1909년 W.Step은 생쥐에게 지방을 함유하지 않은 사료를 주면 성장이 정지되어 사망하며, 이때 계란노른자로부터 봅아낸 기름을 주면 회복한다는 것을 발견했으며, McCollum은 1913-1915년의 연구 에서 쥐의 성장에는 버터에 들어있는 지용성 인자와 조제 유당 중의 수용성 인자가 필요하다는 것을 밝혀냈다.
1913년 미국의 T.B.Osborne과 Mendel은 단백질,식물성 지방 도는 우지, 당질, 그리고 무기질 (무기 염 혼합)이 포함된 사료로는 쥐의 성장이 저해될 뿐만 아니라 눈에도 감염증을 나타낸다는 것을 관찰 하였으며, 1927년 McCollum과 N.Simons 역시 지용성A가 결핍된 동물은 각막건조증 (xerophthalmia) 이 나타나 실명하는 것을 발견했다.1920년 Drummond가 McCollum이 제시한 지용성 인자를 비타민A로 명명하였다.
비타민 A의 화학구조는 1931년 스위스의 P.Karrer에 의해 결정되었다. 비타민A는 대부분의 육상 척추 동물 과 해양동물 중에 들어있는 A1과 주로 담수어 중에 들어있는 A2 가 알려져 있다.
우리가 흔히 비타민 A라고 부르는 것은 그중 비타민 A1만을 의미하며,1960년 IUPAC는 이 물질이 망막 (retina)에 특수한 작용을 나타내며,일종의 알코올이기 때문에 retinol이라고 부를 것을 제창하였다.
생체 내에서 retinol은 retinal 및 retinoic acid로 변환된다. 생체 내에서 몇 개의 유도체가 발견되며, 또한 합성도 되기 때문에 이들을 통틀어 retinoid라고 부르고 있다.
비타민A에는 그림에서 보는바와 같이 알코올형(retinol),알데히드형(retinal) 및 카르복실산현(retinoic acid)으로 구분된다. 또한 탄소와 탄소사이의 이중결합 부분은 모두 trans형과 cis형을 택할 수 있기 때문 에 다수의 입체이성체가 있을 수 있으며, 각각의 효력도 달라진다.
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1.비타민A의 효능
공인된 하루 추정 필요량은 4,000IU로 되어 있다.그러나 하루에 100,000 IU를 섭취하면 다음과 같은 효력이 나타난다.
1)점막조직과 난치성 피부질환을 치료한다. 상피조직의 성장과 분화에 필요
-건강한 피부 및 점막의 유지.피부질환(노화 및 장기간 일광노출 포함) 치료
2)만성적인 감염증 및 눈병을 치료한다.
3)인체 오염물질에 대한 항체를 증진시킨다.
4)조로를 예방한다. 특히 피부의 노화를 방지한다.
5)세균감염에 대한 저항력을 높힌다.면역기능 항진
6)안구의 시홍형성을 돕고 눈병,약시,야맹증을 예방,치료한다. 망막의 기능에 필수적인 기능을 수행- 정상 적인 시력 유지
7)황상콘드로이틴의 생합성을 돕는다.
8)고환과 난소 기타 선(腺)조직의 건강을 유지한다.
9)칼슘과 협동하여 위산의 분비를 돕는다.
10)대기오염으로 부터 호흡기계를 보호한다.
11)모세관의 투과성을 높혀 세포에로의 산소공급을 돕는다.
12)세포막 조직을 안정화하여 노화를 방지한다.수명을 연장하고 젊음을 유지한다.
13)상피조직의 종양세포의 증식을 억제하는 작용이 있어 위암,폐암,결장암,방광암,자궁암,후두암 등의 예방 ,치료를 돕는다.(in vitro에서 단핵세포의 암세포 사멸 작용 증진)
비타민A가 결핍하면 일반적으로 상피 즉 피부나 점막의 자극이나 세균,바이러스에 대한 저항성을 약화시키 고 기도점막은 감염이 되기 쉽다.
