비타민B7, 비오틴(바이오틴)이란

 

오늘은 지금까지 계속해서 알아보고 있는 비타민B군 중 6번째인 비타민B7, 바이오틴 혹은 비오틴이라 불리는 영양분에 대해 알아보도록 하겠습니다. 정식 명칭은 바이오틴이라고 하지만 대부분 비오틴이라고 부르기에 이 글에서도 비오틴으로 통일해서 부르도록 하겠습니다. 비타민B7는 체내 단백질 대사 및 포도당 대사를 위해 필수적인 물질이며 초기에는 비타민H라고도 불렸습니다. 비타민B7 역시 체내에서 자체적인 합성이 이루어지지 않기 때문에, 반드시 식품을 통한 섭취로 충당해야만 합니다.

 

"비타민B7 발견 역사"

 

프리츠 쾨글(1897~1959), 독일의 화학자

 

1927년 생화학자인 마거렛 A. 보아스(Margaret A. Boas)는 생난백을 사료로 먹인 쥐에게서 난백장애라고 일컫는 털이 빠지고 습진과 유사한 피부병이 발생하는 현상을 발견했습니다. 이를 연구하던 중 난백장애(egg-white injury)를 치료하는 물질을 최초로 쥐의 간에서 추출해내고 그것을 보호인자X 라고 불렀습니다.

 

한편 지난 시간에 이어 다시 언급되는 폴 기오르기 역시 1931년 역시 동물의 간에서 난백장애를 치료할 수 있는 물질을 발견했고 이를 비타민H라고 명명했으며, 1935년 독일의 화학자 프리츠 쾨글(Fritz Kogl) 연구진은 난황으로부터 결정 형태로 특정 물질을 분리하는데 성공하며 이를 그리스어로 "생명"을 의미하는 '바이오스(bios)'에서 따온 '비오틴(바이오틴)(biotin)'이라고 명명했습니다.

 

1942년 유럽의 쾨글 연구진과 미국의 빈센트 뷔그너드(Vincent Du Vigneaud) 등에 의해 비오틴의 정확한 구조가 밝혀졌으며, 1942년 스탠튼 A. 해리스(Staton A. Harris) 등에 의해 최초로 인공적인 합성에 성공했습니다.

 

"비타민B7의 구조적 형태"

 

비타민B7(비오틴) 구조식

 

비타민B7, 비오틴은 황을 포함한 비타민으로 길초산(Valeric acid)기를 갖고 있는 테트라하이드로티오펜(tetrahydro thiophene) 고리와 우레이도(ureido) 고리가 접합되어 있는 마치 자전거 형태의 구조로 이루어져 있으며 식품 내에서 유리 형태와 비오시틴(biocytin)이라는 단백질에 결합된 조효소 형태로 존재하고 있습니다.

 

체내에서 비오틴을 조효소로 이용하는 효소로는 여러가지가 있지만 대표적으로 카르복실화 효소, 카르복실기 전이 효소, 탈탄산 효소 등이 있습니다. 카르복실화 효소를 통한 반응은 주로 체내의 간에서 발생하고 포도당을 새롭게 합성시키며 지방산 합성, 프로피온산 대사, 루신/요소 이화과정에 참여합니다. 카르복실기 전이 효소의 경우 탄수화물이 프로피온산으로 발효되는 과정 중에서 이산화탄소를 이용하는데 관여합니다. 탈탄산 효소는 젖산을 발효시키며 카르복실화 효소 처럼 새로운 포도당 합성에 관여합니다.

 

"비타민B7의 기능 및 결핍 증상"

 

 

비타민B7은 앞서 언급한 것처럼 식품 내에서 단백질과 결합된 비오시틴으로 존재하거나 유리상태로 존재합니다.  비오시틴은 비오틴의 카르복실기와 단백질 내 리신이 결합된 형태로 비오틴은 체내 소장에서 효율적으로 흡수되지만 비오시틴 자체로는 흡수되지 않습니다. 이는 소장에 있는 비오틴 분해 효소에 의해 단백질과 결합된 형태가 가수 분해되어 유리된 형태로 흡수되기 때문입니다. 또한 혈액 내에서 알부민과 글로블린에 결합된 형태로 운반되며 이렇게 운반된 비오틴이 세포막을 통과하는 속도는 체내 세포가 해당 비타민을 얼마나 필요로 하는지에 따라 차이가 있습니다.

