I. 비타민 A
비타민 A는 무색으로, 산소와 자외선에 의해 파괴되기도 하지만, 열에는 비교적 안정한 물질이다.
체내에서 비타민 A의 기능을 갖는 것으로는
동물성 식품에 존재하는 Retinoid 계통의 물질
- 레티놀(Retinol) 또는 Retinyl ester의 형태
식물성 식품에 들어 있는 Carotinoid 계통의 물질
- 카로틴(Carotene)
카로틴은 비타민 A의 전구물질로 효소의 작용을 받아 레티놀로 변환되는데, 여러 종류의 카로틴 중에서 β-카로틴이 비타민 A의 활성을 가장 많이 가지고 있다.
1. 흡수
카로틴은 그대로 흡수되기도 하지만, 일부는 흡수되기 전에 소장내의 효소에 의해 레티놀로 된다. 이론적으로는 카로틴 한 분자가 2분자의 레티놀을 만들 수 있으나, 효소(15,15'-Dioxygenase)의 활성이 낮아 1몰의 카로틴은 1/6몰의 레티놀로 전환된다. 이 레티놀은 소장점막세포로 흡수되어 림프계를 거쳐 혈류를 통해 간으로 운반된다. 레티놀은 거의 대부분 간의 星細胞(Stellate cell)에 저장되고, 카로틴은 지방조직에 저장된다.
2. 생리적 기능
비타민 A는 시각회로, 상피조직의 유지, 골격의 성장, 생식기능에 관여한다.
1) 시각회로
망막에는 간상세포와 원추세포의 두 가지 세포가 있는데, 간상세포는 어두운 곳에서, 원추세포는 밝은 곳에서 기능 한다.
간상세포에는 비타민 A의 유도체인 11-cis-Retinal과 옵신(Opsin)이라는 단백질로 구성된 색소단백질인 로돕신(Rhodopsin)이 있다.
광자가 망막을 때리면, 로돕신은 옵신과 11-trans-Retinal로 분해되고, 11-cis-Retinal은 all-trans-Retinal로 변환된다. 이러한 로돕신의 형태변화는 간상세포의 나트륨의 흐름을 감소시켜 막을 과분극 시키게 되고 이때 뇌에서는 빛을 감지하게 된다. all-trans-Retinol은 11-cis-Retinol을 거쳐 11-cis-Retinal로 재생되어 다시 옵신과 결합하여 로돕신을 형성한다. 이 과정에서 약간의 손실이 있으므로 식품을 통해 비타민 A를 보충해주어야 한다. 여러 비타머(Vitamer)들 중 시각회로에 참여할 수 있는 것은 레티놀과 레티날뿐이다.
2) 상피세포의 유지
비타민 A가 결핍되면, 상피조직에서 점액 생산이 저하돼 피부는 케라틴화(각질화) 한다. 각질화 한 상피세포가 많으면 많을수록 점액의 분비량은 감소하고, 상피세포의 기능이 저하된다.
상피세포들의 결합력에는 세포막에 있는 당단백질이 중요한데 비타민 A는 당단백질 합성에 관여하는 효소(Oligosaccharide transferase)의 유전자 발현에 영향을 미친다.
비타민 A 결핍식을 섭취한 동물에서는 식욕이 감퇴하는데, 이는 미뢰가 각질화 하여 막을 느끼는 감각이 상실되기 때문이다.
피지선이 막히고 상피조직이 각질화 하여 생기는 여드름과 습진 치료에 cis-Retinoic acid(상품명, 레틴 A)가 사용되기도 하는데, 햇빛에 의한 주름 방지에도 효과가 있다. 그러나 부작용으로 홍반, 화끈거림, 가려움, 부종, 급격한 혈중 지방질 농도의 상승, 기형아 출산 등이 일어날 수 있다.
비타민 A는 상피세포의 암 발생을 지연 또는 방지한다고 생각된다. 전체 암중에서 상피세포의 암이 악 95% 이상을 차지하는데, 비타민 A는 특히 폐암과 관련이 깊은 것으로 알려져 있다. 역학조사에 의하면 β-카로틴의 섭취가 부족하면 폐암이 걸릴 확률이 높아진다고 한다. 또한 β-카로틴 보강식을 섭취한 쥐에서 종양발생수가 감소하고, 동물의 생존율도 증가한다.