이는 비타민A 결핍으로 인해 상피가 각질화해서 편평상피상을 나타낸다.이것은 편평상피암의 전암상태인 것이다.
이로부터 비타민A와 암화의 관계가 연구되어 왔다.실제 비타민A가 결핍된 동물에 있어서는 보통동물에 비해 자연발생암의 빈도가 높고,비타민A결핍의 동물에 발암물질을 투여한 발암실험에서 페,방광,대장암의 발생빈도가 높다는 것을 알게 되었다.
노르웨이의 Bjelke의 역학적 조사에 따르면 사람의 암에 있어서 비타민A섭취가 적을수록 자궁암, 폐암, 위암, 방광암,식도암의 발생률이 높다는 것이 판명된바 있다.
또 어떤 연구에서는 혈중의 비타민A 농도를 직접 측정해 본 결과 혈중농도가 낮은 사람쪽이 그렇지 않은 쪽의 사람에 비하여 페암등의 암발생률이 높았다.
비타민A 결핍이 되면 왜 암이 발생되기 쉬운가에 대해서 아직 상세하게 밝혀져 있지 않다. 그러나 다음과 같이 설명하는 연구도 있다.
[보통때 피부나 점막의 세포는 DNA 합성이나 세포분열은 심하지 않으나 비타민A가 부족되면 그것들이 심하게 되어 여기에 따라 암화가 돌연변이가 일어나는 발생빈도를 높게 한다]는 것이다.
물론 비타민A를 섭취하는 동물에서도 암이 발생한다.암의 예방을 위하여 비타민A를 투여해본 결과 비타민 A는 지용성 비타민이기 때문에 발암예방작용과 동시에 격렬한 과잉증이라고 하는 부작용이 발생하였다.
그래서 천연 비타민A보다 발암예방 작용에서 유효하고 부작용이 적은, 구조를 달리하는 비타민A의 유도체 의 합성개발이 시도된 것이다.
이 가운데서 유효한 것이라고 생각되는 물질이 13-cysrethinoin acid이다.실제로 nitrosamine이라고 하는 발암물질을 쥐에게 먹인 결과 방광암이 고빈도로 발생하였는데 이 물질을 계속해서 투여한바 암발생이 예방되는 것을 알게 되었다.
또 13-cysrethinoin acid는 발암을 예방할 뿐만 아니라다른 치료법과 병용했을 때 암치료에 효과있다는 보고도 있다.
이처럼 비타민A의 암치료에의 가능성이 있는데 적어도 비타민A를 적절히 섭취하게 되면 발암의 일부는 예방된다고 생각해도 좋을 것이다.
14)비타민C,B6,마그네슘과 협동하여 신장결석과 방광결석을 예방한다.
15)성장을 촉진하고 뼈를 강하게 한다.
16)모발,치아,잇몸,피부를 건강하게 한다.
17)갑상선기능항진증의 개선을 돕는다.
18)생리불순이나 무월경에 아연과 협동하여 호르몬 밸런스를 돕는다.
19)고콜레스테롤의 동맥경화증에서 혈중 콜레스테롤치를 낮추는 작용이 있다.
20)미성숙아의 사망률 및 폐이형성증 위험도 감소
21)홍역의 예후 개선(시력 상실,설사,사망률 감소) *비타민A의 많은 양을 장기적으로 섭취할 때에는 과잉증 이 발현되는데,보통 간장내에 2,000,000IU 정도 축적되는 시점에서 탈모,권태 등이 나타나고 위험 단계 전 에 입술이 트고 갈라지는 현상이 생긴다.과잉증의 발현 초기에 섭취를 중단하면 부작용은 면할 수 있고, 중단하는 동안에도 효력은 지속된다.
*비타민E는 비타민A의 산화를 방지한다.
