크레폼

식품첨가물이란

크레폼지기 — Mon, 3 May 2021 16:53:41 +0900

인류는 음식과 식품의 저장을 하거나 맛과 향을 더욱 강하게 하기 위해서 또는 여러 편의성을 위해 지난 수 천년간 음식에 여러가지를 섞어 왔습니다. 역사에 따르면 음식에 색을 입히기 시작한 것은 최소 기원전 1500년 전부터 시작된 것으로 확인되며, 기원전 3500년 경, 이집트인들은 물감을 이용해 음식의 색감을 더했고, 기원전 3세기 그리스 철학자인 테오프라스투스는 음식에 인공적인 맛을 더했다고 기록된 바 있습니다. 2세기 저명한 의사였던 갈렌은 허브와 향신료의 혼합물에 대한 위험성을 경고한 바 있으며, 소금은 인류 역사에서 거의 모든 기간 동안 저장성을 위해 사용되어 왔습니다. 육두구라는 향신료인 너트멕과 계피 역시 인류 역사에서 끊임없이 사용되어 왔으며, 중국의 경우 두유에 응고제를 더해 두부를 만들기도 했습니다. 또한 소석회로 한천을 응고시켜 곤약을 만드는 식으로 식품에 첨가를 한 기록도 있습니다.

이렇게 우리는 식품을 통해 생명을 유지하고 활동하는데 필요한 에너지와 영양소를 얻고 있습니다. 그러나 자연에서 얻은 식품 만으로는 맛과 향을 내는데 한정적이며 오랫동안 식품을 보관하기도 어렵습니다. 따라서 이를 보완하기 위해 과학이 발달하며 덩달아 식품에 좋은 맛과 향을 더하고 색을 예쁘게 하며 음식의 보관 기간을 획기적으로 늘리기 위해 식품에 여러가지 물질을 첨가하기 시작했으며, 이를 식품첨가물이라고 합니다. 즉, 식품첨가물이란 식품을 조리하고 가공할 때 식품의 품질을 증가시키며 보존성을 높이고, 맛, 색 등을 향상시키기 위해 식품 본래의 성분 이외에 첨가하는 물질을 일컫습니다.

"식품첨가물의 종류"

위 표는 국내에서 지정된 식품첨가물을 용도와 그 사용 목적에 따라 분류한 표입니다. 각 용도에 따라 식품첨가물의 종류별 명칭은 크게 23가지가 있으며, 이 23가지 종류 안에 다양한 식품첨가물들이 포함되어 있습니다. 이와 관련하여 이번 시간에는 간략히 종류에 대해서만 파악해 보았으며 이후부터는 위 종류별 세부적인 사항에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

"식품첨가물의 지정 요건"

그렇다면 이렇게 다양한 식품첨가물이 사용 가능한 것으로 지정되기 위해 중요한 사항은 과연 어떠한 것들이 있는지 알아보겠습니다. 우선, 식품첨가물로 지정하여 사용하기 위해서는 국제적으로 안전성 평가가 완료되어 널리 사용되고 있으며 안전성에 문제가 없는 것이 확인된 것이어야 합니다. 또한 과학적으로 검토 가능한 자료를 구비하고 있어야 하며 해당 물질을 사용함으로써 소비자에게 이점이 있어야만 합니다. 소비자에게 이점이라 함은 식품의 제조, 가공에 필수적인지, 식품의 영양가를 유지시킬 수 있는지, 부패, 변질, 기타 화학 변화 등을 방지할 수 있는 것인지 등이 해당됩니다.

그럼 반대로 식품첨가물로 지정하여 사용될 수 없는 경우는 어떤 것들이 있는지 알아보면, 우선 조잡한 원료 및 제조, 가공으로 다른 식품과 조화되지 않는 경우가 있습니다, 또한 소비자를 기만하거나 식품의 영양가를 저하시키는 경우에도 사용할 수 없습니다. 또한 약간 다른 의미이나 질병의 치료, 기타 의료 효과를 목적으로 할 경우에도 식품첨가물로 지정할 수 없으며, 사용 시 원가와 사용 후 개선, 변경된 이점이 거의 없을 경우에도 식품첨가물로 사용할 수가 없습니다.

"식품첨가물의 안전성"

식품첨가물의 안전성을 확인하기 위해서는 다양한 독성 시험이 수행되고 있습니다. 이러한 독성 시험들을 통해 얼마만큼 섭취하면 어떠한 독성이 나타나는지를 파악하고 있으며, 이로써 안전한 섭취량을 산출하고 있습니다. 일반적으로 쥐, 개 등이 실험용 동물로서 이용되며 식품첨가물을 사료에 섞어 장기간 섭취하도록 하여 나타나는 독성을 관찰하거나 독성이 나타나지 않는 섭취량 수준을 산출하고 있습니다. 이런 실험을 통해 안전한 범위의 식품첨가물 섭취량에 대한 정보(1일섭취허용량(ADI), 무독성량 등)을 파악할 수 있습니다.

그렇다면 1일섭취허용량(ADI, Acceptable Daily Intake)는 어떻게 산출할 수 있는 것일까요? 1일섭취허용량(ADI)는 앞서 언급했듯이 실험 동물을 이용한 독성 시험 결과를 토대로 설정됩니다. 동물 실험에 의해 얻어진 독성 시험 결과로부터 무독성량을 구할 수 있는데, 무독성량은 독성을 나타내지 않는 최대 투여량으로, 동물 실험을 통해 얻어진 이 값을 그대로 사람에게 적용할 수는 없기 때문에 동물 실험의 결과를 인간에게 적용하기 위해 안전 계수가 이용됩니다. 안전 계수란 실험 동물에서 실시한 독성 시험의 결과를 인간에게 적용할 경우에 사용하는 경험치로, 일반적으로 동물과 인간과의 종간의 차를 10배, 개개인의 차를 10배라고 생각하고 곱한 값 100배를 안전 계수로 이용합니다. 따라서 이을 이용하여 무독성량을 안전 계수 100으로 나눈 값이 1일섭취허용량(ADI)으로 설정됩니다.

위 표는 독성 시험의 종류를 표기한 표이며, 위와 같이 다양한 종류의 동물 시험을 통해서 동물들이 평생 먹어도 안전한 양을 알아내고, 알아낸 수치의 100분의 1수준을 1일섭취허용량으로 설정하게 됩니다.

식품첨가물에 대한 안전성과 정의는 우리나라뿐 아니라 WHO(세계보건기구), FAO(UN식량농업기구), CODEX(국제식품규격위원회), EU(유럽연합) 등에서 과학적인 근거를 바탕으로 지속적으로 식품첨가물에 노출되었을 경우를 고려하여 권고 또는 법적으로 제한하여 안전성을 확보하고 있습니다.

각 기구 별 식품첨가물에 대한 정의를 살펴보자면 우리나라의 경우 한국 식품위생법 제1장 제2조에 따르면, 식품의 제조, 가공 또는 보존을 함에 있어서 식품에 넣거나 섞는 물질 또는 식품을 적시는 등에 사용되는 물질(기구 및 용기, 포장의 살균, 소독을 목적으로 사용되어 간접적으로 식품에 이행될 수 있는 물질을 포함)이라 정의하고 있습니다. FAO와 WHO의 경우에는 식품의 외관, 향미, 조리 또는 저장성을 향상시키기 위한 목적으로 식품에 소량 첨가되는 비영양 물질이라고 정의합니다. EU의 경우엔 식품첨가물은 감미, 착색 또는 보존 등과 같은 일정한 기술적 기능을 획득하기 위해 식품에 의도적으로 첨가된 물질이라고 정의하며, CODEX는 식품의 일반적인 구성 성분이 아니고 그 자체를 식품으로 사용하지 않으며 영양가와 상관없이 식품의 저장, 수송, 포장, 충진, 조제, 가공에 기술적인 목적으로 식품에 의도적으로 첨가하는 물질이라 정의하고 있습니다.

식품첨가물의 역사는 인류 미각의 역사와 함께 현재까지 지속적으로 안전과 안정성을 고려하여 개발하고 있으며, 현재도 다양한 안전성 실험을 수행하여 안전한 식품첨가물이 추가되고 있습니다. 정부에서도 주기적으로 모니터링하여 물질에 대한 안전성을 검증하고 있으며, 필요에 따라 식품의약품안전처장은 잠재적 위험성이 있다고 판단될 때는 그 주기와 관계없이 행정 명령을 통하여 검사하고 그 결과를 매번 공시하고 있습니다.

한동안 식품첨가물에 대한 부정적인 이슈와 문제점이 대두된 적이 있었지만 현재는 점차 인식 기반이 개선되며 나아지고 있는 것으로 보여집니다. 따라서 우리가 각종 식품을 섭취할 때 건강을 위해서 식품첨가물에 대해 막연함으로 겁내기 보다는 균형 잡힌 식단을 유지하는 것이 건강에 더 유익하다는 것을 알 수 있습니다.

여기까지 식품첨가물에 대한 정의나 종류, 안전성 등에 대해 알아보았습니다. 다음 시간부터는 각종 식품첨가물의 용도 별 사용 목적 및 그 종류 등에 대해 세부적으로 차근차근 알아보도록 하겠습니다.

비타민K, 필로퀴논이란

크레폼지기 — Wed, 28 Apr 2021 12:18:25 +0900

이번 시간에는 비타민K에 관한 내용을 알아보도록 하겠습니다. 비타민K는 지용성 비타민으로 독일어인 'Koagulation'인 응고라는 단어의 앞 글자에서 유래했으며 단어의 의미에서도 알 수 있듯이 주로 혈액의 응고와 관련된 비타민입니다. 비타민K는 혈액 응고 작용 외에도 체내에서 다른 비타민들과 마찬가지로 여러가지 역할을 수행합니다.

비타민K는 퀴논 구조를 갖는데 사슬의 형태에 따라 비타민K1(필로퀴논)과 비타민K2(메나퀴논), 비타민K3(메나디온)로 나뉩니다. 비타민K1인 필로퀴논은 주로 시금치, 케일, 양배추와 같이 짙은 녹색을 가진 식물에서 합성되기 때문에 식물성 비타민K라고도 부릅니다. 이에 비타민K1은 필로퀴논이라는 명칭뿐만 아니라 식물에서 유래한다는 측면에서 피토나디온이라고 부르기도 합니다. 비타민K2인 메나퀴논은 섭취한 비타민K1이 체내에서 또는 장내 세균에 의해 합성되거나, 청국장, 된장 등의 발효식품 및 일부 치즈 또는 계란 노른자 등에서 발견되는 비타민K입니다. 비타민 K1은 주로 소장에서 에너지가 사용되는 능동 수송을 통해 흡수가 되며, 비타민K2는 대장에서 수동 수송을 통해 흡수가 됩니다. 비타민K3인 메나디온은 인공 합성된 형태이며, 각종 연구에 따르면 해당 형태는 체내의 자연적인 항산화제의 역할을 방해할 수 있어서 세포막의 산화적 손상을 유발할 수 있다고 합니다.