비타민 A가 결핍되면, 항체생산력이 감소하고 세포성 면역기능도 저하된다.
3) 골격성장
비타민 A는 골격과 치아의 성장·발달에 필수적이다. 성장하고 있는 장골은 양 끝에 몇 겹의 연골조직으로 이루어진 골단부가 있다. 이 부분이 석회화 하여 새 골격조직이 형성되고 뼈는 성장하게 된다. 비타민 A는 골아세포의 골단부가 석회화 하여 새 골격조직을 형성하는데 필요하다. 또한 노화된 골격의 재흡수 과정에도 비타민 A는 필요하다.
또한 비타민 A는 치아의 에나멜층 형성에 관여하는 에나멜모세포(Ameloblast)의 기능에도 필수적이다. 비타민 A가 부족 되면 치아 에나멜 형성이 부진해지며 에나멜층이 얇고 부서지기 쉬워진다.
3. 권장량과 급원식품
비타민 A의 권장량은 1967년이래 FAO/WHO 결정에 의해 Retinal 당량( Retinal Equivalent : RE)으로 나타내고 있다. 이것은 레티놀뿐 아니라 비타민 A 전구물질을 모두 포함하는 말이다. 1 RE는 1 μg의 레티놀에 해당하며, 6 μg의 β-카로틴, 12 μg의 기타 카로틴과 같다.
또한 예전에 사용되던 국제단위(I.U.)로는 1 R.E.= 3.33 I.U. 레티놀 = 10 I.U. 베타카로틴에 해당된다.
우리 나라 성인의 하루 권장량은 남녀 모두 700 RE이며 임신 후반기에는 800 RE, 수유 중에는 1,000 RE를 권장한다.
비타민 A는 동식물 계에 널리 분포되어 있다. 비타민 A의 함량이 많은 식품으로는 간, 녹황색 채소(당근, 풋고추)를 들 수 있고, 우유, 버터, 계란 등도 좋은 급원이 된다. 비타민 A는 체내에 저장이 되므로 건강한 사람은 몇 달을 견딜 수 있을 만큼 저장이 되므로 매일 섭취하지 않아도 무방하다.
비타민 A가 많이 들어 있는 동물성 식품은 다음과 같다(식품 100g 중의 RE):
닭간(11,170), 소간(10,556), 돼지간(6,306),
계란(118), 난황(557), 메추라기알(456), 오리알(331),
아귀간(7,019), 뱀장어간(6,000), 뱀장어(1,050), 보라성게알(701), 고래고기(521), 상어알(368), 미꾸라지(177), 연어알(140), 대구알(118), 청어(64), 참다랑어(28), 꽁치(20), 방어(13)
소라(84), 굴(45), 홍합(32), 전복(21), 바지락(19), 대합(10)
채다치즈(332), 자연치즈(192), 아이스크림(98), 우유(23)
풋고추나 당근에 있는 노란색의 물질인 베타-카로틴은 체내에서 비타민 A로 바뀐다. 따라서 베타-카로틴의 섭취는 비타민 A의 섭취에 해당되는데, 더욱 중요한 점은 비타민 A의 과잉증이 베타-카로틴에서는 나타나지 않는다는 점이다. 섭취한 베타-카로틴 중에서 필요한 만큼만 비타민 A로 전환되기 때문이다.
또한 베타-카로틴은 단일항산소(singlet oxygen)를 붙잡는 기능을 하여 강력한 항암작용을 발휘한다. 더구나 베타-카로틴은 상처 치유를 촉진하며 면역성을 증대시킨다.
비타민 A가 많이 들어 있는 식품은 다음과 같다(식품 100g 중의β-카로텐 μg):
μg RE μg RE μg RE μg RE
쌀배아 1,170 49 갓 287 배추김치 16 쑥 695
고구마 38 고구마잎 263 당근 1,087 쑥갓 580
완두콩 51 풋고추 1,181 미나리 204 케일 796
은행 4 고추잎 1,313 배추 7 파슬리 332
단감 42 귤 65 망고 1,600 247 복숭아 104
구기자차 3,660 김 2,813
녹차 698 미역 416
감잎차 687 파래 2,156
오미자차 2,577
4. 결핍증
비타민 A의 결핍증은 주로 성장기 아동들에게서 나타난다. 대부분의 성인은 비타민 A의 저장이 충분하므로 결핍증이 일어나는 경우는 드물다.
