[다양한 비타민의 종류와 역할]Type of Vitamins 7부






수용성 비타민(Water-soluble Vitamins) - 4

6) Vitamin B12(Cyanocobalamin) Group

Vitamin B12는 B-group의 Vitamin중 가장 뒤늦게 발견되었다. 1948년 Addisonian 악성빈혈의 치료에 사용되었던 간에서 추출된 결정체로부터 분리시켰다. 간의 추출물로 수십년간 악성빈혈의 치료에 이용되는 활성형 성분이다. Vitamin B12는 작고 붉은 바늘모양의 결정체로 물과 alcohol에 용해되고, ether, aceton에는 불용성이다. 구조상의 시안화물(-CN)대신 수산화물(-OH)이 결합되면 hydroxocobalamin(Vitamin B12a), 물이 결합되면 aquocobalamin(Vitamin B12b), -NO2가 결합되면 nitrocobalamin(Vitamin B12c) 5'-deoxyadenosyl이 결합되면 5'-deoxyadenosyl cobalamin (coenzymin B12), -CH3가 결합되면 methylcobalamin이라 불리운다. 유동성과 안정성을 고려하여 임상에서 널리 이용되는 Vitamin-B12는 활성상태의 cyanocobalmin이며, 상업적으로는 streptomyces griseus를 발효시켜 생산한다.


Fig. 1 비타민 B12와 관련물질



  

비타민 B12는 항악성빈혈인자로서 간에서 발견된 코발트(Co)를 함유한 cobalamin으로 협의로는 cyanocobalamin을 말한다.(Fig. 1) 음식물 중의 비타민 B12는 위점막에서 당단백질인 내인자(Castle's factor)와 결합되어 회장점막의 수용체에 의해 흡수된다. 혈 중에서는 transcobalamin이라는 비타민 B12 결합단백질과 결합하여 각 조직으로 운반되며 대부분이 adenosylcobalamin 형으로 되어 주로 간에 존재한다. 보효소로 작용하는 것은 adenosylcobalamin과 methylcobalamin이다. Adenosylcobalamin이 관여하는 효소반응은 이성화반응(methylmalonyl-CoA-mutase), 이탈반응(propanediol dehydratase), 전이반응(leucine 2,3-aminomutase), 환원반응(ribonucleoside triphosphate reductase) 등이 있으며 adenosylcobalamin은 수소이동을 위한 수소운반체로 작용한다.




동물에서는 methylmalonyl-CoA-mutase에 의한 수소전이반응이 알려져 있다. Methylcobalamin이 관여하는 효소반응에는 동물의 경우 methionine synthase(tetrahydrofolate methyl transferase)에 의한 L-methionine의 합성이 알려져 있다. 이것은 methyl기 전이를 동반하는 반응으로 methylcobalamin은 methyl기 운반체로 작용한다. 비타민 B12 결핍증은 섭취가 부족하거나 비타민 B12를 보효소로 전환하는 과정에 장해가 있거나 아포효소의 선천적 이상에 의해 일어나며 악성빈혈(거대적아구성빈혈), 설염, 위액무산증, 척수변성신경증상, 정신병 등이 나타난다. 비타민 B12는 소간, 난황, 어육 중에 많이 함유되어 있으며 1일 권장량은 10～20㎎이다.


7) Vitamin C Group

"항궤혈병 vitamin"이라 불리는 ascorbic acid는 1907년 Holst 와 Frolich가 동물의 궤혈병증상에 오렌지쥬스를 투여하여 치료시킨 후부터 연구가 본격화되었다. Vitamin-C는 흰색의 결정체로 구조적으로 단당류와 연결되어 있다. 자연계에는 환원형인 L-Ascorbic acid와 산화형인 Dehydroascorbic acid의 두 가지로 존재한다. 이 두물질은 서로 가역적이며 생리적 활성도 같다. Ascorbic acid는 건조한 상태에서는 안정하나, 습한 공기에서는 쉽게 산화된다. 산화작용은 열, 빛, 알카리성물질, 구리나 아연, 산화효소등에 의해 가속화된다. 때문에 ascorbic acid는 요리도중에 빼앗기는 경우가 많다. 가용성이므로 많은 량의 물과 같이 있을 때 버려지기 쉬우며, 신선한 과일이나 야채의 보관 중에도 손실될 수 있다. 동물의 조직에는 환원형의 ascorbic acid가 많으나 괴혈병 상태인 경우 산화형이 많아진다. 산화-환원의 가역적 특성은 ascorbic acid의 생화학적 반응에 기인하다.


비타민 C는 ascorbic acid라고도 하며 항괴혈병인자로 알려져 있다. 인간, 원숭이, 몰모트, 코끼리, 과실성 박쥐, 일부의 열대조류 이외의 동물에서는 L-gulono-γ-lactone oxidase를 가져 D-glucuronate에서 L-gulono-γ-lactone을 거쳐 합성할 수 있다. 인체에서 비타민 C의 농도가 가장 높은 곳은 부신과 뇌하수체이며 과잉의 것은 요 중으로 그대로 배설된다.


Ascorbic acid는 수소원자를 1개 또는 2개 방출하는 것에 의해 강력한 환원력을 가져 collagen 전구체(tropocollagen) 중의 proline을 hydroxyproline으로 lysine을 hydroxylysine으로 변화시킨다. Hydroxyproline은 collagen의 3중나선구조를 안정화하는데 필수적이다.



