수용성 비티민 티아민과 리보프래빈

- 티아민 - 

 

- 티아민은 질소를 함유하는 6 원자 고리구조인 피리미딘과 황을 함유하는 5 원자 고리구조인 티아졸이 메틸렌기(-CH2-)에 의해 연결된 구조를 가진 화합물이다.

- 티아민은 장시간 가열조리 하면 분자 내에 있는 양쪽 고리구조와 메틸렌기 사이의 화학결합이 쉽게 끊어져 비타민의 기능을 잃게 된다.

 

1. 체내 기능

- 티아민의 조효소 형태는 티아민에 두 개의 인산기가 결합하여 형성된 티아민 피로인산(TPP)이다.

- 티아민이 결핍되면 탄수화물이 에너지 대사가 원활하지 않아 ATP 합성이 저조해지며, 케톤기 전이 반응의 저하로 인해 NADPH와 오탄당의 합성이 저하되므로 지방산과 핵산 합성 이상을 초래하고 신경전달 및 조절에 장애가 나타난다.

- TPP는 다음과 같은 반응에서 조효소로 작용한다.

① 탄수화물의 대사

1) 기질(α-케토산)로부터 카복실기를 이산화탄소(CO2) 형태로 제거하는 탈탄산반응에 관여한다.

2) 3 탄소 분자인 피루브산은 TPP의 도움을 받아 2 탄소 분자인 아세틸 CoA로 탈 탄산화되어 TCA 회로로 들어가며 TPP 외에 FAD, NAD, CoA, 리포산 등 다양한 물질들이 있어야 한다.

3) 피루브산이 아세틸 CoA로 전환되는 반응과 α-케토글루타르산이 석시닐 CoA로 전환되는 반응이 대표적인 예이다.

② 신경 기능

1) TPP는 신경전달물질인 아세틸콜린의 합성을 도와주고 신경조직에 에너지를 공급하기 위해 필요하다.

2) 카테콜라민의 합성과 세로토닌을 시냅스로 유입하는 과정에 관여함으로써 신경 자극의 전달을 조절한다.

③ 펜토스 인산 경로(오탄당인산경로)

1) TPP는 DNA와 RNA 합성에 필요한 오탄당인 데옥시리보스와 리보스를 생성하는 오탄당 인산 경로에서 케톤기 전이효소의 조효소로 작용한다.

2) 이 과정에서 NADPH가 생성된다.

 

2. 흡수와 대사

- 식사를 통해 섭취한 TPP는 소장에서 티아민으로 분해된 다음 소장의 상부에서 능동수송에 의해 흡수되나, 다량 섭취 시 일부는 단순확산에 의해 흡수된다.

- 필요량 이상으로 티아민을 섭취하면 주된 배설 경로인 소변을 통해 배설되며, 체내에 잘 저장되지 않는다.

- 흡수된 티아민은 혈액을 통해 간, 근육 등 여러 조직으로 운반되며 각 조직에서 티아민 피로인 산화효소에 의해 TPP로 전환된다,

 

3. 영양상태 평가

- 혈액과 소변의 티아민 함량은 티아민 최근 섭취량을 반영할 뿐 조직 내 티아민 상태를 측정하는 방법은 아니므로 실제 티아민의 영양상태를 정확히 평가할 수 있는 방법은 아니다.

- 티아민의 조효소 형태인 TPP가 있어야 하는 적혈구 케톤기 전이효소(ETK)의 활성 측정 방법이 가장 정확하고 널리 사용되는 방법이다.

 

4. 티아민이 풍부한 식품 : 돼지고기, 참치, 두류, 해바라기 씨앗, 전곡, 강화 곡류, 땅콩 등이 있다

 

5. 필요량

- 티아민은 탄수화물을 비롯한 에너지 대사에 필수적이므로 에너지 섭취량이 많을수록 티아민이 매우 필요하다.

- 임신기와 수유기에는 에너지 필요량이 증가하므로 임신부와 수유부 모두 0.4mg을 추가 권장한다.

- 티아민의 평균 필요량은 성인 남자 1.0mg/일, 성인 여자 0.9mg/일로 설정하였다.

- 우리나라 성인의 티아민의 권장섭취량은 변이계수를 10%로 보아 평균 필요량의 120%에 해당하는 남자 1.2mg/일, 여자 1.1mg/일로 정하였으며, 저에너지 식사를 하는 경우에도 티아민 1일 섭취량을 1mg 이상으로 유지할 것을 권장한다.

 

6. 결핍증

- 수유부가 티아민이 결핍된 식사를 할 경우, 모유를 먹는 유아는 유아 각기에 걸리기 쉽다.

