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지용성 비타민
섭취나 흡수 및 대사과정이 식이지방의 양이나 형태, 체네 지방 흡수 및 대사와 밀접한 관련이 있다. 따라서 지방의 흡수나 대사에 이상이 있는 경우에 지용성비타민에 대해서도 똑같은 이상을 나타내게 된다. 일반적으로 지용성비타민은 소변으로 배설되지 않으며 극성대사물에 한해 소량 소변으로 배설되므로 체네 상당량이 저장된다. 따라서 그 저장량이 지나치거나 섭취량이 과할 때 수용성 비타민에서 흔히 볼 수 없는 과잉증 또는 독성이 나타날 수 있으므로 식이에 주의할 필요가 있다. 그 종류로는 비타민A, D, E, K 등이 있다.
 
1. 비타민 A
1) 종류
비타민A는 식품급원인 동물에서 유래한 동물성레티노이드 : retinoids (all-trans retinol, retinaldehyde, retinoic acid, retinyl palmitate)와 식물에서 유래한 식물성카로티노이드: carotenoids (b-carotene, α-carotene, . . . 500여종 → 일부는 retinal로 전환 (provitamin A)로 사용됨)를 총칭한다.
2) 체내 기능
Retinal과 Retinoic acid가 주된 활성형이며
① 시각관련기능
Retinal은 시각 원추세포와 간상세포에 있는 로돕신(rhodopsins)의 prosthetic group → 시각 기능 → 결핍되면 야맹증을 유발한다.
② 세포분화 관련기능
Retinoic acid는 nuclear receptor protein에 결합하여 유전자 전사인자로 작용 → 상피세포의 성장 및 분화 유지 → 결핍되면 squamous metaplasia (편평상피화생) 세포분열 및 증식 조절 → 성장, 생식, 면역 체계에 관여한다.
③ 항암작용 및 항산화작용
항산화효과 → 폐암억제 능력 (특히 β-carotene - free radical, singlet oxygen을 제거하여 항암 효과)
* 흔히 과량을 다양한 피부질환 (여드름 등)의 치료에 이용하고 있음. 화장품의 성분으로 첨가하기도 한다.
3) 흡수와 대사
① 흡수, 수송, 저장
식품내 비타민의 대부분은 레티닐에스테르 형태이며, 체내 주된 저장형태도 레티닐에스테르이다. 위장내 소화과정에 있어 레티닐에스테르나 카로티노이드는 식품으로부터 분리되어 지방과 결합, 소장에서 담즙과 이자액의 효소에 의해 레티놀과 카로티놀등으로 가수분해 후 미셀형태로 소장내벽을 통해 흡수되며 테티놀결합단백질과 결합한 레티놀 등으로 간에 저장된다.
② 대사
레티놀이 각 조직내에서 활성을 나타내려면 세포내에서 산화단계를 거쳐 레티날과 레티노익산으로 전환되어야 한다. 이에 관여하는 효소는 레티놀탈수소효소 및 레티날탈수소효소가 관여하는데 이 효소는 만성과음이나 약물 등에 의해 활성이 증대될 수 있어 체내 비타민A가 고갈되어 결핍증으로 나타날 수 있다.
4) 결핍증
비타민A의 결핍으로
① 야맹증 (night blindness),
② 안구건조증 (xerophthalmia) 심하면 각막 연화증 (실명 초래),
③ 호흡계나 다른 기관의 상피세포의 각질화 (squamous metaplasia),
④ 식욕 부진,
⑤ 각화증,
⑥ 감염에 민감,
⑦ 남녀의 생식기능저하,
⑧ 미세혈구성 빈혈 등이 나타난다.
5) 과잉증
① 한번에 200 mg retinol, 40 mg/day 섭취시 독성을 보이며
② Potent teratogenic (임신초기에 기형초래); receptor와 결합된 상태에서 유전자 전사조절인자로 작용하여 비정상적인 embryogenesis(배아발생)
③ 피로, 두통, 구역질, 설사, 다음, 다갈증, 식욕부진, 체중감소, 간경화
④ Retinol의 경우는 과잉증을 초래하지만 carotenoid의 경우 과량 섭취해도 흡수율 감소 및 비타민A로의 전환율 감소 등의 작용으로 과잉증이 거의 없으며, 오직 손바닥, 발바닥의 황화 현상이 나타나며carotenoids 섭취 중단시 정상으로 회복한다.
 
