비타민 A, Retiniol, Carotene-ß
비타민 A, Retiniol, Carotene-ß
1. 발견 Discovery
1909년 W.Step은 생쥐에게 지방을 함유하지 않은 사료를 주면 성장이 정지되어 사망 하며, 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.
2. 종류 Sorts
비타민 A는 여러 관련 물질을 통칭하는 일반명이다. 레티놀(retinol, 알코올 an alcohol)과 레티날(retinal, 알데하이드 an aldehyde)은 대개 미리 형성된(preformed) 비타민 A로 불린다.
레티날은 몸에서 레티노산(retinoic acid, RA) 즉 유전자 전사(gene transcription)에 관여하는 형태의 비타민 A로 전환될 수 있다. 레티놀, 레티날, 레티노산과 관련 화합물들을 레티노이드(retinoids)라고 한다.
베타-카로틴(β -carotene)과 몸 속에서 레티놀로 전환될 수 있는 다른 카로티노이드들을 풋비타민 A카로티노이드(provitamin A carotenoids)라 한다.
식물은 수백 가지의 서로 다른 카로티노이드를 합성하지만 이 중 약 10% 만이 풋비타민 A 카로티노이드에 해당된다.
3. 기능 Functions
01. 망막 : 레티놀은 혈액 순환에 의해 망막으로 운반되어 망막의 색소 상피세포 속으로 들어가 로돕신으로 변화하여 막대세포로 들어가며 이 로돕신을 함유한 막대세포는 아주 적은 양의 빛도 포착할 수 있으므로, 어두운 곳에서의 시력에 중요하다.
레티놀이 망막으로 충분히 공급되지 않으면 어두운 곳에서 적응하기 어려우며 이를 “야맹(night blindness)”이라 한다.
02. 세포분화 관련기능 : 비타민 A의 두 번째 주된기능은 세포분화 즉 ‘전단계 세포를 특정 기능을 가진 세포로 발달시키는 과정’에서 나타난다. 이외에도 비타민 A는 정자형성, 면역반응, 미각, 청각, 식욕 및 성장 등의 생리적 과정에 필수적인 것으로 알려져 있다.
03. 면역 : 비타민 A는 흔히 감염에 대항하는 비타민으로 알려져 있는데, 이는 면역체계의 정상적인 기능을 위해 필요하기 때문이다. 피부와 점막 세포(기도, 소화관,요로)는 장벽으로 기능하여 몸의 첫 번째 방어막을 형성한다.
비타민 A와 레티노산(RA)은 림프구(lymphocyte) 등 백혈구의 성장과 분화에 중심적인 작용을 하는데 이들은 면역 반응에 결정적인 역할을 한다.
04. 성장과 발달 : 비타민 A의 과잉과 부족은 둘 다 출생 결손을 일으키는 것으로 알려져 있다. 레티놀과 레티노산은 태아의 발달에 필수 불가결하다.
태아의 발달 과정에서, 레티노산은 사지(limb)의 발달과 심장, 눈, 귀의 형성에 필요하다. 또한, 레티노산은 성장 호르몬에 의한 유전자의 발현을 조절하는 것으로 밝혀졌다.
05. 적혈구 생산 : 적혈구는 다른 모든 혈액 세포와 마찬가지로 줄기세포(stem cell)라 불리는 세포에서 분화되어 나온다. 이러한 줄기세포는 적혈구로의 정상적인 분화를 위해서 레티노이드에 의존한다.
적혈구는 산소를 운반하여 모든 신체기관에 공급하는 중요한 기능을 한다.
06. 영양소 상호작용
아연과 비타민 A
아연이 결핍되면 순환을 통해 레티놀을 망막 등의 조직으로 운반하는데 필요한 레티놀 결합 단백질(retinol binding protein, RBP)의 합성이 감소되고 간에서 레티놀의 저장 형태인 레티닐 팔미테이트(retinyl palmitate)로부터 레티놀을 분비시키는 효소의 활동성을 저해한다.
철분과 비타민 A
비타민 A 결핍은 철 결핍성 빈혈을 악화시킬 수 있다. 비타민 A 보충제는 철 결핍성 빈혈 환자에게 도움을 주고 소아와 임산부의 철분 상태를 호전시키는 것으로 알려져 왔다.
4. 결핍증 Deficiency
01. 망막 : 비타민 A 결핍의 가장 초기에 나타나는 증상은 어두운 곳에서 적응하는 능력이 떨어지거나 야맹증(night blindness)이 나타나는 것이다. 개발도상국의 소아에게서 주로 나타나는 실명(blindness)은 비타민A 부족으로 인한 것이다.
일반적으로 나타나는 증상은 안구건조증과 각막연화증, 야맹증, 시력저하 등이다.