"비타민K 발견 역사"

헨리크 카를 페테르 담(1895~1976), 덴마크 생화학자

1929년 덴마크의 생화학자인 헨리크 카를 페테르 담(Henrik Carl Peter Dam)은 코펜하겐 대학교의 생화학 연구소에서 지방 섭취가 부족한 병아리를 연구하고 있었습니다. 몇 주 후 병아리에게서 내출혈이 발생하는 것을 확인하였고 이윽고 외출혈도 시작된 것을 확인하게 됩니다. 또한 해당 병아리들 중 하나의 혈액 시료가 정상보다 느린 속도로 응고되는 것을 발견하게 됩니다. 이와 관련하여 비타민C 결핍증인 괴혈병에 대해 의문을 갖게 된 담은 지속적인 연구를 통해 비타민C, 혹은 콜레스테롤과 같은 다른 특정 비타민도 실험 동물의 출혈을 막지 못하게 한다는 것을 발견하게 됩니다.

1934년, 숀헤이더와 담의 공동 연구를 통해 음식에 삼나무 씨앗(삼나무, 다른 말로 대마나무의 씨)을 첨가할 경우 출혈을 예방할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 따라서 삼나무 씨앗에는 출혈을 예방하는 미지 물질이 함유되어 있다는 결론을 내리게 되었고 담은 혈액 응고에 필요한 것으로 알려진 이 물질을 응고 비타민(coagulation vitamin)이라고 명명했습니다. 이 발견에 대해 독일의 저널에 보고되었을 때 이를 Koagulation vitamin이라고 기재했기에 비타민K라고도 불렸습니다.

이후 지속적인 연구를 통해 해당 비타민K가 양배추, 토마토, 간장 및 콩과의 다년생 쌍 떡잎 식물의 씨와 같은 식물에 존재할 뿐만 아니라 동물의 여러 장기, 그 중에서도 특히 간에도 존재한다는 것을 발견하게 됩니다. 또한 해당 식물들에 비누화되지 않는 지방 분획에 활성이 있다는 것을 밝혀냅니다. 1938년 미국의 과학자 알름키스트는 소장에 있는 세균도 비타민K를 생성한다는 사실을 발견합니다. 따라서 유기체가 필요한 비타민은 음식으로부터 섭취하거나 소장에서 생성되어 충족되고 있다는 것을 발견하게 됩니다.

에드워드 애들버트 도이지(1895~1976), 미국 생리학자

1939년 미국 세인트루이스의 생리학자 에드워드 애들버트 도이지(Edward Adelbert Doisy)는 그의 동료들과 함께 삼나무 씨앗에서 비타민K1을 그리고 어류에서 비타민K2를 순수한 결정 형태로 분리하는데 성공합니다. 같은 해 도이지는 또 다른 동료들과 함께 비타민K의 화학 구조를 분석하여 나프토퀴논의 유도체임을 밝혀냈으며 자연에 존재하는 것과 동일한 비타민K를 실험실에서 합성하는데 성공하게 되었고 이로 인해 비타민K는 의학적으로 널리 이용할 수 있게 됩니다.

비타민K의 정확하고 구체적인 기능은 1974년에 와서야 밝혀지는데 당시 3개 연구소(스텐플로, 넬세스튠, 마그누손 등)는 비타민K 길항제 와파린을 많은 양으로 투여한 소에서 비타민K 의존성 응고 인자인 프로트롬빈을 분리해내게 됩니다. 와파린으로 처리한 소는 이 단백질의 아미노 말단 근처에 10개의 글루타민산염 아미노산 잔기가 있는 한 종류의 프로트롬빈을 가지고 있었지만 정상적인 소는 10개의 독특한 잔기를 가지고 있는 것을 확인하며 해당 잔기는 화학적으로 감마-카르복식글루탄산염, 즉 Gla인 것으로 확인되었습니다.

"비타민K의 구조적 형태"

비타민K(필로퀴논) 구조식

비타민K1은 필로퀴논(phylloquinone), 파이토메나디온(phytomenadione)으로 알려져 있으며, 주로 직접 광합성이 가능한 짙은 녹색 잎을 가진 식물에서 합성되어집니다. 그러므로 식물성 비타민 K라고 합니다. 비타민K1은 이것을 섭취한 동물에 있어서도 혈액 응고 작용을 나타내게 되며, 대부분의 동물들에서 비타민K1은 체내에서 비타민K2로 전환됩니다.

비타민K2는 동물에 있어서는 저장형태로써 이소프레노이드(isoprenoid) 측쇄의 길이에 따라 몇 개의 아류로 구분되며, 이것들의 총칭을 메나퀴논(menaquinones)이라고 합니다. 또한 이를 줄여서 MK-n으로 칭합니다. M은 메나퀴논(menaquinone)을 의미하며 K는 비타민K를 뜻하며 n은 이소프레노이드(isoprenoid) 측쇄의 수를 나타냅니다. 즉 MK-4는 측쇄에 4개의 이소프렌(isoprene) 잔기가 있는 것임을 의미하며 통상 메나테트레논(menatetrenone)이라고 일컬어지는 Menaquinone-4(MK-4)가 동물에 있어서는 가장 흔한 비타민K2의 형태로써, 비타민K1으로부터 동맥벽, 췌장 및 고환에서 합성되어집니다. 이는 체내에서 일종의 효소 기능을 담당한다는 부분이 비타민K1과는 다른점입니다. 동물의 대장에 존재하는 세균의 혐기성 호흡 과정을 통하여 비타민K1은 비타민K2로 변환되며 이를 통해 MK-7부터 MK-11까지 더 긴 측쇄를 형성할 수 있습니다.

"비타민K 기능 및 결핍 증상"

비타민K는 기본적으로 혈액 응고 작용과 뼈와 칼슘, 단백질의 결합 및 대사에 많은 관여를 합니다. 뼈와 칼슘의 대사의 경우 비타민D와 함께 복용할 경우 체내에서 상호 작용을 통해 서로에게 도움이 됩니다.

혈액의 응고 과정은 수많은 과정이 필요하지만 간단하게 살펴보면, 혈액이 응고되면서 피브린이라는 가느다란 그물 모양의 혈병을 생성합니다. 이 물질은 트롬빈 효소에 의해 혈액 안에 있는 피브리노겐이라는 단백질로부터 만들어집니다. 이후 트롬빈 효소는 간에서 형성되는 프로트롬빈으로부터 만들어지게 됩니다. 비타민K는 바로 이 프로트롬빈의 형성에 꼭 필요한 물질입니다. 비타민K가 부족하게 될 경우 프로트롬빈도 덩달아 부족해지며, 연쇄 작용으로 트롬빈 또한 부족해집니다. 결과적으로 피브리노겐은 혈액 응고에 필요한 피브린을 형성할 수 없게 됩니다. 이렇게 되면 출혈이 발생할 경우 응고가 쉽게 이루어지지 않게 됩니다. 이러한 현상을 응용해 비타민K 의존성 응고 인자를 억제하는 와파린을 항응고제로 사용합니다.

또한 비타민K는 뼈에서 칼슘의 결합에 관여하는 단백질인 오스테오칼신을 생성하는데 관여합니다. 뼈를 만드는 조골세포에서 오스테오칼신을 합성하는데, 이 과정에서 비타민D와 비타민K가 모두 관여하며, 이러한 오스테오칼신은 뼈에서 칼슘을 결합하는 역할을 합니다. 비타민K가 부족하면 이러한 오스테오칼신의 생성에 문제가 생기고, 이로 인해 뼈의 칼슘이 혈액으로 빠져나가게 됩니다.

보통 일반적인 식습관을 가진 사람이라면 평소 먹는 음식에서 충분한 비타민K를 섭취할 수 있기 때문에 결핍과 관련된 문제가 거의 발생하지 않습니다. 하지만 지용성 비타민이기 때문에 담즙을 통해 흡수되는 경우가 많은 비타민K의 특성상 간염이나 지방의 흡수불량증을 가진 사람은 비타민K가 결핍될 수 있는 가능성이 있습니다. 이러한 경우에는 추가적으로 별도의 비타민K 섭취를 고려해보아야 합니다.

비타민K의 주요 결핍 증상을 살펴보면 비타민K 의존성 응고 인자의 결핍이 가장 흔하게 나타나며 심할 경우 프로트롬빈 시간 소요가 길어져 갑작스러운 과다 출혈이 발생할 수 있습니다. 또한 혈액 응고가 지연되어 쉽게 멍이 들거나 코피, 잇몸 출혈, 혈뇨, 혈변, 생리혈 증가 등의 증상이 나타날 수 있고 장기화될 경우 뼈의 약화, 골절, 골다공증 발생 위험이 증가하며 출혈 경향이 증가하고 혈액 응고 결함 등이 나타날 수 있습니다.

일반적으로 지용성 비타민은 수용성 비타민과 달리 소변으로 배출이 잘 되지 않는 편이나 비타민K의 경우 배설이 상대적으로 잘 일어나며 체내에서 독성은 거의 나타나지 않는 편입니다. 그러나 과다 복용할 경우 간, 장자, 쓸개 등에 질환이 발생할 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 이외에도 심히 과다하게 축적될 경우 적혈구가 파괴되는 용혈 증상이 발생될 수 있다고 하며 신생아에게는 황달 증상이 나타날 수 있습니다.

"비타민K 함유 식품"

비타민K는 지용성 비타민이지만 비타민D와는 다르게 서두에 언급했듯이 식물성 식품을 통해서 섭취하는 것이 용이합니다. 또한 식물성 식품 외에도 동물성 식품을 통해서도 섭취가 가능하기 때문에 특정 질환이 있는 것이 아닌 이상 결핍에 대한 걱정을 하진 않아도 됩니다. 그럼 몇 가지 예를 통해 어떠한 식품에 비타민K가 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

우선 동물성 식품으로는 소, 돼지의 간, 선지, 어류, 해산물, 가금류, 계란, 치즈 등을 통해서 비타민K를 섭취할 수 있습니다. 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 케일, 시금치, 브로콜리, 방울양배추 및 각종 녹색 채소 들을 통해서 섭취할 수 있으며 발표 식품인 청국장, 된장 등을 통해서도 섭취가 가능합니다.

비타민K 충분 섭취량

비타민K 역시 일일 권장량이 아닌 충분 섭취량으로 표기하고 있으며 대략적인 섭취량은 위 표와같습니다. 비타민K는 독성의 명확하게 나타나지 않기 때문에 별도의 1일 상한 섭취량이 설정 되어있지 않은 상태입니다. 기존까지의 일반적인 비타민과는 다르게 여성과 남성의 섭취량에 차이가 있는데 이는 여성호르몬인 에스트로겐(estrogen)이 비타민K1의 흡수를 촉진하기 때문이며 이로 인해 상대적으로 여성은 남성에 비해 더 적은 양이 권장 섭취량으로 설정되어 있습니다.