2. 비타민 D
1) 종류
비타민D는 비타민D의 활성을 가진 화합물의 총칭으로 에르고칼시페롤과 콜레칼시페롤이 대표적이다. 다른 비타민과 달리 비타민D는 체내 합성될 수 있으며 작용기전이 스테로이드호르몬이라 유사하여 프로호르몬이라 분류되기도 한다.
2) 체내 기능
① 칼슘의 항상성유지(골격 형성, 미네랄 평형에 필수적): 활성형 비타민D (칼시트리올, 1,25 (OH)2D3 )에 의한 소장에서의 칼슘, 인의 효율적인 흡수, 신장에서의 재흡수, 뼈로부터의 용출 증가시킨다.
② 조혈계, 정상 및 암 세포의 분화와 증식억제 : 세포핵에 있는 1,25 (OH)2D3 를 위한 receptor와 결합하여 유전자 전사인자로 작용하며, 세포 증식 억제 기능, 항암 효과 (유방암, 대장암, 정소암 등), 면역계 증진, 인슐린 분비 과정에도 관여한다.
3) 흡수와 대사
① 합성
피부에서 7-디하이드로콜레스테롤이 햇빛 중 자외선을 받아 비타민D를 합성한다.
② 흡수, 대사
식품을 통해 섭취되며 흡수되기 위해서는 담즙산이 필요하며 소장점막으로 흡수된다. 비타민D는 중성지방이나 콜레스테롤처럼 카일로미크론의 형태로 간으로 수송된다. 간에서 25 (OH)D로 변환되어 순환계로 들어가며 혈장의 25 (OH)D 농도는 간의 저장량에 비례한다. 이후 신장으로 이동된 후 칼슘 농도의 변화에 반응하여 칼시트리올1,25 (OH)2D3로 활성화되며 활성화된 비타민D는 체내에서 이용된 후 담즙의 형태로 배설되거나 소변을 통해서도 소량 배설된다.
4) 결핍증
① low 1,25 (OH)2 cholecalciferol → low 혈장 Ca++ → parathyroid H 분비 → 뼈내 미네랄의 용출 증가 → 뼈 미네랄 상실
② 성장기 아동: rickets (구루병) – 과거에 영국 등 안개가 많은 나라에서 많았으나 현재는 흔하지 않음. ③ 성인: osteomalacia (골연화증)
③ 노인: osteoporosis (골다공증)
5) 과잉증
① 고 Ca 혈증, 고 Ca 뇨증, 연조직에 Ca 축적이 된다.
② 장기적인 hypercalcemia : 신장, 심혈관에 영구적 손상을 줄 수 있다.
③ 어린이의 경우 과잉증이 심각할 수 있다.
 
