비타민 C (Ascorbic Acid)

1. 구조와 성질

 비타민 C는 다른 이름으로 아스코르브산이라고도 하며, 항괴혈성인자라는 의미를 나타낸다. 비타민 C는 단당류인 포도당과 유사한 구조의 간단한 화합물로, 대부분의 동물들은 포도당으로부터 비타민 C를 합성하지만 사람을 포함한 영장류, 기니피그, 조류, 박쥐, 생선류 등 일부는 포도당에서 비타민 C로 전환되는 최종단계의 효소인 굴로노락톤 산화효소가 결핍되어 비타민 C를 합성하지 못한다. 

비타민 C는 일반적으로 산에는 안정하나 산화, 빛, 알칼리와 열에 쉽게 파괴되며 특히 철이나 구리와 함께 있으면 쉽게 파괴된다. 비타민 C의 활성형태는 아스코르브산(환원형)과 디하이드로아스코르브산(산화형)으로 이들은 세포내에서 쉽게 상호 전환된다. 디하이드로아스코르브산은 환원형의 80% 활성을 나타내며, 더 산화되면 다이케토굴론산이 생성되면서 비타민 C의 활성이 사라진다. 

 

2. 흡수와 대사

 아스코르브산은 주로 능동수송에  의해 공장에서 흡수되며 일부는 단순확산에 의해서도 흡수된다. 하루 비타민 C 섭취량이 100mg 이하일 때는 흡수율이 80~90%이지만 비타민 C 섭취량이 100mg 이상일 때는 흡수율이 감소된다.

 흡수된 아스코르브산은 혈액을 통해 조직으로 운반되고 초과량은 대사되지 않고 그대로 소변으로 배설된다. 조직 중에 비타민 C의 농도가 높은 곳은 뇌하수체와 부신, 수정체로 혈청농도의 50배 정도가 되며 그 외에 뇌, 신장, 폐, 간에 혈청농도의 5~30배 정도가 존재한다. 산화형인 디하이드로아스코르브산은 더 산화되면 다이케토글론산을 거쳐 옥살산과 트레온산으로 대사되고 대사되지 않은 비타민 C와 함께 소변으로 배설된다.

 

3. 생리적 기능

① 항산화작용

 비타민 C는 비타민 E와 베타카로틴과 마찬가지로 항산화 기능을 가지고 있어서 유리기에 의한 세포내 여러 손상을 막아 주는 작용을 한다. 항산화작용으로 식도암, 구강암, 위암 등의 암을 예방하고 심장 질환 및 기타 만성질환의 발병을 억제한다. 

 

② 콜라겐의 합성

 비타민 C는 뼈, 연골, 치아, 결체조직, 피부, 혈관벽 등에 많이 함유되어 있는 콜라겐의 합성에 필수적이다. 콜라겐은 다른 단백질에 비해 하이드록시 프롤린과 하이드록시 리신이 많은데, 이들은 아미노산이 프롤린과 리신의 수산화 반응에 의해 형성되며 안정된 콜라겐 구조를 형성하는 데 중요한 역할을 한다. 이때 비타민 C는 수산화 반응의 조효소로 작용한다. 

항산화제 : 활성산소로 인해 우리 몸이 노화되고 손상되는 것을 막아주는 물질을 항산화제라고 한다. 자연적으로 존재하는 항산화제로는 글루타치온 환원효소 등의 효소가 있으며 외부에서 여해 주는 것으로는 비타민 E, 비타민 C, 베타-카로틴이 있다. 무기질 중에는 셀레늄이 대표적인 항산화 작용을 한다. 

콜라겐 : 콜라겐은 결체조직, 골격, 치아, 연골, 피부, 혈관벽을 구성하는 3중 나사선 형태의 주된 구조단백질로 체내 총 단백질의 1/4을 차지하고 있다. 콜라겐을 구성하는 주된 아미노산으로는 글리신, 프롤린, 하이드록시 프롤린, 하이드록시 리신 등으로 다른 단백질과는 다른 독특한 조성으로 이루어진다. 콜라겐은 비타민 C가 부족하면 구조적으로 안정된 콜라겐이 만들어지지 않아서 괴혈병을 초래한다. 