여기까지 비타민K를 마지막으로 일반적인 비타민들의 종류와 발견 역사 및 기능 등에 대해 여러가지를 알아보았습니다. 이제는 비타민 시리즈를 종료할 예정이며 다음 시간부터는 잠시 정비의 시간을 갖고 다른 영양소나 식품 첨가물들을 주제로 다시 돌아오도록 하겠습니다.

비타민E, 토코페롤이란

크레폼지기 — Mon, 26 Apr 2021 11:30:34 +0900

이번 시간에는 비타민E, 일명 토코페롤이라고 하는 물질에 대해 알아보도록 하겠습니다. 비타민E는 콩기름, 채종유, 면실유, 야자유 등 식물성 기름에 많이 함유되어 있는 지용성 비타민입니다. 비타민E도 단일 물질이 아닌 8가지 다른 유기 화합물을 총칭하는 명칭이며, 8가지 중 알파-토코페롤이 인체에 가장 많은 영향을 미치는 물질입니다.

"비타민E 발견 역사"

허버트 맥클레인 에반스(1882~1971), 미국 유전학자

비타민E는 1922년 미국의 유전학자인 허버트 맥클레인 에반스(Herbert Mclean Evans)와 캐서린스콧 비숍(Katharine Scott Bishop)에 의해 발견되었고 이후 1935년 캘리포니아 버클리 대학교의 글래디스 앤더슨 에머슨(Gladys Anderson Emerson)에 의해 최초로 순수한 형태로 분리되었습니다. 독일의 화학자인 에르하르트 페른홀쯔(Erhard Fernholz)는 1938년 비타민E의 구조를 분석하였으며 그 직후 같은 해 스위스의 화학자 파울 카러(Paul Karrer)와 그의 연구팀은 비타민E를 최초로 인공 합성하는데 성공했습니다.

에반스는 쥐와 관련된 실험 중 쥐에게 우유만을 제공했을 경우 생식 능력이 쇠퇴해 버리지만 우유에 맥배아유를 같이 주게 될 경우 번식력이 회복되었다고 하는 실험 결과에 힌트를 얻어 소맥배아유에 함유되어 있는 유효 성분을 연구하게 되었으며, 해당 연구를 통해서 토코페롤을 처음 발견하게 되었습니다. 여기서 토코페롤이란 "자식을 얻을 수 있는 알코올"이라는 의미를 갖고 있습니다.

최초로 비타민E를 치료제로 이용한 사람은 1938년 비덴바우어(Widenbaur)였는데, 그는 성장 장애를 겪고 있는 17명의 조산아에게 밀배아유 보충제를 사용하였습니다. 최초의 환자 17명 중 11명은 회복이 되었으며 정상적인 속도로 일반인과 같은 성장을 할 수 있었습니다.

캐서린 스콧 비숍(1889~1975), 미국 의사

1945년 캐나다 온타리오 주 출신의 오누이인 에반스 V. 슈트(Evans V. Shute) 여사와 윌프레드 E. 슈트(Wilfred E. Shute)는 비타민E 메가도스(megadose)는 죽상동맥경화증을 지연시키거나 심지어 진행을 되돌릴 수 있다고 주장하는 논문을 발표하였습니다. 이에 동료들의 검토 발표가 곧 뒤를 이었습니다. 또한 1936년 같은 연구팀은 알파-토코페롤은 혈소판감소성자반병에서 실험 및 임상적으로 모세혈관의 투과성 손상, 혈소판 수가 적은 증상을 개선해 준다는 것을 증명하였습니다.

이후 1948년 쥐에 대해 알록산(alloxan) 효과를 실험하고 있는 동안 기오르게(Gyorge)와 로제(Rose)는 토코페롤을 투여한 쥐가 그렇지 않은 쥐보다 용혈 현상이 덜 나타나고 있다는 데 주목하였습니다. 1949년 겔로스지(Gerloczy)는 부종을 예방하고 치료하기 위해 올-랙-알파-토코페릴-초산염(all-rac-α-tocopheryl acetate)를 투약하였습니다. 투약 방법은 경구 투여와 정맥 주사법이었는데, 경구 투여는 양성 반응을 보였고 정맥 주사법은 반응을 보이지 않았습니다. 비타민E 보충의 이점에 관한 이 초기의 조사 연구는 1960년대 기술된, 비타민E 결핍으로 인한 용혈성 빈혈의 치료로 가는 관문이 되었으며 이후 비타민E 부족으로 인한 유아의 용혈성 빈혈은 비타민E 처방으로 근절되었습니다.

"비타민E의 구조적 형태"

비타민E(토코페롤) 구조식

자연계에는 비타민E의 활성을 가진 화합물이 8 종류가 존재합니다. 이 중 4 종류는 토코페롤(tocopherol) 계통이며, 나머지 4 종류는 토코트리에놀(tocotrienol) 계입니다. 토코페롤과 토코트리에놀 모두 α, β, γ, δ로 구분되며, 이 중 알파-토코페롤(α-tocopherol)의 생물학적 활성이 가장 큰 역할을 수행합니다. 비타민E를 구성하고 있는 긴 탄소 꼬리에 있는 탄소 원자 중 3개는 2종류의 공간구조(R과 S)를 가질 수 있으므로 8 종류의 이성체가 생성될 수 있습니다. 이 중 첫 번째 탄소에서 R 구조를 가진 비타민E 이성체(RRR, RSR, RRS, RSS)만 체내에서 활성을 갖게 됩니다. 식품에 함유된 비타민E는 모두 RRR 구조를 가지므로 활성 형태라고 할 수 있습니다. RRR-α-tocopherol은 D-α-tocopherol으로 표기하기도 합니다. 합성 비타민E는 RRR-α-tocopherol ester 또는 all rac-α-tocopherol의 형태로 판매되고 있습니다. all rac-α-tocopherol이란 처음 탄소에서 R 구조를 갖는 이성체(RRR, RSR, RRS, RSS)와 S 구조를 갖는 이성체(SRR, SSR, SRS, SSS)가 동량 혼합된 것으로, 체내에서 절반의 활성을 갖게 됩니다. all rac-α-tocopherol은 DL-α-tocopherol으로 표기하는 편입니다.

"비타민E 기능 및 결핍 증상"

비타민E는 앞서 언급한 바 있듯이 토코페롤 계통과 토코트리에놀 계통이 있습니다. 먼저 토코페롤(D-α-tocopherol)은 중요한 지용성 항산화제입니다. 이는 글루타치온 과산화효소(glutathione peroxidase) 경로에서 항산화제로서 기능을 수행하며 지질 과산화 연쇄반응으로 생성된 지질 라디칼(lipid radical)과 반응함으로써 세포막이 산화되는 것을 방지해 줍니다. 이는 자유 라디칼 중간 물질을 제거해 주고 산화 반응이 지속되지 않도록 하는 역할을 수행하는데 이 과정에서 생산된 산화된 알파 토코페롤 라디칼은 아스코르빈산염(ascorbate), 레티놀(retinol), 유비퀴놀(ubiquinol)과 같은 다른 항산화제에 의해 환원되어 활성형으로 재생됩니다. 그러나 체내의 농도에서 이 분자의 항산화적 특성의 중요성은 아직 불확실편입니다. 다른 형태의 비타민E는 자체적인 고유 특성을 가지고 있는데 감마 토코페롤(D-γ-tocopherol)은 친전자성 돌연변이원과 반응하는 구핵 원자입니다.

토코페롤에 비하면 아직 토코트리에놀(tocotrienol)은 많은 연구가 진행되지 않은 물질입니다. 그래 비타민E와 관련된 많은 논문 중 토코페롤과 관련된 논문은 그 수가 많지 않으며 현재의 전체적인 연구 방향은 토코트리에놀 쪽으로 더 많은 중요성을 두기 시작했습니다. 토코트리에놀은 알려진바가 많지 않으나 비타민E 군 내에서 더욱 강력한 항산화제 역할을 할 수 있다고 알려져 있습니다. 몇 가지 연구는 토코트리에놀이 하이드록시메틸글루타릴 조효소 A(HMG-CoA) 환원 효소의 활성을 억제함으로써 뉴런의 손상과 콜레스테롤의 감소를 막아주는 특수한 역할을 수행한다고 밝힌 바가 있습니다.

그럼 비타민E가 체내에서 부족하게 되어 결핍될 경우 어떠한 결핍 증상이 나타나는지 알아보겠습니다. 주요 비타민E 결핍 증상으로는 생식 불능, 척수소뇌성운동실조, 근육 질환, 말초신경병증, 운동 실조, 골격근 질환, 망막병증, 면역반응 장애, 적혈구 파괴로 인한 빈혈 및 간 괴사 등이 있습니다. 다행스럽게도 사람에게 있어서 비타민E 결핍증은 거의 나타나지 않기 때문에 대부분 일상적인 식사를 통해서 비타민E 결핍증을 예방하기에 충분한 양의 비타민E가 섭취되고 있다는 것을 알 수 있습니다. 실제로 유전적으로 토코페롤 결합 단백질이 부족하거나 단백질-에너지 영양 불량(PEM) 또는 심한 흡수 불량의 경우를 제외하고는 비타민E 결핍증은 잘 나타나지 않기 때문입니다. 하지만 어떠한 원인이라도 일단 비타민E가 결핍될 경우 심각한 신경 손상 증상이 나타날 수 있습니다.

비타민E 과잉 증상에 대해서는 식품에 자연적으로 함유된 비타민E를 섭취하면서 나타난 과잉 증상이나 독성 및 유해 영향에 대해 보고된 바는 없습니다. 하지만 고용량의 비타민E는 다른 지용성 비타민인 비타민A, 비타민D, 비타민K의 기능을 저해할 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 비타민E를 하루 1,000 I.U 이상 섭취할 경우 두통, 피로, 구역질, 근무력화, 위장 장애 등의 부작용이 나타난다는 보고가 있으며, 식이보충제의 형태로 비타민E를 과량 섭취할 경우 출혈 증가, 프로트롬빈 시간 증가, 혈소판 응집 및 흡착 억제, 혈액 응고 억제 등과 같은 출혈 독성이 나타날 수가 있습니다.

