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비타민 A 본문

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비타민 A

블로클로 2020. 8. 4. 15:22
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비타민 A 

비타민 A 는 현대 사회에서 섭취가 저조한 영양소로 알려져 있다. 2008년 국민건강영야조사에서 2005년 한국인 영양섭취기준을 적용했을때 19세 이상에서 43.6% 가 평균필요량 미만으로 비타민 A를 섭취하고있는 것으로 나타났으며 2008~2012년의 국민건강영양 조사 자료분석에는 비타민 A 평균 섭취량이 19~49세의 성인 남자에게서는 943.0 RE. 여자는 813.RE. 로 나타났다. 

그러나 이러한 자료는 비타민 A 의 단위를 레티놀당량(RE)으로 적용한 결과로 , 카로티노이드 섭취를 합하여 비타민 A 섭취상태를 나타낸 경우는 2015년부터 채택한 레티놀활성당량 단위로 적용한 결과와는 다르게 나타난다. 즉 2015 한국인 영양소 섭취기준에서는 비타민 A 의 단위가 RAE 로 변경되어 적용되므로 비타민 A의 섭취상태가 더욱 낮게 나타날 수 잇다.

비타민 A라고 하면 레티놀과 그 에스테르 형태인 레티닐에스테르트들,그리고 비타민A 합성을 갖는 몇몇 카로티노이들을 총칭한다. 이 중 체내에서 전환과정 없이 활성을 띠는 레티놀과 레티닐에스테르는 주로 동물성 식품에 존재하며, 카로티노이드는 주로 식물성 식품에 존재한다. 식물성 식품내에는 600종 이상의 카로티노이들이 존재한다. 그 중 비타민 A 전구체라 불리는 몇 가지만이 체내에서 레티날 또는 레티노익산으로 전환되어 비타민 A로서 활성을 가지게 된다.


일반적으로 레티노이드라 함은, 비타민A 및 그와 구조적으로 관련된 물질들을 종합적으로 지칭하는 말로서, 여기에는 식품 내 함유된 레티놀이나 레티닐 에스테르,카르티노이드 같은 천연물질과 합성된 물질들이 포함되며, 이들은 최근 피부질환이나 피부의 노화방지 또는 특정 암의 치료등에도 쓰이고 있다. 한편 천연 카로티노이드 중에서는 약 50가지 정도만이 어느 정도의 생물학적 활성을 지닌다. 그 궁 가장 활성이 높고 양적으로 우세한 것이 베타카로틴으로서 다른 카로티노이드에 비해 비타민 A 활성이 2배 정도이다. 이들 비타민 A 활성을 지닌 물질들은 모두 체내에서 산화, 또는 부분적 분해 단계등을 거쳐 레티놀 또는 레티날, 레티노익산등으로 전환되어 그 활성을 나타낸다.


비타민 A의 체내 기능

비타민 A의 시각 관련 기능

비타민 A의 주요 기능은 시각관련 기능으로, 망막의 간상세포와 원추세포가 각각 어두운 곳과 밝은 곳의 시각작용을 담당한다. 간상세포에서 레티날은 단백질인 옵신과 결합하여 로돕신을 형성하며, 이것은 약한 빛을 감지할 수 있어 어두운 곳에서의 시각기능에 필수적이다. 빛이 망막의 로돕신을 자극하면, 로돕신에 있는 레티날이 11-CIS 형태에서 ALL-TRANS 형태로 3차 구조가 바뀌면서 단백질 부분으로부터 분리된다. 빛에 의해서 로돕신이 레티날과 옵신을 ㅗ분리되는 반응을 탈색과정이라 부르며, 이 탈색과정에서 간상세포의 로돕신 함량과 원추세포의 관련시색소 함량이 감소된다. 레티날이 분리된 후 남은 옵신에 형태변화가 일어나 간상세포막의 소디움에 대한 이온투과성이 저하되고, 이에 따른 이온균형의 변화가 신경을 자극해 사물을 인지하게 된다


밝은곳에서는 로돕신이 많이 분해되어 밝은 빛에 적응하게 된다 .