 

③ 철, 칼슘의 흡수

 식품내 존재하는 철의 대부분은 제2철(Fe³⁺)의 형태로 소장에서 흡수되기 위해서는 제1철(Fe²⁺)의 형태로 환원되어야 한다. 이때 비타민 C는 Fe³⁺를 Fe²⁺로 환원시킴으로써 철의 흡수를 돕는다. 또한 장내에서 칼슘이 불용성염을 형성하는 것을 방지함으로써 Ca의 흡수를 돕는다.

 

④ 카르니틴 생합성

 비타민 C는 카르니틴의 생합성에 필요하다. 카르니틴은 지방산이 세포질로부터 미토콘드리아로 이동하는 데 필요한 수송화합물로, 지방산이 산화되어 에너지를 생성하는 데 반드시 필요하다. 카르니틴은 아미노산인 리신과 메티오닌으로부터 합성되는 데 이때 비타민 C와 철이 필요하다.

 

⑤ 신경전달물질의 합성

 비타민 C는 콜라겐 합성을 위한 수산화 반응 외에 또 다른 수산화 반응으로 신경자극 전달물질 합성에 관여한다. 뇌중추신경계에서 도파민으로부터 노르에피네프린이 생성될 때나 트립토판으로부터 세로토닌이 생성될 때 진행되는 수산화 반응에 비타민 C가 필요하다.

 

 이  외에도 엽산의 활성화 및 유지, 갑상선 호르몬, 스테로이드 호르몬의 합성, 담즙산 생성에 관여하며 피부에 멜라닌 색소 생성을 억제하고 면역력을 강화시켜 질병을 예방한다. 

 

4. 결핍증

 콜라겐은 혈관벽의 완전성을 유지시켜 준다. 비타민 C가 결핍되면 초기에는 구조적으로 안정된 콜라겐이 생성되지 못해서 잇몸출혈, 피하 모세혈관의 출혈, 동맥 내 동맥경화성 플라그 침착 등의 증세가 나타난다. 비타민 C의 결핍이 장기간 지속되면 본격적인 괴혈병 증세로 심한 피하출혈, 점상출혈, 심장근육 등의 근육 퇴화, 거칠고 건조한 피부, 상처치유 지연, 뼈의 재형성 억제, 치아탈락, 빈혈, 감염증, 히스테리, 우울증이 나타난다. 

괴혈병환자의 잇몸

 

5. 과잉증

 비타민 C의 과잉섭취는 메스꺼움, 복부경련, 설사 등을 초래하고 혈액응고 방지제의 약효를 감소시키며, 유전적으로 비타민 C의 분해가 안되는 환자나 통풍환자의 경우 신장 결석(수산결석)을 형성한다.

 

6. 영양섭취기준과 급원식품

 비타민 C의 남녀 1일 평균필요량은 75mg이며, 권장섭취량은 100mg이다. 흡연자, 알코올 중독자, 약물복용, 저소득층, 노년층, 스트레스, 수술환자 등은 특히 결핍되기 쉬우므로 비타민 C를 충분히 섭취해야 한다. 그러나 1일 상한섭취량인 2,000mg를 초과하지 않도록 한다. 

 비타민 C는 식물성 식품에만 함유되어 있으며, 오렌지, 레몬, 밀감 등의 감귤류, 키위, 딸기 등의 과일과 풋고추, 브로콜리, 케일, 양배추, 피망, 시금치, 고춧잎 등의 녹엽채소, 토마토 등이 매우 풍부한 급원이다. 식품 중의 비타민 C를 잘 보존하기 위해서는 자른 단면이 장시간 공기에 노출되거나 다량의 조리액에 담가두거나 중조를 첨가하여 조리하거나 장시간 가열하는 것은 피해야 한다. 

 

※ 흡연과 비타민

 담배에 함유되어 있는 니코틴은 혈액 내에서 비타민 C를 소비하기 때문에 흡연자는 비흡연자에 비해 비타민 C의 필요량이 증가한다. 또한 비타민 A와 베타-카로틴은 폐의 상피조직을 보호하고 폐암을 예방하는 효과가 있으므로 흡연자가 충분히 섭취하도록 권장되는 비타민이다.