3 비타민 E
1) 종류
식물성 식품을 섭취하는 비타민E는 서로다른 생물학적특성을 갖는 α-, β-, γ-, δ- 토코페롤(tocopherol)과, 토코트리에놀(Tocotrienol)의 8개 천연 화합물로 구성되어 있으며 α-tocopherol의 활성이 가장 높다. 다른 이성체는 α-tocopherol 활성의 1-40% 범주
2) 체내 기능
① 항산화제의 기능(An anti-oxidant, scavenger of free radicals) : 세포막 인지질의 불포화 지방산이나 막콜레스테롤 사이에 존재하여 지방산과 콜레스테롤의 과산화 반응 방지 → 심장병, 암 예방효과, 면역계의 강화효과를 나타낸다.
② 눈에서의 항산화제역할 : Photoreceptor cells (Rod cells)에서 retinal의 보호 작용
* 비타민 E 섭취량은 심혈관계질환이나 암의 발병율과 반비례관계
** 비타민C(ascorbate)나 글루타치온(glutathione)과 같은 환원제는 비타민 E의 급속한 고갈을 방지하며. 활성형 비타민 E의 재생효과에 기인한다.
3) 흡수와 대사
비타민E는 지방산이나 중성지방과 함께 흡수됨다. 다른 지용성비타민처럼 흡수시 담즙산이 필요하며 소장으로 카일로미크론형태로 흡수되어 간으로 이동된다. 간에서 다른 지단백(Lipo-Protein)인 VLDL, LDL, HDL에 의해 중성지방이나 다른 지방과 함께 지방조직, 세포막, 세포내 막구조 등으로 간다. 비타민E는 체내 고루 분포하고 있으며 특히, 혈장, 간, 지방조직에 다량 존재한다.
4) 결핍증
비타민E는 일일권장량10mg의 50배 이상 섭취하여도 안전하다고 평가된다.
① 생화학적으로 활성을 갖는 비타민E는 성인의 경우 결핍증을 나타내지 않는다.
② 그러나 장기적인 지방 흡수 이상 시 비타민E 결핍증 초래하거나 유전질환인 무베타지방단백질혈증(abetalipoproteinemia)의 경우 지방흡수불량으로 비타민E 결핍증 초래한다.
③ 조산아에게 결핍 우려된다. (저장량이 적고, 불량한 소화흡수능력 때문)
④ 불포화지방산의 과산화 → 세포손상 → 용혈현상, 근육·신경 세포 손상 → 생식 불능 (불임증), 근육의 발육 부진, 신경 비정상성, 용혈성 빈혈, 간괴사, 노화촉진이 일어날 수 있다.
5) 과잉증
① 고 Ca 혈증, 고 Ca 뇨증, 연조직에 Ca 축적이 된다.
② 장기적인 hypercalcemia : 신장, 심혈관에 영구적 손상을 줄 수 있다.
③ 어린이의 경우 과잉증이 심각할 수 있다.

(5)과잉증
비타민E는 일일권장량10mg의 50배 이상 섭취하여도 안전하다고 평가된다.

 

4 비타민 K
1) 종류
Quinoid ring 구조를 포함하는 Isoprenoids 일종으로 식물에서 추출한 필로퀴논(phylloquinone,비타민K1), 생선 또는 육류에서 발견된 메나퀴논(menaquinone,비타민K2), 그리고 수용성을 띤 메나디온(menadione,비타민K3) 화합물이 합성되었다. 메나퀴논은 체내 장에서 박테리아에의해 합성되기도 한다.
2) 체내 기능
Prothrombin을 비롯한 여러 혈액응고 인자들 (IX, X, XII)의 carboxylation 유도하여 Glutamate의 γ 위치에 carboxy group을 하나 더 붙여줌 → Ca++ 결합 부위 형성 → 혈액응고 인자를 활성화 한다.
3) 흡수와 대사
식사에서 섭취한 비타민K는 다른 지용성비타민과 같은 경로로 답즙의 작용으로 소장으로 흡수 간으로 간다. 간에서 비타민Ksms 다른 지단백에 포함되어 몸의 여러조직으로 운반된다. 간에서 비타민K는 필로퀴논, 메나퀴논이 절반씩 존재하나 혈청에서의 대부분은 필로퀴논 형태로 존재한다.
4) 결핍증
비타민E는 일일권장량10mg의 50배 이상 섭취하여도 안전하다고 평가된다.
① 결핍시 혈액응고가 되지 않으나 식품에 골고루 분포되어 있으며 성인의 장내 박테리아에 의해 합성되므로 결핍증이 거의 유발되지 않는다.
② 장내 박테리아가 없는 신생아에게 결핍우려가 크다.
③ 성인의 경우 지방흡수가 불량할 때 결핍이 우려되며
④ 담관폐색증 (biliary tract obstruction)의 수술이 시행되기 며칠 전에 비타민 K 보충제 복용 필요하다.(지방소화 흡수가 방해되면 비타민 K가 결핍되기 쉽고, 수술 후에 혈액응고가 안되면 복합적인 문제가 발생하기 때문)
5) 과잉증
고용량 섭취해도 독성을 보이지 않는다. ② menadione으로 영유아에게 과량 섭취시 → 용혈성 빈혈, 고 bilirubin 혈증을 유발하기도 한다.
 
 
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