이 때 갑자기 어두운 곳에 들어가면 잘 보이지 않으나, 잠시 후 주위가 점차 보이기 시작하여 사물을 식별할 수 있는데 이러한 현상을 암소적응이라고 한다. 즉 암소적응은 어두운 빛에 적응하여 로돕신을 합성하는 과정을 뜻한다.

로돕신이 생성되기 위해서는 all-trans 레티날을 11-cis 레티날로 다시 전환시키는 단계가 우선적으로 일어나야하며, 로돕신 생성과정과 탈색과정이 연결되어 시각회로가 형성된다. 시각회로가 반복되는 과정에서 모든 레티날이 재사용되지 못하고 손실되는데, 이 손신분은 혈액 중의 레티놀이 레티날로 전환되어 공급하게 된다. 만일 이 때 비타민 a가 부족하여 손실량을 보추알 수 없으면 야간에 사물을 식별하기 어려워지고, 이겅을 야맹증이라고 한다.


비타민 A의 세포분화 관련기능 

비타민 A는 세포분화, 즉 전단계 세포를 특정 기능을 가진 세포로 발달시키는 과정에 관여한다. 레티노익산 수용체가 발견되면서, 세포분화와 관련해 상피세포가 분화되는 과정에 관여하는 비타민 A의 작용기전에 대해 많은 것이 밝혀 졌다, 핵의 레티노익산 수용체에 레티노익산이 결합함으로써 유전자의 발현을 활성화 또는 저해하여 세포분화를 조절한다.

이러한 비타민 A 의 작용은 특히 배아의 발달과정에서 중요하다. 비타민 A가 결핍된 동물의 배아는 제대로 발달되지 못해 기관의 분화가 일어나지 못하므로 기형 또는 사산으로 이어질 수 있다.

또한 세포분화는 점액분비세포와 뮤코 다당류의 합성에 매우 중요하다. 다라서 비타민 A가 부족하면 점액분비 저하로 각막의 상피세포,폐,피부,장점막 등의 각질화가 발생한다. 특히 눈,폐,장점막에서의 점액질 분비는 감염으로부터 우리 몸을 보호하는 역할을 하는데 눈의 경우 점액질에 의해 오염물질이 제거되거나 박테리아 침입에 대한 저항성이 생기므로 비타민 A의 부족은 감염으로 인한 눈의 손상을 야기하기도 한다,. 이외에도 비타민 A 는 정자형성 면역반응 미각,청각,식욕 및 성장등의 생리적 과정에 필수적인 것으로 알려져 있으며, 이 대부분이 직접또는 간접적으로 세포분화와 연결된다.

비타민 A 의 항암 작용 및 항산화 작용

비타민 A 자체의 항암효과보다는 카로티노이드들의 항암효과에 관해 더 많은 연구가 이루어졌다. 여러 역학 조사 연구결과로부터 카로티노이드 섭취량과 암발생 간에는 역의 관계가 성립하는 것으로 알려졌으나, 실제로 베타카로틴을 식품일 아닌 보충제 형태로 남자 흡연자에게 5년간 투여한 핀란드의 연구결과에의하면, 폐암 발생률이 대조군에 비해 투여군에서 오히려 18%나 증가했다. 

이러한 기대에 어긋나는 결과에 대해 베타카로틴 투여시기가 적절치 못햇거나, 베타카로틴이 다른 항산화제의 대사를 저해했거나, 또는 카로티노이드 함량이 높은 식품들에 들어 있는 다른 카로티노이드나 식이섬유, 술포라판 같은 항암물질,또는 아직까지 발견되지 않은 요인등에 의해 역학조사에서와 같은 결과가 나타났을 가능성도 있다.