*아연은 비타민A의 혈중농도를 유지하며 전신의 필요한 조직에 분포되는 것을 돕는다.
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1.상피조직
1)눈:안구건조증이 되어 각막이 건조해지고 딱딱해진다. 야맹증,시력저하
2)호흡기도:콧 속의 섬모상피가 건조해지며 섬모는 탈락된다.그 결과 감염이 쉽게 일어난다.침샘도 건조해져 입안이 마르고 갈라진다.
3)위장관계:점막의 분비 기능이 떨어져 조직이 탈락되며 소화 흡수에 지장을 초래한다.
4)생식기계:상피조직의 파괴로 요로감염,결석,질염이 자주 발생한다. 불임, 사산 및 기형아 출산
5)피부:건조해지고 비듬이 생기고 농포가 생기며,경화된 색소에서 구진상 발진이 모낭주위에 나타나는 소위 모낭각화증이 나타난다.
6)치아:비타민A가 부족하면 잇몸 주위조직이 약해져서 범랑모세포가 생기지 않는다.그 결과 치아의 범랑질(에나멜질)구조가 손상된다.
7)망막의 광수용체내에 있는 간상체와 추체가 빛의 변화에 민감해져서 실명을 초래한다.
2.성장
비타민A는 골결근과 연조직 성장에 필수적이다.이것은 이 비타민이 단백합성,세포분열 또는 세포막의 안정에 영향을 주기 때문이다.
3.생식
Retinoids는 남녀 생식기능을 유지해 주는데 필수적이다.Retinol과 Retinal 결핍 동물은 불임,고환위축,유산,태아형성부전 등이 야기된다.
동물의간,생선간유,버터,치즈,전유,계란노른자,생선,녹황색 야채와 과일 (당근, 시금치, 호박, 살구, 멜론, 브로콜리, 양배추,무우잎,감,케일,알팔파,김,파래,미역,다시마)
1일 최저 필요량은 성인 4,000IU,소아 1,500IU이다.최근에는 건강증진을 위해 25,000IU까지,치료량으로는 짧은 기간 동안에 50,000IU-300,000IU까지도 사용된다. (미국 1일 권장량:5,000IU)
피로감,두통,오심,설사,식욕부진,체중감소,피부가 벗겨짐,간,비장비대,간경화,관절통,골의 비후
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1904년 Mori는 독일의 소아과 잡지에 빈곤가정의 어린이들에서 복부가 불룩해지고 야맹증이나 각막 건조 증을 일으키며 결국에는 실명하는 증례에 대해서 보고했는데, 치료에는 닭의 간장이나 뱀장어기름이 좋다 고 기술하고 있다. 이후 유럽 등지에서 유사한 사례가 보고되어 McCollum은 이것이 비타민A 결핍증인 것으로 추론했다.
비타민A 결핍증과 야맹증과의 관계는 미국의 G.Wald등에 의해 규명이 되었다. 안구의 망막에는 어두울 때 빛을 감지하는 세포(간상세포)와 밝을 때 작용하여 색을 감지하는 세포(추체세포)가 있다. 1933년 그 중 간상세포에 있는 rhodopsin이라고 하는 광반응색소가 비타민A와 단백질이 결합한 것임을 밝혀냈다. 이런 과정을 통해서 1950-60년대에 자세한 메카니즘이 밝혀졌다.
Rhodopsin은 opsin이라고 하는 단백질 부분에 11-cis-retinal(retinol로부터 체내에 retinal로 분해된다.
All-trans-retinal은 이성화 효소에 의해 11-cis-retinal로 변화되어 암소에서 다시 opsin과 결합해서 rhodopsin으로 되돌아간다. 또 추체세포 중에 시물질(iodopsin이라고 한다,적록청색의 빛을 느끼는 3종 류)이 있어 이것들도 단백질과 11-cis-retinal이 결합되어 있다.
