비타민 A 는 최초로 규명된 비타민이다. 1876 년, Snell 은 생선 간유(肝油)에서 분리한 기름이 야맹증과 안구건조증을 치료할 수 있다는 것을 보였다. 1880년, Lunin 이 실험동물이 제대로 성장하고 살아가기 위해서는 탄수화물, 지방, 단백질만으로는 부족하며 소량의 우유가루가 필수적이라는 것을 발견했다. 1909년, Stepp 이 우유에서 지용성물질을 추출했고 1916 년 McCollum 이 지용성 A 와 수용성 B 를 구분해냈다. 이후, Drummond 가 지용성 A 를 비타민 A 라고 명명했다 (1).
흔히 비타민 A 라고 지칭되는 것은 레티놀 retinol 이다.
레티놀의 다양한 유도체를 레티노이드 retinoid 라고 한다. 레티노이드는 생체내에서 쉽게 분해되어 비타민 A 가 된다. 비타민 A 는 오직 동물의 조직에서만 발견되며 식물에서 발견되는 프로비타민 A 는 카로테노이드 carotenoid 라고 불린다. 프로비타민 A 는 동물의 체내에서 분해되어 비타민 A 가 된다. 600 종이 넘는 카로테노이드가 존재하지만 대략 10 종류의 카로테노이드만이 인간의 체내에서 비타민 A 를 만드는데 사용되는데 이 중 가장 중요한 것은 베타카로틴b-carotene 이다 (2).
간에 저장된 비타민 A 의 90%는 레티닐 팔미테이트의 형태로 존재한다. 레티놀은 간에서 에스테르화된다 (1). 레티닐 팔미테이트 란, 레티놀의 에스테르로, 필요할 때 효소에 의해 분해되어 레티놀을 내어놓게 된다.
베타카로텐 및 비타민 A 유도체의 흡수율은 같이 존재하는 지방의 양에 따라 달라진다 (지용성 비타민이기 때문에). 베타카로틴은 효소(15,15'-carotene dioxygenase) 에 의해 반으로 잘라져서 레티날이 된다 (레티놀의 알데하이드). 레티날은 효소(retinal reductase) 에 의해 환원되어 레티놀이 된다. 레티날 중 일부는 비가역적으로 산화되어 레티놀산 (retinoic acid) 이 된다. 이 반응은 전적으로 비타민 A 의 양에 의해 조절된다. 즉 베타카로틴은 몸이 필요로 하는만큼만 분해되어 비타민 A 가 된다. 그러므로 베타카로틴은 비타민 A 과잉증을 일으키지 않는다 (1).
생체내에서 비타민 A 는 주되게 3 가지 용도로 사용된다 (1).
1. 상피세포의 성장, 발달, 분화. 이때 주되게 사용되는 형태는 레티놀산. 특히 레티놀산이 폐의 기능과 발달에 중요하다고 한다 (3). 신생아와 비교하였을 때, 미숙아의 간에는 심각할 정도로 레티놀의 함량이 적다는 것이 알려져 있다 (4).
2. 생식. 비타민 A 는 고등동물의 생식에 필수적이다. 남성호르몬 테스토스테론의 합성에 레티놀산이 필요하며 정자의 생산에 레티놀이 필요하다. 여성에 있어서 태아의 건강한 발달에 레티놀은 필수적이다.
3. 시력. 망막 (retina) 에서 레티놀은 (11Z)-레티날이 되고 옵신 opsin 단백질과 결합하여 로돕신 (시홍, 색소단백질, rhodopsin) 을 만든다. 빛을 만나면 로돕신은 최종적으로 레티날과 옵신으로 분리되고 이 과정에서 시신경이 자극되어 시각이 생긴다. 때문에 비타민 A 가 결핍되면 야맹증이 발생하고 심하면 실명하기도 한다.
하루에 필요한 비타민 A 는 어느정도인가?