한편 카르티노이드에 대해서는 그 항산화제로서의 역할 때문에 유리라디칼 반응과 관련된 질병들에 대한 예방효과도 거론되고 있다. 그러나 미국에서 수행되었던 몇명 장기 연구들에서조차 베타카로틴 보충을 중단하게 되엇다, 이러한 이러한 일련의 사태는 건강학 식이 의 효과를 어느 특정 성분과 연관시키는 것이 얼마나 불합리한가를 단적으로 보여준다. 

따라서 이 모든 질병과 카르티노이드의 연관성은 단순히 카로티노이드 자체만에 기인한다기 보다는 카로티노이드가 많이 함유되어 있는 식품 즉, 과일과 채소를 충분히 섭취함으로써 카로티노이드와 함께 함유된 다른 인자들에 의한 질병 예방효과를 기대하는 것이 더 합리적일 것이다.


비타민 A 의 흡수와 대사 

1. 비타민 A 의 흡수와 수송, 저장 

우리가 섭취한 식품 내에 함유되어 있는 비타민 A의 대부분은 레티닐 에스테르 형태이며, 우리 체내 비타민 A의 주된 저장형태도 레티닐 에스테르이다. 위장 내의 소화과정에 의해 레티닐 에스테르나 비타민 A 전구체인 카로티노이드들이 식품으로부터 분리되어 지방과 결합하고 소장에 이르러서는 다즙과 췌장액의 효소에 의해 레티놀과 카로티놀 등으로 가수분해 된다. 이들은 미셀 형태로 소장내벽 융모돌기의 상피세포막을 통과해서 흡수 된다 . 정상적인 식사를 하는 건강한 사람의 비타민 A 의 흡수율은70~90% 이다. 카로티노이드는 식이 내 함량이 증가하면 그 흡수율은 상대적으로 감소하며 카로티노이드의 흡수는 비타민 A의 흡수에 비하여 담즙산염의 존재에더 많은 영향을 받는다.


레티날은 세포내 레티노이드 단백질과 결합하여 효소에 의해 레티놀로 환원된 후 에스테르화 되어 카일로미크론에 결합해 림프로 배출된다. 간에서는 주로 간의 실질세포에 의해 비타민A가 흡수되어 대사가 이루어진다. 주된 저장장소 역시 간으로서 간의 성장세포 또는 이포세토에 주로 저장되고 실질 세포에도 소량 저장된다. 간 이의의 조직에도 비타민A가 저장되며 정상인에게서는 그 저장량이 간에 비해 약 10% 로 미미하나, 만성 알코올 섭취 등으로 간의 저장량이 고갈되는 경우에는 간 이외 조직들의 비타민A 저장량이 증가되는 것이 동물실험에서 밝혀졌다. 그러나 비타민 A가 완전히 고갈되는 극심한 결핍상태에서는 간 이외의 조직이나 혈액 중의 비타민 A 함량도 감소한다.

한편 혈액 내에 존재하는 비타민 A의 형태는 주로 레티놀 결합단백질과 결합된 레티놀이며 여기에 소량의 레티닐에스테르나 레티노익산 및 그 글루쿠로나이드들도 잇다. 혈중 카로티노이드로는 베타카로틴, 알파카로틴,제아잔틴,루테인,리코펜,크립토잔틴 등이 있는데 아주 극십한 비타민 A 결핍 상태에 이를 때까지 변화가 없는 혈중 레티놀 농도와는 달리, 카로티노이드 농도는 식이 중의 카로티노이드 함량에 따라 쉽게 변한다. 따라서 카로티노이드의 과량 섭취시 카로틴 혈증이 일시적으로 나타날 수 있다. 정상인은 카로티노이드 섭취를 중단하면 이 증상이 곧 사라지지만 만성 과량 음주자의 경우에는 이 증상이 장기간 지속 될 수 잇다.