초기 결핍증세로는 야맹증이 있는데, 이에 대한 기록으로는 BC 1,500년경 이집트에도 있으며, 치료방법으로는 눈에 직접 간(肝) 즙을 바르는 것이었다.
비타민 A 결핍이 수년간 계속되면 각막이 딱딱해지고 각질화 되어 실명에 이르게 된다. 안구건조증(Xerophthalmia)이란 각막건조화를 뜻하며 이것이 계속 심화되면 각질화 된다. 각막의 상피세포가 건조해지고 각질화 되며 또한 안구표면에 비토반점(Bitot's spot)이라는 은회색 반점이 생기기도 하고 영구적으로 실명한다. 인도, 동남아시아, 아프리카, 남미 등의 저개발국가에는 비타민 A 결핍에 의한 어린이 실명이 매우 흔하다. 비타민 A 결핍식을 섭취한 동물에서는 성장부진, 생식기능불량, 안구장애 등의 결핍증세를 나타낸다.
비타민 A 결핍은 뼈와 신경계에도 영향을 미친다. 어린이의 비타민 A 결핍은 골격성장 부진을 초래하며 중추신경계의 발달도 저해한다.
또한 소화기계의 상피세포에도 영향을 미쳐 영양소의 흡수를 저해하기도 하고 설사를 유발하기도 한다. 머리카락 근 주위의 상피세포가 각질화 되면서 두피가 건조해지고 우들우들하게 된다.
비타민 A는 건강한 피부, 모발, 코, 목, 호흡기 점막에도 중요하다. 또한 상처치유를 촉진하며 피부장애 치료에 사용된다.
5. 과잉증과 독성
인체는 비타민 A 결핍증에 걸리기보다는 과잉증에 걸리기 쉽다. 비타민 A의 독성은 거의 대부분 동물성 레티놀에 의한 것이며, 식물성인 카로틴에 대해서는 별다른 독성이 없다.(주 : 에스키모) 레티놀은 90% 이상이 간에 저장되므로 독성이 잘 나타나고, 카로틴은 전신의 지방조직에 저장되므로 독성이 약한 듯하다.
카로틴을 과량 섭취하면 눈과 피부가 노랗게 변하는데(카로틴혈증; Carotenemia), 섭취를 중단하면 다시 정상으로 돌아온다.
성인과 어린이에서의 과잉으로 인한 중독 증상은 두통, 메스꺼움, 구토, 가려움, 이명(耳鳴), 복시(複視)현상 등이다. 이러한 과잉증상은 비타민 A의 공급을 중단하면 사라진다.
급성
성인 : 6∼8시간내에 심한 두통, 졸림, 어지러움, 메스꺼움, 구토
12∼20시간 내에 피부 발적, 부종 뒤에 껍질이 벗겨짐.
유아 : 12시간내에 요도 끝이 부풀고, 식욕부진, 과민, 구토. 수 일 내에 피부 조직 박리.
만성
식욕부진, 두통, 시력흐림, 운동 후 근육통, 털 감소, , 어깨와 등에 붉은 반점, 과칼슘증, 피부건조 및 박리, 회복불능의 간장애, 기형출산.
임신 중에 비타민 A를 과량 섭취하면 중추신경계 이상, 뇌수종, 뇌헤르니아(Cranial hernia; 뇌 성분이 두개골 밖으로 돌출하는 것) 등의 기형아를 출산할 확률이 높다. 수유부가 권장량의 10배의 비타민 A를 섭취한 영아에서도 뇌수종이 나타났다는 보고가 있다.
권장량의 2∼3배 이상의 비타민 A를 복용하는 것은 위험하다. 여드름과 습진에 효과가 있는 비타민 A의 유도체인 cis-Retinoic acid(상품명, 레틴 A) 역시 위험한 부작용을 일으킬 수 있다. 특히 임신 중에는 사용해서는 안 된다.
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