빛이 조이면 all-trans-retinal로 변화되어 퇴색하며, 이것이 빛을 감지하는 출발점으로 되는 점은 rhodopsin과 거의 비슷하다.그러나 단백질 부분 에는 rhodopsin과는 다른 염소가 결합하는 부위가 있어 염소가 어떤 역할을 하고 있는 것으로 생각되었다.
즉, 시각에 있어서는 빛과 색을 감지하는 최초의 단계인 가시광선을 흡수하는 반응의 중심물질로서 비타민A가 11-cis-retinal의 형태로 큰 역할을 하고 있는 것이다.
어두운 곳에서는 사물이 잘 보이지 않는 야먕증(night blindness)은 이미 기원전 1500년경 이집트의 기록 에서 발견할 수 있다. 또한 의학의 시조라고 하는 희랍의 히포크라테스는 야맹증의 치료에는 동물의 간장을 먹으면 좋다는 것을 권장했다고 한다.
그러나 근대적인 의미에서의 기록은 1867년 영국의 Snell이 대구의 간유로 야맹증을 치유한 것이었으며, 야맹증의 원인이나 치료의 메카니즘 등에 관한 연구는 20세기에 들어서야 본격적으로 이루어졌다.
배경
야채에 든 가장 보편적인 카로티노이드 중의 하나인 β-카로틴은 체내에서 비타민 A로 전환되어 식이성 결핍증을 개선할 수 있다. A결핍증은 개발도상국의 보편적인 문제이다.이들 국가의 임신부 사망은 선진국 보다 50-100배 더 높다.
연구
네팔의 270개 시골마을에 사는 임산부 20,000명 이상에게 적어도 3년 반 동안 β-카로틴,비타민A 보충제제 또는 플라세보를 주었다.
결과
플라세보를 복용한 여성에 비해 β-카로틴 보충제제를 복용한 여성은 사망 위험도가 49% 감소하였다. β-카로틴 보충제제는 또한 사망위험도를 40% 감소시켜 비타민A 보충제제보다 더 유익하였다.
이들 보충제제 둘 다 보호효과는 사용 후 1.5년만네 나타났다. 몇몇 산과적인 문제 때문에 이 조사에서 나타 난 27%의 사망 감소에 대해 설명하지 못했다.
의의
β-카로틴 보충제제는 개발도상국 영양부족 여성의 임신중 사망 위험도를 크게 감소시킬 수 있었다. 비타민A는 β-카로틴보다 효과가 적었다.
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음식물속의 베타카로틴이 비타민A(retinol)로 변환하여 얻어진다. 흡수된 비타민A는 간장에 축적되어 있다가 필요에 따라 혈중을 통하여 조직에 운반되어 이용된다.
작용
몸의 정상발육, 피부점막 등의 상피세포의 분화, 시각작용에 중요한 역할을 한다. 광감수성물질은 RHODOPSIN이라고 하는데 이는 단백질로 된 OPSIN과 비타민A가 산화된 11-cis-retinal로 되어있다.
비타민A는 보통 retinal ester의 형으로 간장에 저장되는데 망막에 운반되어 retinol탈수소효소의 작용을 받아 trans-retinol이 되어 시각사이클에 들어간다.
야맹증은 trans-retinol의 보급이 잘 안되기 대문에 일어난다.
필요량
5,000IU/day, carotene은 이의 2배
비타민A 결핍증
1) 궁핍과 비타민A가 풍부한 음식의 섭취부족에서 일아남
2) 완하제를 사용하는 경우와 알콜중독에서 결핍증을 일으킴. 비타민A, carotene성분이 채 흡수되지 않고 분변으로 배출되기 때문이다.
3) Cholestyramine, colestipol, neomycin, colchicine등의 장기사용으로도 결핍증을 일으킨다.
결핍증상
피부건조, 야맹증, 안건조증, 각막연화증등이다.
치료
Oleovitamin A 15-25,000units/day. 흡수불량이 있을 때는 bile salts(담즙산염)와 더불어 투여한다.
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