2. 비타민 A 의 대사

레티놀이 각 조직에서 활성을 나타내려면 세포내에서 산화 단계를 거쳐 레티날과 레티노익산으로 전환되어야 한다. 이 레티놀이 레티날로 산화되는 첫 단계는 ㅔ포질의 알코올 산화효소인 레티놀 탈수효소에 의해서만 일어나는 것으로 알려졌으나 1987년 레오등에 의해 세포질이 아닌 미크로솜에서도 또 다른 효소에 의해 레티놀의 산화가 일어남이 밝혀졌다.미크로솜 레티놀 탈수소효소라 불리는 이 효소는 세포질의 효소와는 달리 만성적인 과량음주 같은 요인에 의해 그 활성이 증대되므로 만성 과음자들에게서 나타는 비타민 A 결핍 또는 고갈현상에 기여하는 것으로 보인다. 두번째 산화 단꼐인 레티날의 레티노익산으로의 전환은 레티날 탈수쇼호쇼에 의해 비가역적으로 진행된다. 이 효소 또한 만성과음이나 기타 약물에 의해 그 활성이 증대 될 수 있어 비타민 A 의 과다한 대사로 인해 체내 미타민 A가 고갈될 수 있다. ㄹ티날의 산화과정은 또 다른 효소인 레티날 산화효소에 의해서도 일어나며,이 두 가지 효소활성의 상대적 중요성이나 기여도는 동물의 종이나 성에 따라서도 달라진다.


레티노이드 결합단백질들은 비타민 A의 전환과정에 관련되며, 이외에도 비타민 A의 운반ㄴ에도 관여한다. 또 산화 및 효소반응으로부터 비타민 A를 보호하는 역할과 레티놀이나 레티노익산 등 세포에 유해한 유리형태의 비타민 A로부터 세포의 막이나 지질구조를 보호하는 역할을 한다.


비타민 A 영양상태 평가

비타민 A 의 영양상태는 일단 식이 섭취량 조사결과에 근거해서 섭취량 자체가 적당한가를 평가 할 수 있다.그러나 이것은 체내 흡수나 대사 등의 개인차를 고려할 수 없는 단점이 있다. 일반적으로 생화학적 영양상태 평가에 많이 쓰이는 혈중농도 측정방법은 비타민 A의 경우에 별로 적합치 않다. 앞에서도 언급햇듯이 간의 저장량이 거의 고갈되어야만 혈청 또는 혈장 비타민 Aㅁ 수준이 감소하므로 이것은 큰 집단의 전체적 영양상태가 평가에는 쓰일 수 있으나 개개인의 평가에는 부적당하다. 아직 까지 WHO 에서 인정하는 비타민 A 결핍의 지표는 안구건조증이나 야맹증의 임상증상과 혈장 레티놀 수준미만뿐이다.

한편,임상증상이 나타나기전의 결핍상태를 판정하는 데는 상대적 용량 반응시험 또는 그 수정된 형태 및 비타민 A 보충전 후의 혈중 레티놀 농도측정,레티놀 결합 단백질 반응, 결막의 압흔,세포진단법,시력회봋시간측정 등의 방법을 쓸 수 잇다.

이외에도 암소 적응 시간이나 동위원소 희석방법 및 눈문의 레티놀 함량 측정법 등이 있다.

비타민 A 필요량

건강한 사람들이 매일 섭취해야할 비타민 A량은 나아가 체격 대사량, 및 임신이나 수유같은 특정 상황에 따라 달라질 수 잇다. 이뿐만 아니라 그 섭취량이 단순히 결핍증 방지 차원인지 아니면 적정량의 체내 축적을 기대한느 것인지에 따라서도 달라진다.