"비타민E 함유 식품"

비타민E가 함유된 식품들로는 콩기름, 채종유, 면실유, 야자유, 해바라기유, 옥수수유 등 식물성 기름과 씨눈 등이 있습니다. 그에 반해 육류, 어류, 동물성 기름 및 대부분의 채소에는 비타민E가 거의 함유되어 있지 않고 일부 녹색 채소에는 소량의 비타민E가 함유되어 있습니다. 동물성 식품의 비타민E는 대부분 알파-토코페롤의 형태이지만 식물성 식품의 경우에는 여러가지 다양한 이성체의 형태로 함유되어 있습니다. 예를 들어 옥수수, 대두 및 들기름에는 감마-토코페롤이 큰 비중을 차지하고 있습니다. 이 외에도 이들 식품의 추출물 또는 비타민E를 강화 합성 첨가한 가공 식품과 비타민E 식이보충제를 통해서 섭취할 수 있습니다.

비타민E의 형태, 종류 및 활성도

비타민E의 표기 방식은 mgα-TE와 I.U를 사용하는데 여기서 I.U라는 단위는 지난 비타민D 시간에도 설명한 바 있듯이 국제 단위(International Unit)의 약자이며 효소나 비타민의 활성의 양을 나타내는 단위입니다. mgα-TE의 경우 mg는 밀리그램을 나타내며 α-TE는 비타민E의 형태를 의미하며 TE는 Tocopherol Equivalent의 약자입니다. 비타민E의 종류와 형태 및 1mg 당 활성도에 대해 표기하자면 위 표와 같기 때문에 비타민E가 어떤 형태 및 종류의 토코페롤이냐에 따라 활성도가 달라지므로 영양성분표에 표기된 각 성분의 형태가 어떤 제품인지 확인하는 것이 좋습니다. 예를 들어 비타민E 400 I.U 제품에서 표기된 비타민E의 형태가 D-α-Tocopherol(디-알파-토코페롤)일 경우 400 I.U를 1.49(활성도 I.U)로 나눌 경우 약 268mgα-TE로 변환할 수 있습니다. 만약 비타민E의 형태가 D-α-Tocopheryl succinate(디-알파-토코페릴 호박산)로 구성되어 있는 제품이라면 400 I.U / 1.21 = 300mgα-TE로 변환시켜서 확인할 수 있습니다.

비타민E 충분 섭취량

위 표와 같이 비타민E 역시 일일 권장량이 아닌 충분 섭취량으로 표기하고 있으며 그 내용은 위 표와 같습니다. 위 표에는 명시하지 않았지만 비타민E 1일 상한 섭취량의 경우 1~2세는 200mg, 3~5세 250mg, 6~8세 300mg, 9~14세 400mg, 15~18세 500mg, 19세 이상과 임신부, 수유부 모두 540mg입니다. 따라서 상한 섭취량 미만으로 충분 섭취량을 충족하는 수준에서 비타민E를 섭취할 수 있도록 해야하겠습니다.

여기까지 비타민E에 대해 여러가지를 알아보았습니다. 다음 시간에는 마지막 비타민K, 필로퀴논에 대해 알아보도록 하겠습니다.

비타민D, 칼시페롤이란

크레폼지기 — Fri, 23 Apr 2021 16:58:47 +0900

지난 시간의 비타민C에 이어 이번 시간에는 비타민D에 관한 이야기를 해보도록 하겠습니다. 비타민D는 앞서 살펴본 비타민B군이나 비타민C와는 다르게 비타민A와 마찬가지로 지용성 비타민으로 분류되며, 세부적으로 비타민D2, 비타민D3로 나눌 수 있습니다. 비타민D2는 일반적으로 식물 내에 존재하고 비타민D3는 동물에 많이 함유되어 있습니다. 이 중 비타민D3가 인체에 중요한 역할을 한다고 할 수 있습니다. 또한 비타민D는 체내에서 자체적으로 형성할 수 있는 비타민으로서 피부 세포에 있는 7-디하이드로콜레스테롤이 햇빛 속 UV-B 자외선을 통해 형성됩니다.

"비타민D 발견 역사"

엘머 맥콜럼(1879~1967), 미국 생화학자

미국의 생화학자인 엘머 맥콜럼(Elmer McCollum)과 마거릿 데이비스(Marguerite Davis)는 1914년 어류인 대구의 간에서 추출한 기름으로 특정 물질을 발견하였는데 이는 후에 비타민A라고 명명되었습니다. 영국의 의사인 에드워드 멜란비(Edward Mellanby)는 위에서 언급한 대구 기름을 섭취한 개는 구루병에 걸리지 않는다는 것을 발견하고 비타민A 또는 이와 관련된 특정 요소가 구루병이라는 질환을 예방할 수 있을 것이라는 연구 결과를 발표합니다. 이후 1922년 엘머 맥콜럼은 비타민A를 분해시키고 조제한 대구 기름을 별도로 검사하게 됩니다. 구루병에 걸린 개가 앞서 비타민A를 제외하고 조제된 대구 기름으로 치료가 되는 것을 확인한 맥콜럼은 구루병을 치료한 대구 기름에 있는 요소는 비타민A와는 별개의 요소라는 결론을 내리며 이를 발표하는데 이 물질을 비타민D라고 명명했습니다. 비타민D라고 명명한 이유는 비타민D가 순서상 4번째로 발견하고 명명한 비타민이었기에 알파벳 순서에 따라 D라고 붙인 것입니다. 이때 까지만 해도 비타민D가 인간 체내에서 자외선광 노출로 인해 자체 합성이 가능하다는 사실을 인지하진 못하고 있었습니다.

아돌프 오토 라인홀트 뷘다우스(1876~1959), 독일의 화학자

1925년 미국의 의사인 알프레드 파비안 헤스(Alfred Fabian Hess)는 연구 중 7-디하이드로콜레스테롤을 빛에 노출시키니 특정 종류의 지용성 비타민이 생성된 것을 확인했고 "빛이 곧 비타민D이다"라고 언급했습니다. 독일의 괴팅겐 대학교의 아돌프 오토 라인홀트 뷘다우스(Adolf Otto Reinhold Windaus)는 스테롤(sterol)의 구조 및 비타민과의 관련성에 대한 연구로 1928년 노벨 화학상을 받았습니다. 1929년 런던 런던 햄프스테드의 국립의료연구소(NIMR)의 한 그룹은 비타민D의 구조에 관하여 연구를 진행하고 있었는데 이 당시만 하더라도 스테로이드의 구조는 물론 비타민D의 구조도 확인하지 못한 상태였습니다. J.B.S. 할데인(J.B.S. Haldane), J.S. 버널(J.D. 버널), 도로시 크로우풋(Dorothy Crowfoot)은 그룹을 결성하고 비타민D의 구조에 관한 논의를 진행하였습니다. X선 결정학은 뷘다우스가 이끄는 독일팀이 제안하는 바와는 달리 스테롤 분자가 평평하다는 것을 증명하였습니다. 1932년 오토 로젠하임(Otto Rosenheim)과 해롤드 킹(Harold King)은 스테롤과 담즙산(bile acid)의 구조를 제시하는 논문을 한 편 발표하였으며, 이는 발표되자마자 큰 호응을 얻었습니다. 연구 팀원인 로버트 베네딕트 보어딜런(Robert Benedict Bourdillon), 오토 로젠하임, 해롤드 킹, 케네스 캘로우(Kenneth Callow) 사이의 비공식적인 공동 학술 연구는 매우 생산적이었고 마침내 비타민D를 순수하게 분리해내고 그 특성을 확인할 수 있게 되었습니다. 이후 1930년 아돌프 뷘다우스는 비타민D의 화학적 구조를 더욱 명확하게 밝혀내게 됩니다.

"비타민D 구조적 형태"

비타민D(콜리칼시페롤/비타민D3) 구조식

비타민D에는 몇 가지 형태가 존재하는데 주요 형태는 비타민D2, 에르고칼시페롤과 비타민D3, 콜레칼시페롤이라고 하며, 아래 첨자가 없는 비타민D는 비타민D2, 비타민D3 또는 두가지 형태 모두를 뜻하며 칼시페롤이라 총칭합니다. 비타민D2는 1931년 화학적으로 특성이 확인되었고 비타민D3는 1935년 화학 구조가 확인되었으며 7-디하이드로콜레스테롤에 자외선을 비출 경우 생성된다는 사실이 증명되었습니다. 비타민D의 다양한 종류는 세코스테로이드(secosteriod), 즉 스테로이드 고리 중 하나가 끊어져 있는 변형된 스테로이드 호르몬의 형태이며, 비타민D2와 D3의 구조적 차이는 곁사슬에 있습니다. 비타민D2의 곁사슬은 탄소22와 탄소23 사이에 이중 결합이 있으며 24번 탄소에는 메틸기가 존재합니다.

비타민D2의 경우 효모나 식물들 위주로 존재하며, 비타민D3는 연어, 고등어 등 기름진 생선이나 간유, 난황 등에 포함되어 있습니다. 이중에서 체내에서 자체적으로 합성되는 비타민D는 비타민D3 형태입니다.

UV-B 자외선에 의해 피부의 7-디하이드로콜레스테롤이 프리비타민D3로 전환되고, 프리비타민D3는 온도에 의해 비타민D로 이성화됩니다. 프리비타민D3의 약 50%는 2시간 내 비타민D로 변화하게 됩니다. 비타민D는 피부에서 혈액 내로 들어와 비타민D 결합 단백질과 결합하게 되며 프리비타민D3의 일부는 UV-B 자외선에 의해 생리적 활성이 없는 루미스테롤(lumisterol)이나 타키스테롤(tachysterol)로 이성화 됩니다. 혈액 내로 들어가지 못한 비타민D3는 UV-B 자외선에 의해 스파스테롤(suprasterol) I, 수프라스테롤 II로 이성화 됩니다. 이러한 작용 기전에 의해 단순히 햇빛에 지나치게 노출된다고 해도 비타민D에 따른 독성이 발생하지 않게 됩니다.

"비타민D 기능 및 결핍 증상"

비타민D는 체내에서 골격 성장 및 유지, 무기질의 항상성 유지에 필수적인 호르몬이며 골다공증의 예방과 치료뿐만 아니라 골격계 이외의 조직에서도 중요한 역할을 수행합니다. 골격과 무기질의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 장기인 뼈, 신장, 소장 내에 활성형 비타민D인 1,25(OH)2D3(이하 칼시트리올)과 높은 친화력으로 결합하는 비타민D 수용체(VDR)가 존재하며 이 외에도 심장, 위장, 췌장, 뇌, 피부, 성선, 면역세포 등 여러 장기와 조직에서도 VDR이 존재한다는 것은 비타민D가 비골격계의 생물학적 과정에 관여한다는 가능성을 시사합니다.

지금까지 비타민D와 질병에 대한 많은 연구가 이루어져 왔지만 주로 골다공증이나 골연화증 등의 골격 질환에 국한되어 진행되어 왔습니다. 비타민D와 일차적으로 연관 있는 장기인 뼈, 신장, 소장은 무기질 대사와 신경 근육계에 관여하지만 비타민D의 효과는 무기질과 골격의 항상성 유지에만 국한되지 않는다고 할 수 있습니다. 그렇다면 이렇게 체내에서 다양한 형태로 중요한 역할을 수행하는 비타민D의 결핍과 과잉에 대해 알아보도록 하겠습니다.