미국의 권장량은 어른의 경우, 하루 7500 RE 이상은 섭취하지 않도록 하고 어린이에게는 하루 3000 RE 이상은 주지 않도록 하고 있다 (2). RE 는 비타민 A 의 단위인데, 비타민 A 는 여러가지 형태로 존재하기 때문에 레티놀로 환산했을 때의 양을 기준으로 한다 (RE = Retinol Equivalent).
비타민 A 결핍증. Hypovitaminosis A.(2)
아직도 많은 개발도상국 및 후진국에는 비타민 A 결핍증이 흔하다. 비타민 A 결핍증은 주식이 정제미, 카사바, 흰감자이면서 고기, 지방, 유색채소의 섭취가 제한적인 곳에서 주되게 발생한다 (아시아, 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카). 지방이 비타민 A 의 흡수를 돕기 때문에, 전반적으로 영양섭취가 부실하면 비타민 A 및 베타카로틴이 풍부한 음식을 먹는다고 해도, 흡수를 잘 하지 못해서 결국 비타민 A 가 결핍되게 된다. 어린이들은 특히 비타민 A 결핍에 예민하게 반응하는데 이것은 비타민 A 가 성장에 따라 급격히 필요하게 되기 때문이다 (5). 후진국 및 개발도상국에서 비타민 A 결핍은 유아의 높은 감염률 및 사망률의 원인이 된다. 1985년에, 방글라데시, 인도, 인도네시아, 필리핀의 어린이중 40만-50만명이 비타민 A 결핍으로 인해 부분적으로 시력을 잃거나 실명하게 될 것이라고 추정되었다. 안구건조증은 야맹증 및 실명의 전단계로 나타나는데 비타민 A 를 투여하면 회복된다. 이미 기원전 1500년에 이집트인 및 중국인들은 야맹증을 치료하기 위해 간의 추출물을 사용했다는 기록이 있다 (6). 후진국에 만연한 비타민 A 결핍을 해결하기 위해서 특별 프로그램이 1987년에 실시되었는데 고농도의 비타민 A 유도체를 경구로 매 3개월 혹은 6개월마다 투여한 결과, 안구건조증을 예방할 수 있었다는 보고가 있다. 남부 인도에서는 매주 비타민 A 를 투여한 결과 어린이 사망률을 54% 나 줄였다는 보고도 있다. 치료목적을 위해서 고농도의 비타민 A 를 몇개월간격으로 투여하는 것은 드문 일이 아니다.
비록 베타카로틴을 충분히 공급하더라도, 단백질 공급이 원활하지 않다면 베타카로틴의 분해효소 및 운반단백질을 충분히 합성할 수 없어서 결핍증에 빠지게 된다. 인간뿐만 아니라, 가축도, 풀이 아니라 사료를 먹고 자람에 따라 비타민 A 를 만드는 프로비타민 A 의 섭취가 부족하므로 비타민 A 유도체를 공급해주어야 한다.
비타민 A 과잉증. Hypervitaminosis A.(2)
급성 및 만성 과잉증이 있으며, 일차적인 증상은 두통, 구토, 어지러움증 등이 있고 유아의 경우는 대천문(大泉門, 아기머리뼈에 나있는 틈) 이 부풀어오른다. 만성적으로는 식욕부진, 탈모, 염증 (입술, 입, 눈, 피부), 골다공증, 피로, 불안, 소화불량, 발열, 간기능저하, 기형 등을 유발한다 (6). 급성독성을 유발하려면 성인의 경우 최소 600 mg, 어린이의 경우 100mg 을 투여해야 한다. 만성의 경우 하루 20-50mg 을 몇년간 복용하여야 한다 (6). 미국의 경우 (아마 한국도 비슷하겠지만) 이제 과잉증은 별로 큰 문제가 되지 않으며, 오직 무지, 부주의, 남용으로 인해서 과다복용할 경우에만 발생한다.
베타카로틴의 과다복용.
비타민 A 와는 달리 베타카로틴은 과다복용했다고 해도 피부가 노랗게 변할 뿐 (특히 손바닥) 비타민 A 과잉증의 증상을 보이지 않는다. 베타카로틴은 몸안에서 필요한 만큼만 분해되어 비타민 A 로 바뀌기 때문이다.
