수용성 비타민 3

1. 비오틴

① 구조와 성질

 비오틴은 황을 함유하는 비타민으로 비오틴과 비오시틴의 형태가 있다. 비오틴에 단백질이 결합된 형태인 비오시틴은 아미노산인 리신과 결합되어 있으며, 식품 중에 존재하는 주된 형태이다. 비오틴과 비오시틴 모두 공기, 빛, 열에 비교적 안정하나 자외선에 의해 서서히 파괴된다.

 

② 소화, 흡수, 대사

 단백질과 결합된 비오틴은 장내 단백질 분해효소에 의해 리신과 분리되어 유리비오틴이 된다. 유리된 비오틴은 섭취량이 적을 때는 촉진확산에 의해, 섭취량이 많을 때는 단순확산에 의해 흡수된다. 흡수된 비오틴은 카르복실화 효소가 많은 조직에 주로 분포한다. 비오틴은 상당량이 장내 미생물에 의해 합성되어진다.

 

③ 생리적 기능

 비오틴은 카르복실기 운반체로서 탈탄산반응, 카르복실기 전이반응, 카르복실화 반응의 조효소로 지질과 탄수화물, 아미노산 대사과정에 관여한다. 

옥살로아세트산의 생성

 비오틴은 피루브산에서 옥살로아세트산을 생성하는 데 관여한다. 아세틸 CoA가 과잉 생성되면 옥살로아세트산은 피루브산의 또 다른 경로에서 형성되어 TCA회로가 원활하게 진행되도록 하거나 체내에 포도당이 부족해지면 포도당신생합성을 통해 포도당을 생성한다. 

말로닐 CoA의 생성

 비오틴은 아세틸 CoA로부터 지방산 합성의 준비단계인 말로닐 CoA의 생성에 관여한다.

 

④ 결핍증

 비오틴 결핍증은 흔하지는 않지만 비오틴이 결핍되면 비늘이 일어나는 붉은 피부발진, 탈모, 식욕상실, 우울증, 설염 등의 증세를 나타낸다. 비오틴 결핍이 나타나는 경우로는 비오틴 함량이 낮은 식사를 하거나 유전적으로 비오틴 분해효소가 부족한 경우, 장기간 정맥주사를 통한 영양지원을 받는 경우이다. 또한 다량의 생난백을 섭취한 경우에도 비오틴 결핍증이 나타나는 데, 이를 생난백상해라고 한다. 

※ 생난백상해

 다량이 생난백을 섭취한 경우에 나타나는 비오틴 결핍증을 말한다. 생난백상해는 계란 흰자에 들어 있는 당단백질인 아비딘이 비오틴과 결합하여 비오틴의 흡수를 방해하는 데서 비롯된다. 건강한 성인이 하루 12~24개 이상의 생계란을 매일 먹을 경우에 나타나므로 큰 문제가 되지는 않는다. 아비딘 단백질은 가열하면 불활성화되므로 날계란을 익혀 먹으면  비오틴 결핍증이 나타나지 않는다. 

 

⑤ 영양섭취기준과 급원식품

 비오틴은 일부 장내 세균에 의해 합성되며, 사람의 경우 결핍증이 드물기 때문에 1일 충분섭취량으로 30㎍을 권장하고 있다. 비오틴은 비교적 독성이 없으므로 많은 양을 장기간 주어도 해롭지 않다. 비오틴은 단백질과 결합된 형태로 거의 모든 식품에 널리 분포한다. 간, 콩팥, 땅콩버터, 난황, 효모, 콜리플라워, 견과류, 콩류 등에 많이 들어 있다.

 

2. 비타민 B6

① 구조와 성질

 비타민 B6는 광선에 의해 쉽게 분해되며 피리독신(PN), 피리독살(PL), 피리독사민(PM)의 3가지 형태로 존재한다. 체조직에서는 5번 탄소 위치에 인산이 결합된 피리독살 인산(PLP), 피리독사민 인산(PMP), 피리독신 인산(PNP)의 형태로 존재하며, 강력한 활성을 지닌 조효소 형태는 피리독살 인산(PLP)이다.

 

② 소화, 흡수, 대사

 식품 중의 비타민 B6는 인산과 결합된 형태인 PLP, PMP, PNP로 존재한다. 이들은 소장 내에서 인산분해효소에 의해 탈인산화된 후 단순확산에 의해 공장에서 흡수되어 간으로 운반된다. 간에서 피리독신은 PLP로 전환된 후 주로 근육에 저장된다. 근육에서는 PLP의 2/3 정도가 글리코겐 분해대사에 관여하는 효소에 결합되어 있다. 한편 과량 흡수된 비타민 B6는 대사적으로 불황성형인 피리독신산으로 산화되어 소변으로 배설된다.