일반적으로 적절한 비타민 A 영양상태란 임상적인 결핍증상이 없고 생리적 기능이 정상적이며 여러 가지 스트레스나 또는 식이로부터 섭취량이 낮을 때를 대비해 적정량의 체내 저장부나지 확보된 상태를 말한다. 국제적 추세에 따라 2015년 개정된 한국인 영양소 섭취기준에서는 그 동안 우리나라에서 비타민 A의 기본단위로 사용된 레티놀당량 댕신 레티놀활성당량을 사용하였다. RE 에서 ㄱAE 로 변경하면 기름형태로 정제된 베타카로틴의 비타민A 활성은 레티놀의 1/2 이며 식이 중 베타 카로틴은 정제된 베타카로티느이 1/6 활성을 가지는 것으로 되었다. 따라서 식품 중의 베타카로틴과 레티놀활성당량의 비율은 12:1 그외 알파카로틴,베타 크립토잔이느 1/24의 레티놀활성당량이 된다.


비타민 A의 평균 필요량 설정 지표는 섭취량과 상관관계를 보이는 간 저장량을 사용 하였다. 비타민 A의 평균필요량은 성인과 노인의 경우, 영양상태가 양호한 사람들의 체내 비타민 풀 유지에 필요한 식이 중 비타민 D 의 양을 기초로 산출하엿고 그 외 임신,수유부,영아, 아동 및 청소년의 평균 필요량은 19~29세 성인의 섭취량을 기초로 설정되었다. 비타민 A의 권장섭취량은 다수 집단에서 97~98% 의 개인의 필요량을 충당하기 위해 평균필요량에 2배의 변이계수를 더하여 평균 필요량의 140%로 설정되었다. 

비타민 A가 풍부한 식품

비타민 A의 가장 좋은 급원은 동물의 간,어류,달걀,유제품 및 비타민 A 강화마가린 등이고, 비타민 A 전구체인 카로티노이드는 주로 녹황색 채소와 몇몇 과일들로부터 얻을 수 있으며, 전세계 대부분의 민족들에게서 카로티노이드가 비타민 A의 주된 공급원이다. 당근이나 늙은 호박,녹색 엽채류,옥수수,토마토,오렌지,귤 및 김 등에 카로티노이드가 많이 함유되어 있지만 이들의 색깔이 짙다고 해서 꼭 카로티노이드 함량이 높은것은 아니다.

토마토의 경우 리코펜 함량이 제일 높아 색깔이 짙지만, 이 리코페는 비타민 A활성이 없다. 단위 무게당 또는 에너지당 비타민 A함량이 가장 높은 것은 동물의 간이며,비타민 A 전구체 함량은 당근이 가장 높다.

비타민 A 결핍증

비타민 A의 결핍증은 성장,감염,임신,수유 등 상태에 따라 비타민 A를 섭취하지 못하였을때 나타나는데, 전 세계적으로 개발동상국가 또는 저개발국가의 어린이들에게서 주로 나타난다.

비타민 A의 가장 흔한 증상은 야맹증과 안구건조증이지만,비토반점,각막궹야 및 괴사 등이 발생하고 심한 경우 실명을 초래 할 수 잇다. 뿐만 아니라 피부 각질화과 발생하는 모낭 각화증 형태인 섬피증을 일으키기도 한다. 또한 비타민 A가 부족하면 적혈구 생성의 변이 및 철대사 변이로 철결핍성빈혈을 초래하며 학령 전 아동의 비타민 A 결핍은 성장지연을 초래한다. 비타민 A 는 레티노익산의 형태로 면역반응에 광범위하게 관여하므로 레티노익산의 부족은 면역체계 손상을 유발한다.

한편,임상적인 결핍증상이 없더라도 '비타민 A부족' 상태인 아동들은 정상적인 아이들에 비해 훨씬 높은 사망률과 감염률을 보인다. 또한, 이들 대부분에게서 단백질-에너지 영양불량 상태나,지방섭취의 부족,지방,흡수장애,열병 등을 볼 수 있다. 이 외에 간질환이나 알코올성 간질환을 가진 사람과 알코올 중독자들에게서 비타민 A 저장량 고갈과 그에 관련된 증상들이 나타나고 , 만성설사나 췌장부전,만성소화장애,낭포성 섬유증,지방 흡수불량등의 상태에서도 비타민 A 결핍증이 나타난다.