또 Dopamine도 ascorbic acid가 관여하는 hydroxylase에 의해 산화되어 L-norepinephrine이 되며 이외에도 몇 가지 hydroxylase가 ascorbic acid를 보조인자로 이용한다. 비타민 C의 여러 가지 생리적 특성 중 일부는 ascorbic acid의 환원력과 dehydroascorbic acid의 산화력에 의한 것이다.(Fig. 2)


Fig. 2 Structure of Vitamin


Ascorbic acid는 면역계에 대한 작용으로 cytochrome P-450의 증가나 전자전달계의 철이나 구리의 환원 등을 통하여 생체 이물질의 대사를 촉진한다. 그리고 항체인 면역글로불린 G(IgG) 및 M(IgM)의 생산을 증가시키고 보체 C1-esterase을 증가시키며 백혈구의 식균작용을 촉진한다. 또 식세포의 주화성을 개선하고 림프구에 의한 독성물질의 탐식과 분해작용을 촉진하여 생체 방어기구를 활성화하며 interferon의 생산을 증가시키는 등의 작용을 한다. 이외에 prostaglandin E2 및 F2a의 합성을 억제하는 것에 의한 항염증작용과 림프구의 형성 및 면역응답에 관계하는 prostaglandin E1의 생산을 촉진하는 작용이 있다. 비 heme형 철분의 흡수는 ascorbic acid에 의해 촉진된다.


비타민 C는 감기의 예방과 치료에 효과가 있고 herpes virus, 간염 virus, influenza virus, 광견병 virus, 구제병(口蹄病; foot-and-mouth disease) virus등의 각종 virus에 대하여 항virus 작용을 나타내며 디프테리아균, 파상풍균, 포도상구균 등 세균의 독소를 불화성화 한다. 이 경우 비타민 C는 간기능을 높여 이들 virus나 세균의 감염을 방지하고 중독성 간염을 일으키는 독성물질을 해독하거나 흡연, 알코올에 의한 간장해를 방지하며 저밀도지단백질(LDL)의 감소와 고밀도지단백질(HDL)의 증가를 촉진하여 심장질환을 감소시킨다. 관상죽상동맥경화증(atherosclerosis) 환자는 백혈구내의 비타민 C 수준이 낮아져 있으며 인체가 stress 상태에 있으면 epinephrine을 생산하기 때문에 비타민 C가 소비된다. 그래서 비타민 C는 인체의 감염증, 암, 심장질환, 수술, 부상, 끽연 및 정신적 stress로 현저히 감소한다.


비타민 C는 피부궤양 예방과 치료에 이용되며 화상 치료에서 비타민 E와 함께 이용된다. 그리고 근육세포에서 carnitine 합성과정의 trimethyllysine이나 γ-butylbetaine의 수산화에 관여하고 지방산대사를 촉진한다. 비타민 C는 암예방에도 작용하여 위암 등의 원인이 되는 nitrosoamine의 생성을 억제하고 방광종양을 발생시키는 원인이 되는 3-hydroxyanthranilic acid 산화물의 생성을 억제하며 대장암의 원인이 되는 장 polyp증을 예방하고 치료하는 효과가 있다. 비타민 C를 함유하는 비타민-무기질 복합체 또는 비타민 복합체를 정신박약자, 다운증후군(Down's syndrome), 자폐증환자에게 투여하면 IQ가 상승하는 경우도 있다.


비타민 C는 또 인체내의 histamine 양을 일정하게 유지하는 작용이 있으며 과민증(anaphylaxis)의 예방, 천식의 예방과 치료, 고초열(枯草熱)의 예방에 이용된다. 이외에 눈에 있어서는 백내장이나 녹내장의 예방, 결막염의 치료, 각막의 화상과 궤양화를 치료하는데 유효하고 귀와 입에 있어서는 급성중이염, 치아, 잇몸, 구강내 점막의 염증, 치조농루를 예방하는데 유효하다. 비타민 C와 niacin은 acetaldehyde 중독증상을 완화하고 급성알코올중독을 치료하는데 유효하며 비타민 C와 비타민 E는 노화에 의한 검버섯 발생을 예방하는데 효과가 있다.


비타민 C가 결핍되면 괴혈병(scurvy)이 발생하며 증상으로 쇠약, 빈혈, 해면상 잇몸, 점막피부 출혈, 장딴지와 다리 근육의 갈색 경결(硬結)이 나타난다. 이외에도 비타민 C의 부족으로 나타날 수 있는 증상은 다음과 같이 매우 다양하다. 면역계 장해에 의한 2차감염, 류머티스성 관절염, 알레르기반응, 만성 및 급성감염증에 의한 합병증 등이 일어나고 혈액응고계의 장해로 출혈, 심장발작, 졸중, 치질, 혈전증 등이 일어나며 collagen생성 장해로 치유력 저하, 비대성 반흔, 치조농루, 정맥류, 탈장(hernia), 임신후 복부의 신흔(伸痕), 연골조직의 손상과 마모, 욕창, 척추골의 변성, 어린아이 뼈의 기형적 발육 등이 일어난다. 또 부신기능저하에 의한 stress 대응실조로 정맥염, 염증성질환, 천식 등이 발생하고 신경계의 기능부전으로 권태감, 통증에 대한 내성저하, 습관성 근경련, 정신장해, 노인성 치매가 일어나며 면역기능 저하와 발암성물질의 해독기능 저하 등이 일어난다. 비타민 C는 과일, 레몬즙, 야채, 무즙, 녹차, 고추, 감자류, 다시마 등에 많이 함유되어 있으며 1일 권장량은 0.6～1.8g이다.




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