태양 광선이 비타민D 합성에 중요한 역할을 하기 때문에 태양을 적게 보거나 태양에 노출되는 시간이 적은 직업에 종사하는 사람들은 비타민D 결핍에 주의를 해야 합니다. 또한 자외선 차단제를 바르고 햇빛에 노출되거나 실내에서 유리창을 통해 햇빛에 노출되는 것으로는 비타민D가 생성되지 않습니다. 자외선 차단제는 비타민 D 형성에 필수인 UV-B 자외선을 적극적으로 차단시키기 때문이며, 유리창도 피부암을 발생시킬 수 있는 UV-A 자외선은 투과되어 노출되지만 마찬가지로 UV-B 자외선은 차단되기 때문에 이러한 것만으로는 비타민D 결핍이 발생할 수 있습니다.

비타민D 결핍의 주요 원인으로는 일조량 부족, 비타민D 흡수 장애, 간/신장 장애 등이 있으며 결핍 증상으로는 구루병, 골다공 증 등 뼈와 관련된 질병이 발생될 수 있습니다. 이 외에도 비타민D는 면역 세포 생성과 활성에도 관여하기 때문에 면역력 약화로 인한 아토피 피부염, 알레르기 비염과 같은 증상이 발생할 수 있습니다. 또한 당뇨병, 심부전, 심장병, 근육통, 고혈압 등의 질병이 발생될 수 있기 때문에 비타민D가 결핍되지 않도록 적절한 양을 섭취하는 것이 중요합니다.

비타민D는 지용성이기 때문에 체외 배출이 쉽지 않아 체내에 쌓일 수가 있습니다. 이렇게 쌓인 비타민D는 스테로이드 호르몬과 유사하게 작동하게 되며 세포 안에서 순환하게 됩니다. 비타민D과 과하게 체내에 축적될 경우 단백질 수용체나 전달체와 같이 비타민이 저장되는 장소들이 가득 차게 되어 제대로 결합하지 못하게 됩니다. 이렇게 비타민D를 과잉으로 섭취하게 될 경우 주요 과잉 증상으로는 고칼슘혈증, 신부전증, 메스꺼움 및 구토, 변비, 근육 피로 및 뼈의 통증, 불안, 우울증, 정신 착란 등이 발생할 수 있습니다.

"비타민D 함유 식품"

비타민D는 자연 식품에 거의 없거나 극히 소량만 함유되어 있는 편입니다. 비타민D는 식물성 식품만을 통해서는 섭취하기가 어려운 편이며 동물성 식품, 그 중 특히 어류를 통해서 섭취하는 것이 가장 효율적입니다. 그럼 몇 가지 예를 통해 어떠한 식품에 비타민D가 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

동물성 식품으로는 동물과 생선의 간, 청어, 갈치, 황새치, 대구, 홍연어, 고등어, 정어리, 참치 등을 통해서 비타민D를 섭취할 수 있으며, 계란, 치즈 등에도 소량 함유되어 있습니다. 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 송이버섯, 표고버섯 등 버섯류를 통해서 섭취가 가능하며 비타민D가 강화되어 있는 일부 식품인 오렌지 주스, 유제품, 씨리얼 등을 통해서도 어느정도 섭취가 가능합니다.

비타민D 충분 섭취량

비타민D의 함량의 경우 일반적인 mg, μg 등으로 표현하기도 하지만 일반적으로 I.U라는 단위를 보다 많이 사용하는 편입니다. I.U의 경우 국제 단위(International Unit)의 약자이며, 효소나 비타민의 활성의 양을 나타내는 단위입니다. 처음 물질이 개발되었을 때 정확한 분자량을 결정하지 못한 상태에서 무게와 무관하게 일정한 효능을 나타내는 단위를 1 단위로 결정하게 되고 해당 물질의 분자 구조가 밝혀지면서 분자량이 결정되어 무게와 역가와의 상관 관계가 밝혀지게 됩니다. 쉽게 표기하자만, I.U는 효능을 나타내는 단위이며 mg, μg은 무게를 나타내는 단위입니다.

비타민D의 1 I.U는 무게 단위로 환산할 경우 0.025μg이며, 반대로 비타민D 1μg은 40 I.U로 표기할 수 있습니다. 비타민D 역시 지난 시간에 알아본 비타민B7과 마찬가지로 정확한 필요량을 추정할 수 있는 과학적 근거가 부족하기 때문에 일일 권장량 대신 충분 섭취량으로 표기하고 있습니다. 비타민D의 충분 섭취량은 위 표와 같으며, 성별과 무관하게 14세 미만 어린이들의 경우 5μg(200 I.U), 14세 이상 성인의 경우 10μg(400 I.U)로 설정하고 있습니다. 위 표에는 명시하지 않았지만 비타민D 1일 상한 섭취량의 경우 1~2세는 30μg(1,200 I.U), 3~5세 35μg(1,400 I.U), 6~8세 40μg(1,600 I.U), 12~18세 100μg(4,000 I.U)입니다. 따라서 상한 섭취량 미만으로 충분 섭취량을 충족하는 수준에서 비타민D를 섭취할 수 있도록 해야하겠습니다.

여기까지 비타민D에 대해 여러가지를 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민E, 토코페롤에 대해 알아보도록 하겠습니다.

비타민C, L-아스코르브산이란

크레폼지기 — Wed, 21 Apr 2021 16:16:26 +0900

지난 시간까지 기나긴 비타민B군에 관한 이야기는 마무리되었으며 이번 시간부터는 비타민B군 이후 물질들에 대해 차근차근 알아가보고자 합니다. 그 첫번째로 바로 많은 분들이 엽산과 더불어 가장 많이 알고 있고 섭취도 많이 하고 있는 비타민C, 일명 아스코르브산입니다. 비타민C는 비타민B군과 더불어 대표적인 수용성 비타민으로 체내에서 자체 합성을 할 수 없으며 축적량이 많지 않고 신장을 통한 소변으로 배출이 잘 되므로 꾸준히 규칙적으로 섭취를 해야 하는 물질입니다.

"비타민C 발견 역사"

알베르트 센트-기오르기(1893~1986), 헝가리-미국 생화학자

비타민C와 관련하여 유명한 일화들은 비타민 시리즈의 첫 글에 상세하게 기술한 바 있으니 이번시간에는 실제적으로 비타민C를 발견한 과정 위주로 설명하도록 하겠습니다. 비타민C 결핍증의 대표적인 예인 괴혈병은 대 항해시대인 16세기경 항해 중인 많은 선원들의 목숨을 앗아갔습니다. 이 질환에 대한 인류 초창기 기록은 BC 400년경 히포크라테스가 기술한바 있지만 질병의 원인에 대한 과학적 기초를 제공하려고 한 최초의 인물은 영국 왕실 해군의 군의관 제임스 린드(James Lind)에 의해 이루어졌습니다. 린드는 여러가지 통제 실험을 통해 감귤 열매가 괴혈병 예방에 효과적이라는 것을 밝혀냈고 1753년 '괴혈병에 관한 논문'에 자신의 연구를 발표하였습니다.

괴혈병 치료제라는 명칭은 18세기와 19세기 괴혈병을 예방하는 것으로 알려진 식품들을 총칭하는 용어로 사용하였으나 어떤 기전을 통해 예방하는지는 알지 못했습니다. 또한 괴혈병을 치료하는 물질이 확인되기 전에도 가공하지 않은 동물성 식품을 포함하여 거의 모든 신선한 음식이 괴혈병을 예방하는데 충분한 양으로 존재한다는 암시를 여러 문헌을 통해 확인할 수 있었습니다. 1928년 북극 인류학자 빌흐잘무르 스테판손(Vilhajalmur Stefansson)은 이누이트족은 식물성 식품을 거의 먹지 않고도 괴혈병에 걸리지 않으나 탐험에 참가한 유럽인은 이누이트와 비슷한 양의 충분한 삶은 고기를 섭취하는데도 괴혈병에 걸리는 것을 보고 최소한으로 삶은 신선한 고기에서 괴혈병을 치료하는 물질을 얻을 수 있다는 이론을 세웠으며, 1928년 2월부터 1년간 스테판손과 그의 동료들은 의료진의 감독 하에 최소한으로 삶은 고기만 섭취하고 지냈는데 괴혈병에 걸리지 않고 건강을 유지한 것을 확인하게 됩니다.

1907년 괴혈병 치료 인자를 분리하여 정확히 확인하기 위한 생물학적 시료 모델이 개발되었습니다. 노르웨이 어선단에서 발생하는 선상 각기병을 연구하던 노르웨이의 두 내과의사인 악셀 홀스트(Axel Holst)와 테오도르 프뢸리히(Theodor Frølich)는 각기병 연구에 이용하던 비둘기를 검사용 소형 동물로 대체하고 싶어했습니다. 이들은 작은 동물인 기니어피그를 이용하기로 하고 비둘기에게 각기병을 유발했던 먹이인 시험용 곡물과 밀가루로 만든 먹이를 먹이기 시작했습니다. 그런데 정말 우연하게도 오히려 각기병이 아닌 괴혈병이 발생하는 것을 확인하게 되었습니다. 그 당시까지 괴혈병은 인간 이외 다른 동물에게서는 관찰된 적이 없던 질병이었기에 인간에게만 발생하는 질병으로 인식하고 있었습니다. 이후 홀스트와 프뢸리히는 다양한 신선한 먹이와 추출물을 먹임으로써 기니아피그의 괴혈병을 치료할 수 있음을 발견하게 됩니다. 음식물에 함유된 비타민에 대한 본질적인 생각이 제기되기도 전에 괴혈병에 대한 완벽한 실험 모델이 발견된 것은 비타민C 연구에 있어 가장 중요한 부분으로 간주되었습니다.

이후 많은 연구과정을 거쳐 1928년 헝가리 연구팀이었던 알베르트 센츠-기오르기(Albert Szent-Györgyi)와 조셉 L. 스뷔르벨리(Joseph L. Svirbely)는 괴혈병 치료 인자를 처음으로 확인하게 됩니다. 센츠-기오르기는 메이요 클리닉에서 동물의 부신으로부터 화학적 L-헥수론산을 분리해내게 되었으며, 1932년 후반 이 헥수론산이 괴별형 치료 인자라는 것을 증명하게 되었으며, 1933년 추가적인 연구를 통해 영국의 저명한 화학자인 월터 노먼 하워스(Walter Norman Haworth)와 함께 이를 인공적으로 합성하게 됩니다. 이후 센츠-기오르기와 하워드는 L-헥수론산을 '괴혈병을 없애는 산(a-scorbic acid)'이라고 부를 것과 괴혈병에 대항하는 작용에 경의를 표하는 의미에서 L-아스코르브산으로 명명하기로 했습니다.