비타민 A 과잉증

비타민 A를 과량 섭취하면 다른 지용성 비타민들과 마찬가지로 그독성이 나타난다. 일반적으로 급성 과잉증은 1회 또는 몇차례에 걸친 과량의 비타민 A 섭취, 즉 어른의 경우 권장량의 100배가 넘거나 아동의 경우 권장량의 20배가 넘는양을 짧은 간격을 두고 섭취할 때 나타나며, 오심,구토,두통,현기증,시력 불선명,근육 협조불량 등과, 영아의 경우 천문의 융기등을 볼 수 ㅇㅆ다. 이 증상들은 일시적이지만 비타민 A 섭취량이 아주 큰 경우에는 제 2단계 증상으로 졸음,권태감,무력감,의욕상실,가려움중,피부 박리 등이 나타난다.

만성 과이증은 급성의 경우보다 흔해서 보통 권장량의 10배또는 그 이상의 양을 몇주부터 수년 까지 계속적으로 섭취할 때 나타나며, 주로 두통,탈모증,입술의 균열,피부건조 및 가려움증, 간장비대,골관절 통증 등을 호소하게 된다.비타민 A 섭취를 중단하면 대부분의 증상이 없어지지만 일부에서는 간이나 뼈 , 시력의 손상 및 근육통이 영구적으로 남기도 한다.

임신기에 비타민 A의 섭취가 과다하면 사산,출생기형,영구적 학습장애 등이 나타날 수 있으며, 사람의 경우 아쿠탄과 에레티네이트 같은 약물 복용에 의한 기형 발생이 보고되어 잇다 . 균형잡힌 식생활을 하는 정상인의 경우 비타민 A 보충제는 딱히 필요하지 않다. 카로티노이드는 과량 섭취하더라도 독성이 없는 것으로 알려져 있지만 카로틴 함량이 높은 식품을너무 많이 먹거나 30MG 이상의 베타카로틴 보충제를 매일 섭취하면 황달처럼 피부색깔이 노랗게 변하며, 혈중 카로티노이드 농도가 증가한다.뿐만 아니라 영장류를 사용한 연구에 의하면, 만성 알코올 섭취시 베타카로틴 과량 섭취로 인해 간세포에 조직학적 이상과 간기능 검사효소치의 증가가 나타나며, 혈액으로부터 베타카로틴 청소율이 낮아진다. 따라서 베타카로틴 섭취를 중단해도 혈액중 베타카로틴 함량이 낮아지는데 걸리는 시간이 몇 배로 증가되므로 베타카로틴 혈증이 장기간 계속 된다고 한다. 이러한 특정 조건 하에서 카로티노이드의 유해 가능성이나 또는 일부 만성 퇴행성 질환에 대한 예방효과 등은 더 연구되어야 할 것이다.

2015년 한국인 영양소 섭취기준에서는 상한 섭취량은 과잉 섭취에 의해 발생되는 주요 유해작용, 즉 세포막 안정성 저해, 간조직 손상, 지방간, 기형아 출산,골격 약화 등을 고려하여 성인 남녀 모두 30000RAE로 설정 하였다.


비타민 A 과잉증 증상 

급성과잉증 1단계

오심,구토,두통,현기증,시력불선명,근육협조불량

급성 과잉증2단계

졸음,권태감,무력감,의욕상실,가려움증,피부박리


비타민 A 만성 과잉증

두통,탈모음,입술의 균열,피부건조및 가려움증,간장비대,골관절 통증 


비타민 A 과잉증으로 인한 후유증 

섭취를 중단해도 일부에서는 간이나 뼈,시력의 손상및 근육통이 영구적으로 남기도한다.

기형발생: 사산,기형 출산아의 영구적 학습장애 등 이 나타난다. 

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