 

③ 생리적 기능

단백질 대사

 비타민 B6는 아미노산의 대사에 필수적이다. 조효소인 PLP의 형태로 아미노산의 아미노기 전이반응, 탈아미노반응, 탈탄산반응에 관여한다. 비타민 B6는 아미노산의 아미노기를 한 화합물부터 제거하여 다른 화합물에 첨가하는 아미노기 전이반응에 관여하며, 이 반응을 통해 비필수아미노산을 합성한다. 또한 아미노산에서 아미노기를 떼어내는 탈아미노반응에 관여하며, 카르복실기를 떼어내는 탈탄산반응에 관여하여 신경전달물질을 생성한다.

 

탄수화물 대사

 비타민 B6는 글리코겐 분해대사에 관여하는 효소의 조효소로 작용하여 글리코겐의 분해를 도우며, 아미노기를 전이시키고 남은 아미노산의 탄소골격으로부터 포도당이 생성되는 포도당신생합성에 관여한다.

 

신경전달물질의 합성

 비타민 B6는 아미노산의 탈탄산반응의 조효소로 작용한다. 트립토판으로부터 세로토닌을, 타이로신으로부터 도파민과 노르에피네프린을, 히스티딘으로부터 히스타민을 형성하는 등 신경전달물질들의 합성과정에 관여한다.

※ 신경전달물질

신경전달물질이란 신경세포돌기 말단에서 분비되는 화학물질로서 각각 다른 작용을 하며 서로 보완하여 체내기능을 조절하는 역할을 한다.

- 도파민 : 고도의 정신기능과 창조성을 발휘하도록 하는 신경전달물질이며, 인간이 본능, 감정, 호르몬 및 미세한 운동을 조절한다.

- 에피네프린과 노르에피네프린 : 교감신경 말단에서 분비되는 신경전달물질로 혈관수축, 심장활동 촉진, 소화관 활동의 억제, 동공 확대 등의 작용을 한다. 또한 글리코겐의 분해를 촉진시켜 혈당을 상승시킨다.

- 히스타민 : 히스티딘에서 생성되는 신경전달물질로 혈관을 확장시켜 콧물, 위산분비 등에 관여한다. 콧물감기인 경우 콧물 형성을 막기 위해 항히스타민제의 복용을 권하기도 한다. 

PLP(피리독살 인산)가 조효소로서 참여하는 생체내 반응

적혈구의 합성

 비타민 B6는 헤모글로빈의 포르피린 고리구조 형성에 관여한다. 따라서 비타민 B6가 결핍되면 적혈구의 크기가 작아지고 산소운반에 필요한 헤모글로빈도 부족해지는 소적혈구성 빈혈이 나타난다.

 

니아신의 형성

 비타민 B6는 트립토판이 니아신으로 전환되는 과정에서 조효소로 작용한다. 

※ 동맥경화증과 비타민 B6

 비타민 B6는 고호모시스테인혈증을 방지한다. 호모시스테인은 동맥경화 유발 물질로서 비타민 B6, 엽산, 비타민 B12가 결핍되면 메티오닌으로 전환되지 못하고 과잉의 호모시스테인은 혈액 속에 순환하게 되어 혈관 벽을 손상시킨다.

 

④ 결핍증

 비타민 B6가 결핍되면 피부염, 구각염, 설염, 근육경련, 신경장애, 신경과민, 비정상적 뇌파, 신결석, 빈혈(소적혈구성 빈혈) 등이 나타난다. 비타민 B6 결핍은 경구피임약 복용자, 노인, 만성 알코올중독자, 고단백식사, 결핵치료제(INH)나 류마티스 관절염 치료제를 장기간 복용하는 사람 등에서 나타날 수 있다.

 

⑤ 과잉증

 비타민 B6가 신경전달 물질의 생성에 관여하므로 비타민 B6가 월경전 증후군(PMS)에 도움이 되리라는 생각으로 비타민 B6를 알약으로 과잉 복용하면 오히려 신경계의 손상을 초래할 수 있다. 손발이 무감각해지고 관절이 경직되며 보행 장애와 손발 떨림 증세가 나타난다. 

 

⑥ 영양섭취기준과 급원식품

 한국인 성인의 1일 비타민 B6 평균필요량은 남자 1.3mg, 여자 1.2mg이며, 1일 권장섭취량은 평균필요량의 120% 수준인 남자 1.5mg, 여자 1.4mg이다. 피리독신의 과잉섭취는 신경장애를 초래하므로 1일 상한섭취량인 100mg을 초과하지 않도록 한다. 비타민 B6는 주로 동물의 근육조직에 저장되므로 단백질의 풍부한 육류 생선류, 가금류에 많이 들어 있으며, 이외에도 전곡, 콩류, 말린 과일, 종실류, 견과류, 바나나와 채소들도 좋은 급원이다. 일반적으로 동물성 식품이 식물성 식품에 비해 비타민 B6의 생체이용률이 높다.