지용성 비타민
지용성 비타민은 이름에서도 나타나듯이, 체내에서 이용되기까지의 과정에 있어 식이 지방의 양이나 형태, 지방흡수 기전 및 대사 등에 크게 영향을 받는다. 따라서 지방의 흡수나 대사에 이상이 생기면 곧 지용성 비타민에 대해서도 비슷한 결과가 나타난다. 건강한 성인의 경우 지용성 비타민의 흡수율은 40~90% 정도지만 낭포성 섬유증이나 만성소화장애 등의 질병이 있거나 지용성 비타민의 섭취가 과도할 때는 흡수율이 감소한다.
일반적으로 지용성 비타민은 일부 극성의 대사물을 제외하고는 소변으로 잘 배설되지 않기 때문에 체내에 상당량 저장될 수 있으며 수용성 비타민에서는 흔히 볼 수 없는 '과잉증' 또는 '독성' 이 나타날 수 있다. 이 독성은 특히 비타민 A와 D의 경우에 비교적 자주 나타나며 권장섭취량의 5~10배 정도의 양이라도 장기간 섭취하면 과잉 증상이 나타날 수 있다.
비타민A
과거의 국민영양조사에서는, 비타민A가 우리 국민들이 충분히 섭취하지 못하고 있는 영양소 중의 하나로 알려져 왔다. 그러나 1998년부터 시행된 국민건강 영양조사에서는 변화된 조사 방법에 의해 개인별 섭취 수준이 조사되었으며 그동안 거의 고려되지 못했던 외식 섭취량이 반영되면서 비타민 A의 섭취수준에 대한 새로운 평가가 나오고 있다. 2001년 국민건강 영양조사 결과, 우리나라 성인(20~29세)의 하루 비타민A 섭취량은 681.8㎍ RE로 권장수준의 97.4%에 이르며, 전체 대상자의 평균 비타민A 섭취수준도 권장량의 약95%가량으로 기존의 결과와 대치되었다. 그럼에도 불구하고 권장수준의 75%미만을 섭취하는 대상자가 전체의 50%이상으로 조사되었으며, 65세 이상의 집단에서는 평균 섭취 수준마저 권장량의 64.9%로 조사되는 등, 극심한 비타민A 결핍에 의한 야맹증 등은 흔치 않으나 우리나라 국민의 상당수는 전임상적인 결핍상태에 있을 것으로 보인다. 일반적으로 레티노이드라 함은, 비타민 A 및 그와 구조적으로 관련된 물질들을 종합적으로 지칭하는 말로서, 여기에는 식품 내 함유된 레티놀이나 레티닐 에스테르, 카로티노이드 같은 천연물질과 합성되 물질들이 모두 포함된다. 레티놀과 레티닐 에스테르는 주로 동물성 식품에 존재하며, 카로티노이드는 식물성 식물송 식품에 존재하는데, 약 600여종의 카로티노이드가 알려져 있다. 천연 카로티노이드 중에서 50여 가지 정도만이 생물학적 활성을 가지고 있으며, 가장 활성이 높고 양적으로도 풍부한 것이 베타카로틴이다. 베타카로틴 등의 비타민A 전구체들은 체내에서 산화, 또는 부분적 분해 단계 등을 거쳐 레티놀, 혹은 레티날, 레티노익산 등으로 전환된다.
흡수와 대사
우리가 섭취하는 식품이나 체내에 저장되어 있는 비타민A는 대부분 레티닐 에스테르로, 레티놀에 지방산이 결합되어 있는 형태이다. 비타민A가 흡수되기 위해서는 식품 중에 결합되어 있는 레티닐 에스테르, 카로티노이드 등이 분리되어 떨어져 나와야 하고, 소장에서 담즙과 이자액에 포함된 소화효소에 의해 레티놀과 카로티놀 등으로 가수분해 되어야 한다. 이들은 미셀 형태로 소장의 상피세포막을 통과하여 세포 안으로 들어와 다시 지방산과 결함한 후에, 식이 중에 포함되어 있는 여러가지 지방성분, 중성지방, 콜레스테롤, 다른 지용성 비타민 등과 함께 카일로미크론을 만든다. 카일로미크론은 림프를 따라 이동하다 혈액에 합류되며, 근육, 지방세포, 간 등 체내 곳곳으로 이동한다.