1933~1934년 동안 하워스와 동료 영국인 화학자 에드먼드 허스트(Edmund Hirst)는 비타민C를 직접 합성하였고 이 외에도 독자적인 연구를 통해 폴란드의 화학자 타데우스 리히슈타인(Tadeus Reichstein)도 별도로 비타민C를 대량으로 합성하는데 성공하였으며 이것이 인공적으로 생산한 최초의 비타민이 되었습니다. 이후 리히슈타인 공정으로 반합성 비타민C는 값싸게 대량 생산할 수 있게 되었으며 빠르게 시판될 수 있었고 이 리히슈타인 공정은 오늘날에도 비타민C 생산에 널리 이용되고 있습니다.

"비타민C의 구조적 형태"

비타민C(L-아스코르브산) 구조식

비타민C의 화학식은 C6H8O6으로, 한 분자의 비타민C는 탄소원자 6개, 수소원자 9개, 산소원자 6개로 이루어져 있습니다. 허나 분자 내 모든 원자들이 평명 위에 놓여 있지 않으며 3차원적으로 배열이 되어 있는 상태입니다. 비타민C, 일명 아스코르브산은 산의 일종이며 항산화제로서 체내에서 산화 방지의 역할을 하는데 이건 유기산의 특징입니다.

아스코르브산은 비닐로기성 카르복실산(vinylogous carboxylic acid)이고, 하이드록실 중 하나에서 탈 양성자화될 때 아스코르베이트 음이온을 형성하며 이 음이온은 공명으로 인한 전자의 비편재화를 통해 안정됩니다. 이러한 특성은 리덕톤(reductone)의 특징으로, 아스코르브산은 리덕톤의 대표적인 예라고 할 수 있습니다 리덕톤이란 엔디올기에 인접하여 카르보닐기를 갖는 화합물의 총칭을 의미합니다.

비타민C는 ph 5이하의 환경에서는 아스코르브산, 이상에서는 아스코르브산염으로 주로 존재하며 이는 아스코르브산음이온이 상호변환으로 공명하는 구조이기에 가능한 형태입니다. 아스코르브산은 구연산과 마찬가지로 산의 형태를 나타내지만 실제적으로 포도당(C6H12O6)과 구조적으로 관련이 있습니다. 인체는 비타민C를 직접적으로 합성할 수 없지만 다른 포유 동물이나 식물들은 체내에서 포도당을 통해 비타민C를 직접 합성할 수 있습니다.

"비타민C 기능 및 결핍 증상"

비타민C는 인체에서 다양한 기능을 수행합니다. 직접적으로는 이온화 상태, 산화-환원 상태, 접촉면을 낮추기 위한 역할, 수산화 이온의 참여 등 생리 화학적 성질을 경유해 다양한 기능에 관여합니다. 간접적으로는 효소 활성도에 영향을 미치며, 아드레날린, 노르아드레날린, 세로토닌 등의 호르몬 생산에 관여합니다. 또한 효소 합성, 체내 독성 물질 해독, 항히스타민 효과, 손상된 조직 재생 등에도 도움을 줍니다. 이 외에도 체내 콜라겐 합성 및 아미노산의 수산화를 담당하고 항산화제로서의 역할도 수행하며, 철분 흡수를 증가 시키고, 엽산 이용을 효율적으로 할 수 있도록 관여합니다.

비타민C는 혈액보다 조직 내에 더 많이 존재하며 연령, 부위, 개인에 따라 저장의 차이가 있지만 일반적으로 부신 > 백혈구, 뇌하수체 > 뇌 > 눈, 췌장 > 신장, 간, 비장 > 심장 근육 > 혈장 순으로 비타민C를 함유하고 있습니다.

부신에서 비타민C 작용은 부신에서 생성되는 호르몬과 관련이 크며, 호르몬 생성을 돕고 산화를 방지하는 역할을 합니다. 백혈구에서는 좀 더 다양한 역할을 수행하는데 감마-글로불린을 생성하고 백혈구를 통해 손상된 조직으로 이동하여 조직을 재생하는데 중요한 역할을 합니다. 또한 백혈구의 탐식 작용을 강화시키고 항히스타민 작용에 관여합니다. 뇌에서는 노르아드레날린과 세로토닌의 생성에 관여하며 노르아드레날린의 산화를 막고 기 생성된 노르아드레노크롬을 감소시킵니다. 또한 뇌-혈액 장벽을 강화시키며 신경 독성 물질을 차단시키는 역할도 합니다.

비타민C는 결핍이 발생할 경우 너무나도 유명한 괴혈병을 유발하며 이외에도 주요 결핍 증상으로 관절 통증, 빈혈, 감염성 질환, 만성 피로, 식욕 부진, 우울증 등이 나타나게 됩니다. 하지만 현대에 들어서 비타민C 결핍으로 인한 괴혈병은 거의 발생하지 않고 있으며 적절한 식단과 신선한 채소, 과일 등을 꾸준히 섭취할 수 있다면 결핍에 대한 걱정은 크게 하지 않아도 됩니다. 다만 흡연, 알코올 중독 등에 의해서는 비타민C의 필요량이 훨씬 늘어날 수 있기 때문에 기본적인 건강 관리가 필수입니다.

비타민C를 과다 섭취할 경우와 관련해서는 기본적으로 수용성을 띄기 때문에 몸에 축적되지 않고 금세 배출되기 때문에 큰 문제가 없으나 고용량을 단기간에 복용할 경우 철분 독성이나 메스꺼움, 복통, 설사 등을 유발할 수 있다는 연구결과가 있기 때문에 특별한 상황이 아닌 이상 단기간에 고용량 비타민C 식이보충제 등을 다량 섭취하는 것은 주의해야 합니다.

"비타민C 함유 식품"

비타민C는 대부분 식물성 식품을 통해서 섭취하기가 용이합니다. 동물성 식품에도 함유되어 있지만 식물성에 비하면 그 양이 효율적이지 않기 때문에 가급적 신선한 채소, 과일 등을 통해 섭취할 것을 권장합니다. 그럼 몇 가지 예를 통해 어떠한 식품에 비타민C가 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

동물성 식품으로 동물의 간이나 고등어 등 그 종류가 많지 않지만 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 고추, 구아바, 오렌지 주스, 케일, 자몽, 복숭아, 키워, 브로콜리, 사과 주스, 콜리플라워, 방울 양배추, 레몬, 리치, 오렌지, 겨자, 파파야, 딸기, 귤, 파인애플 등 수많은 종류가 있습니다. 따라서 육식 위주의 식단을 챙겨 드시는 분이라도 가급적이면 비타민C 섭취를 위해서는 각종 채소나 과일류도 꼭 같이 드시는 것이 비타민C 섭취에 큰 도움이 된다는 것을 알 수 있습니다.

비타민C 일일 권장량

비타민C의 일일 권장량은 위 표와 같으며, 일반적인 영양제 형태의 비타민C 제품들의 함량은 1,000mg ~ 1,500mg으로 권장량보다 훨씬 높은 수준임을 알 수 있습니다. 수용성 비타민의 특성상 다량 섭취해도 어느 정도 시간이 지난 후 몸 밖으로 배출되긴 하지만 앞서 언급했듯이 단기간에 고용량으로 다량 섭취할 경우 부작용이 발생할 수 있다는 점을 꼭 인지하고 적절한 양을 섭취할 수 있도록 해야됩니다.

여기까지 비타민C에 대해서 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민D, 칼시페롤에 대해 알아보도록 하겠습니다.

비타민B12, 코발라민이란

크레폼지기 — Mon, 19 Apr 2021 12:35:28 +0900

이번 시간에는 코발라민(cobalamin)이라고 불리는 비타민B군의 막내 비타민B12 입니다. 비타민B12는 약 70여 년 전 빈혈 치료제로 발견된 이후 전 세계적으로 의학, 생물학, 화학, 영양학 등 다양한 분야의 연구자들에 의해 활발히 연구가 진행되어 온 물질입니다. 비타민B12는 엽산 대사 과정에 관여하고 신경 기능의 유지에도 관여하는 물질입니다. 체내에서 필요로 하는 비타민B12의 양은 극 소량이지만 여러 체내 대사에 필수적인 매우 중요한 비타민입니다. 비타민B12는 인간이나 동물의 체내에서 자체적으로 합성하지 못하는 물질이며 특정 세균에 의해서만 생산됩니다. 일부 세균만이 비타민B12를 합성할 수 있는 효소를 가지고 있는데 아직까지 정확히 어떠한 세균들이 비타민B12를 생산하는지 명확하게 알려져 있지는 않습니다. 주로 산소가 부족한 소화관 내에서 생존할 수 있는 락토바실러스(lactobacillus), 프로피오니박테리움(propionibacterium), 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 세균들과 일부 슈도모나스(pseudomonas dentrificans) 등의 균이 자연 상태의 인간 장내에서 비타민을 합성하는 것으로 알려져 있습니다.

"비타민B12 발견 역사"

매리 쇼 쇼브(1907~1990), 미국의 생화학자

비타민B12 결핍증은 보통 생명을 위협하는 빈혈 질환인 악성 빈혈의 원인으로 이 결핍증이 의학에 처음 기술되었을 때 그 병의 원인이 알려져 있지 않았습니다. 치료법과 비타민B12는 여러 연구 과정 속에서 우연히 발견되었습니다. 미국의 병리학자 조지 호이트 휘플(George Hoyt Whipple)은 개에게 빈혈을 유도한 후 다양한 먹이를 주며 어떤 먹이를 통해서 개들이 가장 빨리 빈혈로부터 회복되는지를 관찰하는 실험을 진행하였습니다. 이 실험에서 그는 많은 양의 간을 섭취한 개가 혈액 상실로 인해 유발된 빈혈로부터 가장 빨리 회복되는 것으로 보인다는 것을 발견하고 간을 섭취할 경우 악성 빈혈이 치료될지 모른다는 가정을 하였으며 1920년 몇 가지 성공의 징후를 발표하였습니다.

일련의 임상 연구 후, 1926년 조지 리처드 미넛(George Richards Minot)과 윌리엄 패리 머피(William Parry Murphy)는 개의 빈혈을 치료한 간 안의 물질을 부분적으로 분리하는 일에 착수했으며, 해당 물질이 철(Fe)이라는 것을 발견하게 됩니다. 이들은 특정 조건 하에서 개의 빈혈에 아무런 효과가 없었던 간 내 다른 물질이 인간의 악성 빈혈에 치료효과가 있다는 사실도 발견하게 됩니다. 이와 동시에 간 즙에서 발견된 악성 빈혈에 대한 특이 인자 치료약도 발견하였습니다. 이후 1934년 휘플, 미넛, 머피는 노벨 의학상을 공동 수상하게 됩니다.

