9입니다. 초기에는 발견자 이름의 앞 글자를 따서 비타민M으로 불렸으나 추후 연구를 통해 구조와 작용 기전이 확인되며 이름이 변경되어 현재의 비타민B9이 되었습니다. 엽산에서 '엽' 나뭇잎이라는 의미의 한자로서 영문명인 folic acid의 folic이 라틴어로 나뭇잎을 의미하는 folium에서 유래되었기 때문입니다. 초기 비타민 들에 비해 약간은 늦게 발견된 비타민이지만 비타민C와 함께 우리들에게 가장 많이 알려져 있는 물질이기도 합니다. 임신 전과 초기 임산부에게 철분제와 함께 꼭 섭취해야할 것으로 많이 알려져 있기 때문입니다.

 

"비타민B9 발견 역사"

 

허스켈 K. 미첼(1913~2000), 미국의 생화학자

 

1920년대 과학자들은 엽산 결핍과 빈혈을 동일한 질병으로 인지하고 있었습니다. 그 후 1931년 연구원이었던 루시 윌즈(Lucy Wills)는 양조효모에 함유되어 있던 성분이 임신 중 빈혈에 효과가 있다는 발표를 하며 윌즈인자라고 명명했으며 이는 엽산에 대한 최초의 성분 확인 언급이었습니다. 이 후 여러 학자들을 통해서 해당 성분은 다양한 형태로 발견되었습니다.

 

이러한 여러 발견 중에서 1941년 허스켈 K. 미첼(Herschel K. Mitchell)과 그의 동료들과 함께 최초로 엽산을 분리 추출해내게 됩니다. 미첼은 이 결정을 시금치 잎에서 추출하게 되었고 서두에도 언급했듯 나뭇잎을 의미하는 라틴어 'Folium'에서 이름을 따와 'Folic acid(엽산)'이라고 명명했습니다.

 

1943년 미국의 유기화학자 밥 스톡스태드(Bob Stokstad)는 효모로부터 엽산의 순수한 결정형을 분리해내며 화학 구조를 밝혔으며 1946년 R.B 앤지어(R.B. Angier) 등을 통해 최초 합성까지 이룩하게 됩니다. 이를 토대로 1950~1960년대 과학자들은 엽산의 생화학적 작용 기전을 발견하기 시작했으며, 1960년대 과학자들은 처음으로 엽산 결핍을 신경관 결함과 연관 짓기 시작했습니다.

 

"비타민B9의 구조적 형태"

 

비타민B9(엽산) 구조식

 

비타민B9, 엽산은 프테로일글루타믹산(pteroylglutamic acid, folic acid)과 그와 비슷한 활성을 가진 유도체들을 총체적으로 일컬으며 프테리딘, 파라아미노벤조산, 하나 이상의 글루탐산 분자로 구성됩니다. 글루탐산 분자가 1개뿐일 경우 이를 folic acid(folate monoglutamate)라고 하며, 식품과 체내에 존재하는 엽산의 주된 형태는 환원형인 테트라하이드로엽산(tetrahydrofolate)으로서 다양한 형태의 단일 탄소 단위와 글루탐산이 1~6개까지 추가로 연결된 프테로일폴리글루타메이트(pteroylpolyglutamate)입니다. 반면 엽산 보충제나 합성화된 엽산은 안정된 상태의 folic acid 형태로 함유되어 있습니다.

 

식품에 함유된 폴리글루타메이트(polyglutamate) 형태의 천연 엽산은 소장에서 효소에 의해 모노글루타메이트 형태로 변환된 후 주로 십이지장과 공장의 윗 부분에서 흡수됩니다. 식품에 함유된 엽산의 흡수율은 일반적으로 약 50% 정도로 알려져 있습니다. 이렇게 흡수된 엽산은 주로 MTHF(5-methyl-tetrahydrofolate) 형태로 문맥을 통해 간으로 이동한 뒤 다시 폴리글루타메이트로 변환되어 간에 저장되고나 모노글루타메이트 형태로 혈액으로 녹아들어 운반됩니다. 각 세포 조직으로 들어간 엽산은 다시 폴리글루타메이트 형태로 전환된 후 조효소로 이용되거나 저장되는 편입니다.

 

건강한 성인의 체내 엽산 총 저장량은 약 5~10mg 정도이며, 그 중의 약 절반이 간 세포에 존재하고 있습니다. 엽산은 수용성 비타민이기 때문에 소변과 담즙을 통해 생리적으로 활성 또는 비활성 형태로 배설되며, 활성 엽산은 담즙을 통해 매일 약 100μg 정도 배출됩니다. 신장의 사구체에서 활성 엽산은 유리 형태로 여과되고 신소관 세포벽을 통해 능동적으로 운반되며, 이 중 일부가 재 흡수되고 나머지는 소변으로 배출되게 됩니다.

 

"비타민B9 기능 및 결핍 증상"

 

 

엽산은 체내에서 비타민B군 답게 다양한 대사에 관여하는데 그 종류로는 단일탄소 대사, 핵산 대사, 아미노산대사 등이 있습니다. 엽산 분자들의 기능은 주로 단일 탄소체의 전달을 중개, 조정하는 것이며 엽산 보조 인자들은 핵산과 아미노산 대사에 필수적인 다양한 반응들에서 단일 탄소체들의 수용체나 제공자로 작용하게 됩니다.