정상적인 식사를 하는 건강한 사람의 비타민A 흡수율은 80%이상이며 카로티노이드의 흡수율은 비타민 A의 1/3 가량으로 알려져 있다. 카로티노이드의 흡수율은 여러 가지 요인에 의해 달라진다. 식이 내 카로티노이드 함량이 증가하면 흡수율이 상대적으로 감소하고, 비타민A에 비해 담즙산염의 존재 유무에 따라 크게 영향을 받는다.
카로티노이드들은 소장 세포에서 레티날로 전환되나, 그 전환율은 높지 않다. 베타카로틴의 겨우 흡수된 양의 1/2 정도만 비타민A로 전환이 되므로, 베타카로틴 6 ㎍을 섭취하면 2 ㎍ 정도가 흡수되고 그 중 1 ㎍ 정도가 비타민 A로 전환된다고 계산한다. 흡수된 비타민A는 주로 간에서 이루어지며, 정상인 경우 90% 이상 간에 저장된다. 레티놀은 레티날, 레티노익산 등으로 피요에 따라 전환될 수 있으며, 이 과정은 레티놀 탈수소효소와 레티날 탈수소효소, 레티날 산화효소가 촉매한다. 만성 과음이나 기타 약물에 의한 간 손산은 이들 효소의 대사속도를 변화시킬 수 있으며, 체내 비타민A 고갈에도 영향을 미칠수 있다.
레티노이드 결합 단백질은 레티놀, 레티날, 레티노익산 등의 레티노이드들와 결합하여, 이들의 전환과정이나 운반에 관여한다. 산화 등으로부터 비타민 A를 보호하거나 비타민A에 의한 세포 내 유해 작용을 방지하여 세포의 막이나 지질구조를 보호하는 역할도 담당한다. 레티노익산과 결합하는 세포내 수용체인 RAR와 RXR는 레티노익산과 결합하여 유전자 전사 조절인자로서 작용하기도 한다.
체내기능
시각관련 기능
망막의 간상세포와 원추세포는 각각 어두운 곳과 밝은 곳의 시각작용을 담당하며, 간상세포에서 레티날은 단백질인 옵신과 결합하여 로돕신을 형성한다. 로돕신은 약한 빛을 감지하는데 필수적이기 때문에 어두운 곳에서 시각을 유지하는데 비타민A가 반드시 필요하다. 밝은 곳에 적응하기 위해서는 로돕신이 많이 분해되어야 하므로 이 상태에서 갑자기 어두운 곳에 들어가면 잘 보이지 않게 된다. 그러나 약 20분 정도 경과하면 점차 사물을 식별할 수 있게 되는데 이를 암소적응이라고 하며, 약한 세기의 빛에 적응하여 로봅신을 새로 합성하는데 걸리는 시간 때문이다. 로돕신 생성에 필요한 11-cis 레티날은 all_trans레티날을 재사용하거나 일부 손실된 레티날 대신 혈액으로부터 공급받은 레티놀을 전환시켜 사용하는데 비타민A 섭취가 부족하여 손실량을 보충하지 못하면 로돕신이 충분히 합성되지 못해서 어두운 곳에서의 시력이 떨어지게 된다. 이를 야맹증이라고 한다.
세포분화 관련기능
비타민A는 세포분화, 즉 '미성숙 세포를 특정기능을 가진 세포로 발달시키는 과정'에 관여한다. 레티노익산 수용체(RAR, RXR)가 매개하는 상피세포 분화과정에 대해 상당 부분이 밝혀지면서 비타민A의 작용기전이 보다 자세히 알려지게 되었다. 세포 내에 존재하는 RAR,RXR 등이 레티노익산과 결합하여 유전자의 발현을 유도, 또는 저해함으로써 세포 분화를 조절한다는 것이다. 비타민A의 결핍은, 세포분화과정은 배아 형성기에 특히 중요하여, 기관 분화가 제대로 이루어지지 않아 기형 또는 사산의 결과를 낳을 수 있다. 점액분비세포의 뮤코 다당류 합성에 영향을 미쳐, 점액 분비 저하로 인한 각막 상피세포, 폐, 피부, 장점막 등의 각질화를 가져올 수 있다. 오염물질 제거나 박테리아 침입에 대한 저항성에 문제를 야기하기도 한다. 정자형성 면역반응 미각 청각 식욕 및 성장 등의 생리과정이 정상적으로 이루어지는데 장애요인으로 작용한다.