이러한 일련의 연구 성과들로 인해 박테리아 배양액으로부터 비타민B12가 발견되게 됩니다. 1947년, 미국의 메리 쇼 쇼브(Mary Shaw Shob)는 메릴랜드 대학교 축산학과의 연구를 수행하면서 림프순환지방용해술 시료(LLD assay) 개발 연구를 진행했습니다. 여기서 LLD란 "LLD 인자"를 필요로 하는 박테리아 균주인 Lactobacillus Lactis Dorner의 약자로서 해당 인자가 결국 비타민B12로 판명되었습니다. 쇼브와 그 동료들은 LLD 시료를 이용하여 간 추출물로부터 항 악성 빈혈 인자를 빠르게 추출해냈으며, 1948년 이 방법을 이용하여 순수한 비타민B12를 분리하는 데 성공했습니다. 이후 보다 정확한 화학 구조는 1956년 결정 데이터를 기초로 하여 도로시 크로우풋 호드킨(Dorothy Crowfoot Hodgkin)과 그의 팀이 밝혀내게 됩니다.

"비타민B12의 구조적 형태"

비타민B12(코발라민) 구조식

비타민B12는 코발라민 유도체의 한 종류입니다. 코발트를 함유하는 유기 금속 물질이며 세포 내 존재하는 일부 효소의 활성에 필수적인 조효소로서의 역할을 수행합니다. 위 구조식에서 볼 수 있듯이 좌측 중앙 코발트를 중심으로 원형을 그리며 질소와 결합을 이루고, 그 외 코발트와 결합하는 부분의 물질에 따라 비타민B12의 기능과 성질이 결정됩니다. 사람의 모든 세포 내에는 메티오닌 합성효소(methionine synthase, MS)와 메틸말로닐-CoA 변위 효소(methylmalonyl-CoA mutase, MUT) 두 효소들이 각각 메틸 코발라민(MeCbl)과 아데노실 코발라민(AdoCbl)을 필수 조효소로 사용하여 활성을 나타내며 메티오닌 합성과 아미노산, 지방산 대사에 관여합니다.

비타민B12의 결핍은 이 효소들의 불활성화를 초래하게 되며, 결과적으로 DNA 합성 및 단백질 합성에 필수적인 메티오닌 결핍을 유발하고 호모시스테인, 메틸말로닉산이 축적되게 됩니다. 따라서 정상적인 비타민B12 의존 효소들의 활성을 위해서는 세포 내로 흡수된 다양한 형태의 유도체들은 메틸 코발라민과 아데노실 코발라민 형태로 변환, 합성과 의존 효소들로의 적절한 수송이 선행되어야 합니다. 또한 비타민B12는 화학적으로 반응성이 높기 때문에 빛, 산소, 산, 알칼리 등에 민감하고 세포 내 저농도로 존재하기 때문에 비타민B12 효소들로의 전달을 담당하는 단백질들의 존재가 필수적입니다.

"비타민B12 기능 및 결핍 증상"

비타민B12, 코발라민은 체내에서 중요하고도 다양한 역할을 수행합니다. 아드레날 호르몬 생성, 지방/탄수화물/엽산 대사 및 소화, 적혈구 생성 및 혈액 순환, 철분 흡수, 생식계 건강, 신경계 및 인지 기능, DNA 합성, 세포 성장의 조절 및 균형 등 대충 보아도 신체 내 핵심 기능에 골고루 관여되어 있다는 것을 알 수 있습니다.

또한 비타민B12는 신경세포가 절연체 미엘린(myelin)을 생성하는데 도움을 줍니다. 여기서 미엘린이란 뉴런을 구성하는 신경 돌기의 겉을 여러 겹으로 싸고 있는 인지방질 성분의 막을 의미하며 신경 세포를 둘러싸는 흰색의 지방질 물질로 뉴런을 통해 전달되는 전기 신호가 누출되거나 흩어지지 않게 보호해주는 역할을 합니다. 이렇게 미엘린이 건강한 상태일 경우 신경 병증, 균형 감퇴, 청력 문제, 우울증과 같은 신경 문제 발생 확률이 극도로 낮아집니다.

비타민B12 결핍은 주로 식이보충제를 섭취하지 않는 채식주의자나 체내 흡수 장애로 인해 발생할 수 있습니다. 비타민B12는 주로 동물성 식품에 함유되어 있으며 체내에 들어왔을 때 소장의 마지막 부분인 회장에서 혈액과 함께 흡수되어 대장으로 이어지게 됩니다. 하지만 비타민B12가 흡수되려면 위에서 생성되는 단백질인 내인 인자와 결합되어야 하며 내인 인자가 없을 경우 비타민B12가 장에서 흡수되지 않고 그대로 배출되게 됩니다.

주요 결핍 증상으로는 빈혈이 있으며 이와 함께 빈혈을 주 증상인 창백해짐, 쇠약, 피로 등이 동반됩니다. 또한 빈혈이 점차 심화될 경우 숨가쁨, 현기증 및 빠른 심박수를 유발하게 되며 때때로 비장과 간이 비대해지는 현상도 발생합니다. 증상 목록을 나열해보면, 악성 빈혈, 거대 적혈구성 빈혈, 소양증, 장 기능 저하, 소아의 식욕 및 발육 부진, 만성 피로, 권태감, 집중력 및 기억력 감퇴, 소화불량, 변비, 신경계 손상 초래, 말초혈관 혈전증, 통풍 유발, 소아 시력 감소, 피부 발진 등이 있습니다.

비타민B12를 과다 섭취할 경우와 관련해서는 아직까지 뚜렷한 문제가 보고된 바가 없습니다. 수용성으로 고용량 과다 섭취를 하게 되더라도 일반적으로 건강상의 문제를 일으키지 않으며 신장에서 소변으로 배출되어 몸에 축적되지 않습니다. 또한 특정 연구 결과에 따르면 비타민B12를 매일 2mg(2,000μg)씩 경구 복용하더라도 비타민B12 결핍 치료에 안전하고 효과적이라는 내용도 있습니다. 따라서 과잉/과다 섭취에 대한 부분은 크게 걱정하지 않아도 될 것 같습니다.

"비타민B12 함유 식품"

비타민B12, 코발라민의 경우 다른 비타민B군과는 다르게 특정 박테리아, 세균 등에 의해서만 합성되어 동물의 내장 및 근육, 어패류, 유제품 등에 함유되어 있기 때문에 일반적으로 동물성 식품을 통해서만 일반적인 섭취가 가능합니다. 물론 식물성 식품을 통해서도 섭취가 가능하나 그 양이 굉장히 적은 편입니다. 그럼 몇 가지 예를 통해 어떠한 식품에 비타민B12가 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

동물성 식품으로 동물의 간, 콩팥 등에 높은 함량이 함유되어 있으며 이 외에도 조개, 정어리, 소고기, 참치, 송어, 연어, 우유, 치즈, 계란 등을 통해서 섭취가 가능합니다. 식물성으로 섭취할 수 있는 식품으로는 된장, 청국장, 고추장, 맥주 효모 등의 발효 식품과 버섯류, 김, 파래, 다시마, 미역 등 해조류 등이 있습니다. 특히 김과 파래의 경우 동물의 간 수준만큼 비타민B12 함유량이 높은 편이지만 굽거나, 조리를 하게 되면 함량이 크게 감소하기 때문에 생김, 무침 등으로 섭취하기를 권장해드립니다. 다만 식물성 식품들의 경우 동일한 제품이라고 할지라도 비타민B12의 함량의 변동이 크기 때문에 극단적인 채식주의자들의 경우에는 가급적이면 식이보충제 형태의 비타민B12 제품을 섭취하는 것이 결핍을 막는 중요한 사항이라고 할 수 있겠습니다.

비타민B12 일일 권장량

비타민B12의 일일 권장량은 위 표과 같습니다. 앞서 언급했듯이 가급적 동물성 식품을 통해서 섭취를 하는 것이 좋으며 채식주의자 분들의 경우에는 과다 섭취에 대한 부작용이 없기 때문에 보충제를 통해서 섭취하기를 권장해드립니다.

여기까지 비타민B군의 막내인 비타민B12에 대해서 알아보았습니다. 오랜 시간에 걸쳐 비타민B군에 대해 알아보았으며 드디어 다음 시간에는 B군이 아닌 비타민C에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

비타민B9, 엽산이란

크레폼지기 — Fri, 16 Apr 2021 17:24:54 +0900

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.

비타민B7, 비오틴(바이오틴)이란

크레폼지기 — Wed, 14 Apr 2021 17:53:55 +0900

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.

비타민B6, 피리독신이란

크레폼지기 — Mon, 12 Apr 2021 16:38:58 +0900

이번 시간에는 비타민B 군중 하나이자 비타민B6, 피리독신이라 불리는 것에 대해 알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 비타민B6는 체내 합성이 이루어지진 않으며, 단일 물질이 아닌 피리독신, 피리독살, 피리독사민 및 이들에 인산에스테르가 합쳐진 6종류의 물질을 총칭하는 이름입니다. 이 6종류의 물질들은 체내에서 서로 전환이 가능하며, 생물학적 활성의 차이는 없다고 합니다. 이 중에서 피리독신이 가장 먼저 발견되었기 때문에 비타민B6를 대표하는 명칭으로 자주 사용됩니다.

"비타민B6 발견 역사"

폴 기오르기(1893~1976), 헝가리 생화학자

비타민B6는 비타민B2와 마찬가지로 1926년 조셉 골드버그 등이 펠라그라라는 질병의 예방에 관련하여 실험을 하던 중 발견된 물질입니다. 당시에는 이것이 여러 물질의 복합체인 것을 알지 못했으며, 골드버거 등은 자신들이 발견한 물질을 PP인자라고 불렀습니다. 이 후 비타민B2라는 이름을 얻게 됩니다. 1934년 폴 기오르기는 비타민B2와는 구분되며 사람의 펠라그라와 유사한 쥐의 피부병을 낫게 하는 물질의 존재를 확인하고 비타민B6라는 이름을 붙였으며, 다음해인 1935년 PP인자로부터 비타민B2와 비타민B6를 분리하는데 성공합니다.

1936년 사무엘 렙코프스키가 최초로 비타민B6를 결정상으로 분리하였으며, 1939년 스탠턴 A. 해리스 등에 의해 처음으로 화학 구조가 밝혀졌습니다. 해리스 등은 아데르민이라고 불렀고, 기오르기 등은 필리독신이란 명칭을 제안했는데 현재에는 피리독신이란 이름이 일반화되었습니다. 피리독신이란 명칭은 이 물질의 화학 구조에서 피리딘 고리에 하이드록실기가 연결되어 있다는 것에서 유래되었습니다. 초창기엔 비타민B6가 피리독신 단독 물질인줄 알았지만 이 후 연구에 의해 단일 물질이 아닌 몇 가지 형태가 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 1944년 에스몬드 E. 스넬은 피리독살과 피리독사민을 발견했으며, 같은 해 칼 어거스트 포커스 등은 이들의 인공적인 합성에 성공했습니다.