 

또한 엽산은 인체의 유전 정보 그 자체인 DNA와 모든 세포내 단백질 합성에 필수적인 RNA를 형성하는데 핵심 역할을 합니다. 세포 내에서 기본적인 조효소 형태인 테트라하이드로엽산(THFA)로 전환되는데 활성형 THFA는 5가지 종류가 있으며 이 형태들은 핵산 대사에서 단일 탄소 전이 반응에 조효소로서 관여하게 됩니다. DNA 합성에 필요한 티미딜레이트가 합성되기 위해서는 반드시 엽산이 필요하기 때문에 엽산이 부족할 경우 세포 분열이 정상적으로 발생하기 어려우며 퓨린 및 피리미딘 합성에도 관여하기에 엽산이 부족할 경우 DNA 자체의 합성과 수선이 감소하게 됩니다.

 

엽산 결핍은 주로 적은량의 엽산만을 식품을 통해 섭취하거나, 알코울 중독 등으로 인한 흡수 불량, 체내 엽산 요구량 증가, 과도한 배설 또는 비타민B12 결핍과 동시에 나타납니다. 주요 결핍 증상으로는 혈소판 감소, 빈혈, 설사, 구내염, 미각 감소, 우울증 및 치매 등의 증상이 나타날 수 있으며, 특히 초기 임산부에게서 엽산 결핍이 발생할 경우 태아의 신경관 형성에 장애가 발생하여 선천적인 척수 또는 뇌 장애 등 신경관 결함 장애가 발생할 위험도가 커집니다. 최근에는 신경관 손상 외에도 구순구개열, 소아백혈병, 다운증후근 등의 다른 기형아 출산도 모체의 엽산 부족과 관련이 있다는 연구 자료가 나오기도 하기 때문에 가임기 여성의 엽산 섭취는 매우 중요하나는 것을 알 수 있습니다.

 

엽산 결핍과는 반대로 과다 섭취할 경우에도 문제가 발생할 수 있기에 19세 이상 남녀의 최대 섭취량은 1mg으로 이 이상 복용하지 않을 것을 권고하고 있습니다. 엽산을 식품으로 섭취하여 필요량을 채우게 되면 적정량은 체내에서 사용하며 나머지 부분은 배출할 수 있으나, 합성 엽산을 과다 섭취했을 경우 오히려 대사가 원활히 이루어지지 않고 문제가 발생할 수 있습니다. 적정량 이상 들어온 경우 신장에 축적되어 신장 기능을 저하시키고 관련 질병을 야기할 수 있기 때문입니다. 이 외에도 불면증, 수면 장애, 식용 저하 등의 증상이 나타날 수 있으며 비타민B12 결핍 증상이 연계되어 발생할 수 있기 때문에 꼭 적정량만을 섭취해야 합니다.

 

"비타민B9 함유 식품"

 

 

비타민B9, 엽산 역시 비타민B군으로서 굉장히 다양한 식품군에 함유되어 있는데 그 중에서도 녹색 채소와 과일에 많이 함유되어 있다고 합니다. 그럼 몇몇 예를 통해 어떠한 식품 등에 엽산이 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

동물성 식품으로는 돼지, 소 및 닭의 간, 계란, 멸치, 가리비, 연어 등에 함유되어 있습니다. 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 채소류인 유채, 콩, 갓, 옥수수, 쑥갓, 시금치, 아스파라거스, 양배추, 얼갈이, 누에콩, 순무잎 등이 있으며 과일류로는 키위, 딸기, 아보카도, 파파야, 오렌지, 귤, 자몽, 메론, 참외 등이 있습니다. 이 외에도 해당 식품들의 추출물 또는 합성 엽산 식이보충제 등을 통해서도 섭취가 가능합니다.

 

비타민B9 일일 권장량

 

엽산의 일일 권장량은 위 표과 같습니다. 2005년 한국영양학회가 제시한 한국인의 1일 엽산 영양섭취 기준표에 따르면, 성인 남녀가 하루 섭취해야 하는 일일 권장 섭취량은 400μg(0.4mg)입니다. 엽산은 노화가 진행되는 동안에도 흡수나 이용이 감소된다는 연구 결과가 아직 없기 때문에 65세 이상 노인들 역시 성인 기준 섭취량은 동일합니다. 다만 임신을 한 경우 엽산 필요량이 증가되어 임신 12주까지 매일 600μg(0.6mg)의 엽산을 섭취해야 합니다.

 

청소년기의 경우 권장 섭취량은 나이대별 차이가 있는데, 6~8세 어린이의 경우 220μg(0.22mg), 9~11세는 300μg(0.3mg)이 권장되며, 12~14세는 360μg(0.36mg), 14세 이상의 경우 성인과 동일한 400μg(0.4mg)을 섭취하도록 권고하고 있습니다.

 

여기까지 비타민B9, 엽산에 대해 간략하게 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민B군의 막내인 비타민12, 코발라민에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.