주.
1) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH.
2) Current Pharmaceutical Design, 2000, 6, 311-325.
3) Molecular Aspects of Medicine, 2003, 24, 431-440.
4) Pediatr. Res., 1985, 19, 892-893.
5) Ann. N. Y. Acad. Sci., 1981, 9-23.
6) Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1992, 31, 103-156.
흔히 비타민 A 라고 지칭되는 것은 레티놀 retinol 이다.
레티놀의 다양한 유도체를 레티노이드 retinoid 라고 한다. 레티노이드는 생체내에서 쉽게 분해되어 비타민 A 가 된다. 비타민 A 는 오직 동물의 조직에서만 발견되며 식물에서 발견되는 프로비타민 A 는 카로테노이드 carotenoid 라고 불린다. 프로비타민 A 는 동물의 체내에서 분해되어 비타민 A 가 된다. 600 종이 넘는 카로테노이드가 존재하지만 대략 10 종류의 카로테노이드만이 인간의 체내에서 비타민 A 를 만드는데 사용되는데 이 중 가장 중요한 것은 베타카로틴
간에 저장된 비타민 A 의 90%는 레티닐 팔미테이트의 형태로 존재한다. 레티놀은 간에서 에스테르화된다 (1). 레티닐 팔미테이트 란, 레티놀의 에스테르로, 필요할 때 효소에 의해 분해되어 레티놀을 내어놓게 된다.
베타카로텐 및 비타민 A 유도체의 흡수율은 같이 존재하는 지방의 양에 따라 달라진다 (지용성 비타민이기 때문에). 베타카로틴은 효소(15,15'-carotene dioxygenase) 에 의해 반으로 잘라져서 레티날이 된다 (레티놀의 알데하이드). 레티날은 효소(retinal reductase) 에 의해 환원되어 레티놀이 된다. 레티날 중 일부는 비가역적으로 산화되어 레티놀산 (retinoic acid) 이 된다. 이 반응은 전적으로 비타민 A 의 양에 의해 조절된다. 즉 베타카로틴은 몸이 필요로 하는만큼만 분해되어 비타민 A 가 된다. 그러므로 베타카로틴은 비타민 A 과잉증을 일으키지 않는다 (1).
생체내에서 비타민 A 는 주되게 3 가지 용도로 사용된다 (1).
1. 상피세포의 성장, 발달, 분화. 이때 주되게 사용되는 형태는 레티놀산. 특히 레티놀산이 폐의 기능과 발달에 중요하다고 한다 (3). 신생아와 비교하였을 때, 미숙아의 간에는 심각할 정도로 레티놀의 함량이 적다는 것이 알려져 있다 (4).
2. 생식. 비타민 A 는 고등동물의 생식에 필수적이다. 남성호르몬 테스토스테론의 합성에 레티놀산이 필요하며 정자의 생산에 레티놀이 필요하다. 여성에 있어서 태아의 건강한 발달에 레티놀은 필수적이다.
3. 시력. 망막 (retina) 에서 레티놀은 (11Z)-레티날이 되고 옵신 opsin 단백질과 결합하여 로돕신 (시홍, 색소단백질, rhodopsin) 을 만든다. 빛을 만나면 로돕신은 최종적으로 레티날과 옵신으로 분리되고 이 과정에서 시신경이 자극되어 시각이 생긴다. 때문에 비타민 A 가 결핍되면 야맹증이 발생하고 심하면 실명하기도 한다.
하루에 필요한 비타민 A 는 어느정도인가?
미국의 권장량은 어른의 경우, 하루 7500 RE 이상은 섭취하지 않도록 하고 어린이에게는 하루 3000 RE 이상은 주지 않도록 하고 있다 (2). RE 는 비타민 A 의 단위인데, 비타민 A 는 여러가지 형태로 존재하기 때문에 레티놀로 환산했을 때의 양을 기준으로 한다 (RE = Retinol Equivalent).