02. 호흡기 : 콧 속의 섬모상피가 건조해지며 섬모는 탈락된다. 그 결과 바이러스 감염이 쉽게 일어난다. 침샘도 건조해져 입안이 마르고 갈라진다.
03. 생식기 : 레티노이드(Retinoids)는 남녀 생식기능을 유지해 주는데 필수적이다. 상피조직의 파괴로 요로감염, 결석, 질염이 자주 발생한다. 레티놀가 레티날이 결핍되면 불임, 고환위축, 유산, 태아형성부전 등이 야기된다.
04. 위장관계 : 점막의 분비 기능이 떨어져 조직이 탈락되며 소화 흡수에 지장을 초래한다.
05. 피부 : 건조해지고 비듬이 생기고 농포가 생기며, 경화된 색소에서 구진상 발진이 모낭주위에 나타나는 소위 모낭각화증이 나타난다.
06. 치아 : 비타민A가 부족하면 잇몸 주위조직이 약해져서 범랑모세포가 생기지 않는다. 그 결과 치아의 범랑질(에나멜질)구조가 손상된다.
07. 성장 : 비타민A는 골결근과 연조직 성장에 필수적이다.이것은 이 비타민이 단백합성,세포분열 또는 세포막의 안정에 영향을 주기 때문이다.
비타민A(레티놀)와 암
상피조직의 종양세포의 증식을 억제하는 작용이 있어 피부암, 유방암, 자궁암, 위암, 폐암, 결장암, 간암, 대장암, 전립선암, 방광암, 후두암 등의 암세포를 억제하여 세포자살(apoptosis)를 유도한다.
비타민 A, Retiniol, Carotene-ß
1. 발견 Discovery
1909년 W.Step은 생쥐에게 지방을 함유하지 않은 사료를 주면 성장이 정지되어 사망 하며, 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.
2. 종류 Sorts
비타민 A는 여러 관련 물질을 통칭하는 일반명이다. 레티놀(retinol, 알코올 an alcohol)과 레티날(retinal, 알데하이드 an aldehyde)은 대개 미리 형성된(preformed) 비타민 A로 불린다.
레티날은 몸에서 레티노산(retinoic acid, RA) 즉 유전자 전사(gene transcription)에 관여하는 형태의 비타민 A로 전환될 수 있다. 레티놀, 레티날, 레티노산과 관련 화합물들을 레티노이드(retinoids)라고 한다.
베타-카로틴(β -carotene)과 몸 속에서 레티놀로 전환될 수 있는 다른 카로티노이드들을 풋비타민 A카로티노이드(provitamin A carotenoids)라 한다.
식물은 수백 가지의 서로 다른 카로티노이드를 합성하지만 이 중 약 10% 만이 풋비타민 A 카로티노이드에 해당된다.
3. 기능 Functions
01. 망막 : 레티놀은 혈액 순환에 의해 망막으로 운반되어 망막의 색소 상피세포 속으로 들어가 로돕신으로 변화하여 막대세포로 들어가며 이 로돕신을 함유한 막대세포는 아주 적은 양의 빛도 포착할 수 있으므로, 어두운 곳에서의 시력에 중요하다.
레티놀이 망막으로 충분히 공급되지 않으면 어두운 곳에서 적응하기 어려우며 이를 “야맹(night blindness)”이라 한다.
02. 세포분화 관련기능 : 비타민 A의 두 번째 주된기능은 세포분화 즉 ‘전단계 세포를 특정 기능을 가진 세포로 발달시키는 과정’에서 나타난다. 이외에도 비타민 A는 정자형성, 면역반응, 미각, 청각, 식욕 및 성장 등의 생리적 과정에 필수적인 것으로 알려져 있다.03. 면역 : 비타민 A는 흔히 감염에 대항하는 비타민으로 알려져 있는데, 이는 면역체계의 정상적인 기능을 위해 필요하기 때문이다. 피부와 점막 세포(기도, 소화관,요로)는 장벽으로 기능하여 몸의 첫 번째 방어막을 형성한다.
비타민 A와 레티노산(RA)은 림프구(lymphocyte) 등 백혈구의 성장과 분화에 중심적인 작용을 하는데 이들은 면역 반응에 결정적인 역할을 한다.
04. 성장과 발달 : 비타민 A의 과잉과 부족은 둘 다 출생 결손을 일으키는 것으로 알려져 있다. 레티놀과 레티노산은 태아의 발달에 필수 불가결하다.
태아의 발달 과정에서, 레티노산은 사지(limb)의 발달과 심장, 눈, 귀의 형성에 필요하다. 또한, 레티노산은 성장 호르몬에 의한 유전자의 발현을 조절하는 것으로 밝혀졌다.