"비타민B6의 구조적 형태"

비타민B6(피리독신) 구조식

비타민B6는 생물학적으로 피리독신 활성을 갖고 있는 유도체들, 피리독신, 피리독살, 피리독사민과 화합물 형태인 PLP형태로 존재하며 아미노산 대사를 비롯한 신경 전달 물질의 합성과 스테로이드 호르몬의 조절 기능 등 여러 가지 효소계의 조효소로서 100여가지 효소반응에 참여하며 필수 기능을 담당합니다.

피리독신은 시스타오닌 합성 효소의 조효소로 호모시스테인의 대사에 관여하며 테트라하이드로엽산(THF), 일명 사수소엽산을 메틸렌 사수소엽산으로 전환시키는 과정에도 필요한 물질입니다. 또한 인산(P)와 함께 DNA, RNA와 같은 핵산의 합성에도 효소 활성화 기능을 하며 에너지를 만들어 내는 일에서 중요한 역할을 하며 비타민B12의 흡수에도 보조 역할을 수행합니다.

"비타민B6의 기능 및 결핍 증상"

비타민B6인 피리독신은 수용성 비타민B 군의 하나로서 체내에서 100여가지 이상의 효소를 보조하는 영양소입니다. 이런 역할을 통해 수면, 면역 건강 및 심혈관 건강에 중요한 역할을 하며 아미노산 대사를 촉진하는 역할도 수행합니다. 모든 형태의 비타민6는 단백질과 아미노산 대사를 촉진하는 조효소 생성 기능에 가담하고 이렇게 생성된 조효소는 아미노산을 운반하고 분해하여 탄소가 함유된 원자 그룹을 제거하는 등의 과정에 참여하게 됩니다.

이렇게 수행하는 기능은 거의 모든 세포에 필수적이기 때문에 비타민B6는 우리 체내에서 굉장히 넓은 영역에 걸쳐 영향을 미치는 영양소라고 할 수 있습니다. 이 외에도 글리코겐을 포도당으로 변환시키는 역할 수행과 함께, 면역 세포 생산을 촉진시키고 호르몬 건강에 관여하며 지방 대사도 촉진하는 역할을 합니다. 또한 신경 시스템에 영향을 미치는 신경 전달 물질 합성을 촉진시키며 심혈관계에 중요한 혈중 아미노산 호모시스테인의 농도를 조절하는 기능도 수행합니다. 이러한 비타민B6의 기능 활성화를 위해서는 비타민B2(리보플라빈), 비타민B3(니아신), 아연 등이 필요하며 비타민B6 섭취를 위해 식품을 선택할 경우 비타민B군 영양소와 아연을 골고루 균형 있게 섭취할 수 있도록 해야 합니다.

피리독신은 비타민B군 답게 다양한 종류의 식품군에 함유되어 있으며 극도로 제한된 식사 환경이나 특정 질환, 알코올 중독 증상이 있지 않는 이상 결핍증이 거의 발생하지 않습니다. 주요 결핍 증상으로는 구각염, 구내염, 피부염, 간질성 혼수, 말초신경 장애, 현기증, 우울증, 메스꺼움, 신장 결석, 빈혈 등이 있으며 심한 결핍이 발생할 경우 전신 경련, 극심한 신경 장애 증상 등을 보이기도 합니다. 이러한 결핍 증상은 비타민B6를 복용하면 쉽게 증상이 완화됩니다.

비타민B6는 수용성으로 체내에 쌓이지 않고 일정량 이상 섭취할 경우 신장을 통해 소변으로 배출되기 때문에 흔하지 않지만, 임신기 입덧, 월경전 증후근 등을 치료할 목적으로 200mg/일 이상의 비타민B6를 수개월 또는 수 년 동안 섭취할 경우 신경 장애가 유발되거나 비틀거림, 운동 실조 입 주위 감각 상실 등의 증세를 보일 수 있습니다.

"비타민B6 함유 식품"

피리독신 역시 광범위한 식품군에 함유되어 있기 때문에 몇몇 예를 통해 어떠한 식품 등에 풍부하게 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

비타민B6 함유 식품의 경우 동물성으로 돼지고기, 닭고기, 생선, 계란, 우유 등에 풍부하며 식물성으로는 밀, 옥수수, 콩, 현미, 당근, 헤이즐넛, 감자, 시금치 등을 통해서 섭취할 수 있습니다. 비타민B군 계열은 대부분의 식품에 함유되어 있으며 거의 유사한 식품군을 통해서 섭취할 수 있기 때문에 결핍 증상에 대해서는 크게 걱정하지 않아도 됩니다.

비타민B6 일일 권장량

비타민B6의 일일 권장량은 위 표와 같으며 균형 잡힌 식단을 통해서 섭취할 경우 일 권장량은 충분히 만족시킬 수 있습니다. 여기까지 비타민B6, 피리독신에 대해 간략하게 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민B7, 비오틴에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

비타민B5, 판토텐산이란

크레폼지기 — Thu, 8 Apr 2021 19:12:47 +0900

비타민B5, 판토텐산이라고도 불리는 이 비타민은 비타민B군 중 하나로서 인체에 필요한 필수 영양소입니다. 판토텐산은 판토인산과 베타알라닌의 결합체로 해당 명칭은 “모든 곳”을 의미하는 그리스어 판토텐(pantothen)에서 유래한 것입니다. 판토텐산은 거의 모든 종류의 식품에서 최소한 극소량이라도 함유되어 있기 때문에 해당 명칭이 붙은 것으로 알려져 있습니다.

"비타민B5 발견 역사"

로저J.윌리엄스(1893~1988), 미국 생화학자

판토텐산은 1933년 로저 J. 윌리엄스(Roger J. Williams)가 판토텐산이 효모 생장에 필수적임을 확인함으로써 발견되었습니다. 1936년, 지난 비타민B3 시간에 언급했던 콘라드 엘버헴과 토마스 H. 쥬크스를 통해 윌리엄스가 발견한 물질이 닭의 생장에 연관되며 또한 항 피부염 인자라는 것을 입증했습니다. 이에 윌리엄스는 이 물질을 ‘판토텐산’이라고 명명했으며, 그는 자신이 테스트한 거의 모든 식품에 판토텐산이 존재한다는 것을 발견했기 때문에 앞서 서술했듯이 ‘모든 곳’을 의미하는 그리스어에서 명칭을 따왔습니다. 이후 윌리엄스는 지속적인 연구를 통해서 판토텐산의 화학 구조를 밝혀냈습니다.

"비타민B5의 구조적 형태"

비타민B5(판토텐산) 구조식

판토텐산은 비타민B군 중 하나로서 친수성 액상의 산 성질을 띄며 중성에서 열에 대해 안정한 상태를 유지합니다. 또한 아미노산과 베타알라닌 및 판토인산으로 합성되며 존재하는 화합물이며, 많은 효소 과정에서 보조인자로서 조효소 A(Conenzyme A)의 합성시 시작 화합물로 존재합니다. 대부분의 조효소 A는 세포 내 미토콘드리아에 함유되어 있으며 식품을 통해 섭취한 탄수화물, 지방 및 단백질에서 에너지를 생산하기 위해 조효소 A의 일부인 판토텐산이 반드시 필요합니다. 또한, 조효소 A는 콜레스테롤, 호르몬, 비타민A, 비타민D 및 멜라토닌 합성을 유발하는 화학 반응을 위해 반드시 필요한 성분이며 판토텐산을 통해 간의 작용에도 영향을 미칩니다.

판토텐산은 다른 비타민B 군 물질과 긴밀하게 작용하며 특히 그중에서 비타민B2(리보플라빈)의 작용을 도와주는 역할을 수행합니다. 또한 비타민B7(비오틴)은 조효소 A와 작용하여 신체 내에서 수많은 주요 기능을 수행합니다.

"비타민B5의 기능 및 결핍증상"

비타민B5인 판토텐산은 조효소 A와 뗄레야 뗄 수가 없는데 지방산 합성 효소의 일부인 아실기운반단백질의 구성 성분으로 지방산과 탄수화물 대사에서 아실기의 활성화와 운반을 돕는 역할을 수행합니다. 체내에서 장세포가 판토텐산을 흡수하기 위해서는 유리 판토텐산으로 전환되어야 하는데 장 내에서 조효소 A와 함께 여러 작용을 거치고 가수 분해되어 장효소인 판트테이나제를 통해 유리 판토텐산 형태로 변환시키며 흡수합니다. 판토텐산은 또한 혈액 세포를 생성하는데 기여하며, 성 호르몬과 항 스트레스 호르몬을 생성시키는데 관여하며 콜레스테롤 합성에도 역할을 수행합니다.

판토텐산은 이름에 걸맞게 굉장히 다양한 종류의 식품군에 함유되어 있으며 장내 세균을 통해 합성되기 때문에 결핍증이 거의 발생하지 않습니다. 다만 다른 비타민B군과 마찬가지로 극단적인 식사 결핍이나 알코올 중독 증상을 보이는 환자들에게서 결핍증을 발견할 수 있습니다.

주요 결핍 증상으로는 과민증, 불안감, 피로감, 무감각, 권태감, 불면증, 위장장애(메스꺼움, 구토, 위경련 등), 마비나 근육경련과 같은 신경계 이상 증후군, 저혈당, 인슐린 민감도 증가 등이 있습니다. 이와 반대로 과잉 섭취로 인한 부작용은 보고된 바가 거의 없으며 체내에 축적되지 않고 수용성으로 인해 과잉 섭취시에도 소변을 통해 배출됩니다.

"비타민B5 함유 식품"

판토텐산은 광범위한 식품군에 함유되어 있기 때문에 몇몇 예를 통해 어떠한 식품 등에 풍부하게 함유되어 있는지 알아보도록 하겠습니다.

비타민B5 함유 식품의 경우 동물성으로 쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 고등어, 게, 연어, 계란 등을 통해 쉽게 섭취할 수 있으며 식물성으로는 표고버섯, 브로콜리, 느타리 버섯, 고구마, 아보카도, 해바라기씨 등을 통해서 섭취할 수 있습니다. 비타민B군 계열은 거의 유사한 식품군을 통해서 섭취할 수 있기 때문에 고의적인 식사 제한이나 알코올 중독이 아닌 이상 결핍 증상에 대해서 걱정하지 않아도 됩니다.

비타민B5 일일 권장량

비타민B5의 일일 권장량은 위 표와 같으며 꾸준하고도 다양한 식사를 통해서 일 권장량을 충분히 만족시킬 수 있습니다. 여기까지 비타민B5, 판토텐산에 대해 간략하게 알아보았습니다. 다음 시간에는 비타민B6, 피리독신에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.