비타민 A 결핍증. Hypovitaminosis A.(2)
아직도 많은 개발도상국 및 후진국에는 비타민 A 결핍증이 흔하다. 비타민 A 결핍증은 주식이 정제미, 카사바, 흰감자이면서 고기, 지방, 유색채소의 섭취가 제한적인 곳에서 주되게 발생한다 (아시아, 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카). 지방이 비타민 A 의 흡수를 돕기 때문에, 전반적으로 영양섭취가 부실하면 비타민 A 및 베타카로틴이 풍부한 음식을 먹는다고 해도, 흡수를 잘 하지 못해서 결국 비타민 A 가 결핍되게 된다. 어린이들은 특히 비타민 A 결핍에 예민하게 반응하는데 이것은 비타민 A 가 성장에 따라 급격히 필요하게 되기 때문이다 (5). 후진국 및 개발도상국에서 비타민 A 결핍은 유아의 높은 감염률 및 사망률의 원인이 된다. 1985년에, 방글라데시, 인도, 인도네시아, 필리핀의 어린이중 40만-50만명이 비타민 A 결핍으로 인해 부분적으로 시력을 잃거나 실명하게 될 것이라고 추정되었다. 안구건조증은 야맹증 및 실명의 전단계로 나타나는데 비타민 A 를 투여하면 회복된다. 이미 기원전 1500년에 이집트인 및 중국인들은 야맹증을 치료하기 위해 간의 추출물을 사용했다는 기록이 있다 (6). 후진국에 만연한 비타민 A 결핍을 해결하기 위해서 특별 프로그램이 1987년에 실시되었는데 고농도의 비타민 A 유도체를 경구로 매 3개월 혹은 6개월마다 투여한 결과, 안구건조증을 예방할 수 있었다는 보고가 있다. 남부 인도에서는 매주 비타민 A 를 투여한 결과 어린이 사망률을 54% 나 줄였다는 보고도 있다. 치료목적을 위해서 고농도의 비타민 A 를 몇개월간격으로 투여하는 것은 드문 일이 아니다.
비록 베타카로틴을 충분히 공급하더라도, 단백질 공급이 원활하지 않다면 베타카로틴의 분해효소 및 운반단백질을 충분히 합성할 수 없어서 결핍증에 빠지게 된다. 인간뿐만 아니라, 가축도, 풀이 아니라 사료를 먹고 자람에 따라 비타민 A 를 만드는 프로비타민 A 의 섭취가 부족하므로 비타민 A 유도체를 공급해주어야 한다.
비타민 A 과잉증. Hypervitaminosis A.(2)
급성 및 만성 과잉증이 있으며, 일차적인 증상은 두통, 구토, 어지러움증 등이 있고 유아의 경우는 대천문(大泉門, 아기머리뼈에 나있는 틈) 이 부풀어오른다. 만성적으로는 식욕부진, 탈모, 염증 (입술, 입, 눈, 피부), 골다공증, 피로, 불안, 소화불량, 발열, 간기능저하, 기형 등을 유발한다 (6). 급성독성을 유발하려면 성인의 경우 최소 600 mg, 어린이의 경우 100mg 을 투여해야 한다. 만성의 경우 하루 20-50mg 을 몇년간 복용하여야 한다 (6). 미국의 경우 (아마 한국도 비슷하겠지만) 이제 과잉증은 별로 큰 문제가 되지 않으며, 오직 무지, 부주의, 남용으로 인해서 과다복용할 경우에만 발생한다.
베타카로틴의 과다복용.
비타민 A 와는 달리 베타카로틴은 과다복용했다고 해도 피부가 노랗게 변할 뿐 (특히 손바닥) 비타민 A 과잉증의 증상을 보이지 않는다. 베타카로틴은 몸안에서 필요한 만큼만 분해되어 비타민 A 로 바뀌기 때문이다.
주.
1) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH.
2) Current Pharmaceutical Design, 2000, 6, 311-325.
3) Molecular Aspects of Medicine, 2003, 24, 431-440.
4) Pediatr. Res., 1985, 19, 892-893.
5) Ann. N. Y. Acad. Sci., 1981, 9-23.
6) Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1992, 31, 103-156.
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