 

이렇게 체내로 흡수된 비오틴은 체내 지방산, 포도당, 아미노산 대사에 조효소로 관여하며, 이는 곧 체내로 섭취되는 음식을 탄수화물, 지방 및 단백질 등 실제 필요한 생체 에너지로 바꾸는 역할을 담당합니다. 여러가지 대사에 조효소로 관여하기 때문에 이를 두고 조효소(코엔자임) R로 분류하기도 합니다. 이렇게 영양소의 대사 및 에너지 생성에 직접적으로 간여하며 간접적으로 부신 호르몬을 통해 신경계에도 작용하기 때문에 정상적인 신경 체계가 작동하도록 하는 기능도 담당합니다.

 

다른 다양한 비타민B군처럼 여러 종류의 식품군에 함유되어 있고, 특히 곡류에 비해 육류를 통한 비타민B7 섭취가 효율적입니다. 요즈음에는 제한된 식사 환경이 아닌 이상 결핍증은 거의 발생하지 않지만, 여러가지 원인으로 인해 결핍증이 발생할 경우 주요 결핍 증상으로는 피부습진, 피부건선, 지성피부, 탈모, 메스꺼움, 구토, 권태감, 근육통, 식욕부진, 피로, 빈혈, 고콜레스테롤혈증 등이 있습니다.

 

비타민B7 역시 수용성을 띄기 때문에 체내에 축적되지 않고 과잉 섭취되는 경우 소변으로 배출이 되기 때문에 식품 과잉 섭취로 인한 부작용은 아직까지 보고된 자료가 없습니다. 비타민B7과 관련된 연구 자료는 대부분 긍정적인 효과에 관한 것이며 유해 영향이나 독성 관련 논문은 거의 없는 상태입니다. 인체에 하루 200mg의 비타민을 투여했을 때에도 별다른 부작용은 없었으며 하루 9mg의 용량을 4년간 복용한 연구 실험에서도 별다른 독성이 발견되지 않았다고 합니다.

 

"비타민B7 함유 식품"

 

 

비오틴, 비타민B7 역시 비타민B군 답게 광범위한 식품군에 함유되어 있는데 몇몇 예를 통해 어떠한 식품 등에 풍부하게 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

비타민B7 함유 식품의 경우 동물성으로 돼지 간, 돼지고기, 소고기, 닭고기, 연어, 우유, 치즈 등에 풍부하게 함유되어 있습니다. 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 귀리, 밀, 견과류, 콩류, 버섯, 시금치, 사과, 바나나, 토마토, 당근, 양상추, 감자 등이 있습니다. 이 외에도 해당 식품들의 추출물 또는 합성 원료를 첨가한 가공 식품과 비오틴 보충용 식이보충제 등을 통해서도 섭취가 가능합니다.

 

비타민B7 충분 섭취량

 

비타민B7은 우리나라에서 아직 비오틴 필요량을 추정할 수 있는 과학적 근거가 부족하기 때문에일일 권장량(1일 기준 연령별로 권장되는 영양소 섭취량) 대신 충분 섭취량(권장 섭취량을 산출할 수 없을 경우 역학조사 결과를 토대로 건강인의 영양소 섭취 수준을 기준으로 산출)이라고 정해져 있습니다. 또한 과잉 섭취에 따른 유해 영향이 보고된 바가 자료가 없기 때문에 상한 섭취량 역시 설정되어 있지는 않습니다. 이는 우리나라뿐 아니라 해외 여러 나라 역시 마찬가지입니다. 따라서 위 표에 표기된 충분 섭취량을 기준으로 섭취하면 되며 역시나 균형 잡힌 식단을 통해서 섭취할 경우 충분 섭취량을 충분히 만족시킬 수 있습니다.

 

여기까지 비타민B7, 비오틴에 대해 간략하게 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민B9, 엽산에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.