- 평소에 도정률이 높은 백미를 주식으로 먹으면서, 지나치게 탄수화물 위주의 식사를 하거나 만성적으로 알코올을 과음할 때 티아민 결핍에 의한 각기병에 걸릴 위험이 높다.

- 세포 내에서의 에너지 대사에 필요한 조효소인 TPP가 부족하면 임상적인 신경계, 소화계, 심혈관계 증상이 나타난다.

① 소화계 : 티아민이 결핍되면 소화기관의 평활근과 분비샘이 포도당으로부터 에너지를 충분하게 얻지 못해 식욕부진, 소화불량, 심한 변비, 위산 분비 저하 및 위 무력증 등의 증세가 나타난다.

② 건성 각기 : 말초신경계의 마비로 인해 사지의 감각, 운동 및 반사 기능에 장애가 나타나는 것을 특징으로 한다.

③ 습성각기 : 티아민의 결핍상태가 지속되면 심근이 약화하고 심부전증이 나타나며 혈관 벽의 평활근이 약화하여 말초혈관이 이완된다.

④ 베르니케-코르사코프 증세

1) 빈곤층, 노인, 심한 알코올 중독자 등에서 티아민을 충분히 섭취 못할 경우 발생

2) 증상 : 안구가 불수의적으로 계속 움직이며, 안근마비, 비틀거림, 정신 혼란 등

 

- 리보플래빈 -

 

- 리보플래빈은 여러 대사 과정에서 다른 비타민 B 복합체(비타민 B6, 니아신, 티아민, 엽산)와 함께 작용한다.

- 리보플래빈은 전자를 쉽게 얻거나 잃을 수 있는 화학 구조이므로, 산화 형이나 환원형으로 존재하면서 산화-환원반응의 생 촉매로 작용한다.

- 리보플래빈은 3개의 육 환 고리가 연결된 구조인 플래빈 고리의 가운데 고리구조에 당의 환원형인 리 비톨이 결합하여 있는 화학구조를 갖는다.

 

- 리보플래빈은 플래빈 모노뉴클레오티드와 플래빈 아데닌 디뉴클레오티드의 두 가지 조효소(FMN 또는 FAD)의 구성성분이다.

 

1. 체내 기능

- FMN과 FAD는 여러 대사 과정과 전자전달계에서 산화-환원 반응의 조효소로 작용한다.

- 영양소가 산화되어 에너지를 발생하는 TC A 회로와 지방산의 β-산화 과정에서 FAD는 전자(수소) 수용체로 작용하여 FADH2로 환원된다.

- 리보플래빈은 글루타싸이온 과산화효소의 활성을 유지하는 과정에도 관여하므로 체내에서 항산화 기능도 하는 것으로 추정된다.

- 포도당이 세포 내 호기적 산화 과정에 의해 분해되거나 지방산이 분해되는 과정에서 리보플래빈은 필수적인 조효소로 작용하며, 일부 다른 비타민의 대사 과정과 무기질의 대사 과정에서도 산화 환원반응의 조효소로서 중요한 역할을 한다.

 

2. 흡수와 대사

- 식품 내의 리보플래빈은 소화과정에서 위산과 단백질 분해효소 및 인산 분해효소에 의해 풀 라보 단백질로부터 유리된 후 소장의 상부에서 능동적 운반기 전에 의해 흡수된다.

- 리보플래빈은 체내에 거의 저장되지 않으며, 다량의 리보플래빈을 보충 섭취하면 대부분의 리보플래빈은 주로 소변을 통해 배설된다.

- 흡수된 리보플래빈은 장점막 세포에서 FMN으로 인산화된 후 문맥 혈로 들어가 알부민과 결합한 상태로 간으로 이동되며, 간, 신장, 심장 조직 등에서 FAD로 전환된 후 조직 내의 풀 라보 단백질과 결합한다.

 

3. 영양상태 평가

- 혈장 또는 적혈구, 소변의 리보플래빈 함량은 최근의 리보플래빈 섭취 상태를 반영할 뿐 체내 리보플래빈의 저장량을 평가할 수는 없다.

- FAD를 함유하는 효소인 적혈구 내의 글루타싸이온 환원효소(EGR) 활성은 리보플래빈의 영양상태에 따라 민감하게 변화하므로 가장 정확도가 높다.

 

4. 리보플래빈이 풍부한 식품 : 버섯, 시금치 및 엽채류, 브로콜리, 아스파라거스, 저지방유, 치즈 등이 있다.

 

5. 필요량 : 한국 성인의 리보플래빈 1일 권장 섭취량은 남자 1.5mg/일, 여자 1.2mg/일이다.

 

6. 결핍증 : 설염, 구각염, 지루 피부염, 구내염, 인두염, 신경계의 질병, 정신착란 등이 있다.