05. 적혈구 생산 : 적혈구는 다른 모든 혈액 세포와 마찬가지로 줄기세포(stem cell)라 불리는 세포에서 분화되어 나온다. 이러한 줄기세포는 적혈구로의 정상적인 분화를 위해서 레티노이드에 의존한다.
적혈구는 산소를 운반하여 모든 신체기관에 공급하는 중요한 기능을 한다.
06. 영양소 상호작용
아연과 비타민 A
아연이 결핍되면 순환을 통해 레티놀을 망막 등의 조직으로 운반하는데 필요한 레티놀 결합 단백질(retinol binding protein, RBP)의 합성이 감소되고 간에서 레티놀의 저장 형태인 레티닐 팔미테이트(retinyl palmitate)로부터 레티놀을 분비시키는 효소의 활동성을 저해한다.
철분과 비타민 A
비타민 A 결핍은 철 결핍성 빈혈을 악화시킬 수 있다. 비타민 A 보충제는 철 결핍성 빈혈 환자에게 도움을 주고 소아와 임산부의 철분 상태를 호전시키는 것으로 알려져 왔다.
4. 결핍증 Deficiency
01. 망막 : 비타민 A 결핍의 가장 초기에 나타나는 증상은 어두운 곳에서 적응하는 능력이 떨어지거나 야맹증(night blindness)이 나타나는 것이다. 개발도상국의 소아에게서 주로 나타나는 실명(blindness)은 비타민A 부족으로 인한 것이다.
일반적으로 나타나는 증상은 안구건조증과 각막연화증, 야맹증, 시력저하 등이다.
02. 호흡기 : 콧 속의 섬모상피가 건조해지며 섬모는 탈락된다. 그 결과 바이러스 감염이 쉽게 일어난다. 침샘도 건조해져 입안이 마르고 갈라진다.
03. 생식기 : 레티노이드(Retinoids)는 남녀 생식기능을 유지해 주는데 필수적이다. 상피조직의 파괴로 요로감염, 결석, 질염이 자주 발생한다. 레티놀가 레티날이 결핍되면 불임, 고환위축, 유산, 태아형성부전 등이 야기된다.
04. 위장관계 : 점막의 분비 기능이 떨어져 조직이 탈락되며 소화 흡수에 지장을 초래한다.
05. 피부 : 건조해지고 비듬이 생기고 농포가 생기며, 경화된 색소에서 구진상 발진이 모낭주위에 나타나는 소위 모낭각화증이 나타난다.
06. 치아 : 비타민A가 부족하면 잇몸 주위조직이 약해져서 범랑모세포가 생기지 않는다. 그 결과 치아의 범랑질(에나멜질)구조가 손상된다.
07. 성장 : 비타민A는 골결근과 연조직 성장에 필수적이다.이것은 이 비타민이 단백합성,세포분열 또는 세포막의 안정에 영향을 주기 때문이다.
비타민A(레티놀)와 암
상피조직의 종양세포의 증식을 억제하는 작용이 있어 피부암, 유방암, 자궁암, 위암, 폐암, 결장암, 간암, 대장암, 전립선암, 방광암, 후두암 등의 암세포를 억제하여 세포자살(apoptosis)를 유도한다.
비타민A가 결핍하면 일반적으로 상피 즉 피부나 점막의 자극이나 세균ㆍ바이러스에 대한 저항성을 약화시키고 기도점막은 감염이 되기 쉽다. 이는 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 다른 연구에서는 혈중의 비타민A 농도를 직접 측정해 본 결과 혈중농도가 낮은 사람쪽이 그렇지 않은 쪽의 사람에 비하여 폐암 등의 암발생률이 높았다.
비타민A(레티놀)의 항암치료에서 중요한 사실
레티놀은 암세포가 정상 세포와 매우 유사하게 성장하고, 분화하도록 유도함으로써 일반 세포처럼 정상적인 프로그램화된 세포자살(apoptosis) 과정을 거치게 한다는 것이다.
종양촉진유전자 NF-kB, COX-2, 5-OLX, MMP-9, ICAM-1를 차단하여 성장단계부터 전이단계의
암종양 사멸 유도하는 것으로 다양한 연구결과 밝혀졌다.
일반적으로 항암 치료는 종양세포를 제거하는 데 초점을 둔다. 그리고 이 과정에서 정상적인 세포와 암 세포 사이에 무차별적인 공격이 항암제로 인해 진행되면서 심각한 부작용이 발생한다.
레티놀의 항암 기작은 이 같은 항암제 부작용을 동반할 염려가 전혀 없기 때문에 치료 방법으로서의 가치가 매우 크다고 볼 수 있다.