수용성 비타민

수용성 비타민 비타민의 일반적 성질 물에 용해 지용성 비타민보다 불안정 체내 저장 못함 과다 섭취 시 대부분 소변을 통하여 배설 섭취 부족 시 결핍증이 쉽게 발생

비타민 B 복합체 비타민의 종류 종류 다 른 이 름 티아민 비타민 B1 리보플라빈 비타민 B2 종류 다 른 이 름 티아민 비타민 B1 리보플라빈 비타민 B2 나이아신 니코틴산, 니코틴아미드, 나이아신아미드 비타민 B6 피리독신, 피리독살, 피리독사민 엽산 엽산염, 폴라신 비타민 B12 코발아민 판토텐산 없음 비오틴 없음

질소 함유 신체대사과정에 조효소로 작용 비타민의 일반적 성질 비타민 B 복합체 공통점 간에 비교적 다량 함유 체내 조효소의 구성 성분 수용성이기 때문에 소변을 통하여 배설 신체대사과정에 조효소로 작용 (예) 비타민 B 복합체

비타민 B 복합체의 기능별 분류 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 비오틴, 판토텐산 2) 조혈 조효소 : 엽산, 비타민 B12 1) 에너지 발생 조효소 : 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 비오틴, 판토텐산 2) 조혈 조효소 : 엽산, 비타민 B12 3) 기타 조효소 : 비타민 B6

조효소란? 적은 분자량을 가진 유기화합물 효소와 결합하여 활성이 나타나도록 해 주는 물질 완전효소(holoenzyme) = 불완전효소(apoenzyme) + 조효소(coenzyme) 불완전효소 성분; 단백질 조효소; 대부분 비타민 B 복합체 중 하나

< 비타민 B 복합체의 작용 방식 >

티아민 유황을 의미하는 Thio와 질소를 의미하는 Amine으로부터 유래 . 에너지 발생 조효소 티아민 유황을 의미하는 Thio와 질소를 의미하는 Amine으로부터 유래 . Pyrimidine과 Thiazole이 연결되어있음. TMP. TDP(TPP), TTP의 형태로 자연계에 널리 분포 되어있다. 그 중에서 TPP의 형이 가장 풍부하다. * 티아민 : thi (o+vit)amin

합성형: 티아민 염산염(thiamin hydrochloride) 피리미딘과 티아졸의 유황 함유 고리구조 합성형: 티아민 염산염(thiamin hydrochloride)

티아민 조효소 형태 조효소 형태 티아민 피로인산염(thiaminpyrophosphate : TPP)

티아민 흡수와 대사 식품 중에 티아민 피로인산 (TPP) 형태로 존재 체내 저장량 적고 반감기가 9~18정도로 짧음 소장에서 분해- 티아민 분리 소장 상부에서 주로 능동적 운반기전에 의해 흡수 티아민 + ATP TPP+ AMP 티아민 피로인산화효소

티아민 1) 탈카르복실효소(decarboxylase)의 조효소 피루브산 아세틸 CoA +CO2 체내 기능 : TPP 형태로 에너지 생산에 관여 1) 탈카르복실효소(decarboxylase)의 조효소 : 이산화탄소 제거 과정에 관여(탈탄산 반응) 피루브산 아세틸 CoA +CO2 α-케토글루타레이트 석시닐 CoA + CO2 TPP TPP

티아민 2)케톨 전이효소(transketolase)의 조효소 티아민의 체내 기능 티아민 2)케톨 전이효소(transketolase)의 조효소 오탄당인산경로(pentose phosphate pathway)에 참여 리보스(ribose)와 NADP 제공 * ribose  RNA 합성 deoxyribose  ribose로부터 생성, DNA 합성 NADP  NADPH 생성, NADPH는 지방산합성에 필요

티아민 3)신경전달물질의 생성 신경전달물질인 아세틸콜린, 카테콜라민 합성에 관여 신경조직에 에너지 공급을 위해 필요 티아민의 체내 기능 티아민 3)신경전달물질의 생성 신경전달물질인 아세틸콜린, 카테콜라민 합성에 관여 신경조직에 에너지 공급을 위해 필요

티아민 티아민 급원 식품 가장 좋은 급원: 돼지고기, 두류, 맥주효모 좋은 급원: 해바라기 씨앗, 전곡, 강화곡류, 깍지콩, 내장육, 땅콩, 종실류 좋지 않은 급원: 우유 및 우유가공품, 채소 및 과일류, 유지류 동물성 식품에 함유된 티아민의 95~98%가 인산화형 이중 80~85%가 TPP

한국인의 1일 티아민 영양섭취기준 (mg/일) 성별 연령 평균필요량 권장섭취량 충분섭취량 영아  0~5(개월)  6~11   0.2 0.3 유아  1~2(세)  3~5 0.4 0.5 남자  6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상 0.6 0.8 1.0 1.1 0.7 0.9 1.2 1.4 여자 임신부 +0.4 +0.5 수유부 +0.3 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

비타민 결핍증 결핍증 진전단계 조직 내 비타민 저장량 불포화 상태 (세포 내 필수영양소 고갈) (세포 내 필수영양소 고갈) → 생화학적 장애(준 임상적 상태) → 생리기능 손상(신경 자극의 전달, 면역기능 등 ) → 세포구조 손상(임상적 결핍증상이 나타남)

티아민 결핍증 일반적 증세: 식욕부진, 체중감소, 허약, 초조, 두통, 피로 대표적 증세: 각기병(습성 또는 건성)

티아민 티아민의 결핍증 신경조직에서 에너지 대사 에 손상 탄수화물 대사에 이상 신경세포 자극 전도에 이상 종합 해보면: 심혈관계, 신경계, 소화기장에 이상 결핍 증세: 습성 각기병(심혈관계), 건성 각기 병 (신경계), 유아 각기병.

티아민 결핍증 (Wet beriberi)

리보플라빈 에너지 발생 조효소 비타민 B2라고 하며 세계의 고리로 연결된 분자 생물계에는 FMN 과 FAD의 형태로 존재함 자외선에 쉽게 파괴 리보플라빈 리보스 + flavus (라틴어, 노란색을 의미)

리보플라빈 화학구조 H 오렌지의 밝은 노란색 결정체

리보플라빈 조효소 형태 FMN( flavin mononucleotide) - 리보플라빈 + 인산 FAD (flavin adenine dinucleotide) - 리보플라빈 + 아데닌 + 인산

흡수와 대사 소장 상부 능동 운반기전에 의해 흡수 흡수와 대사 소장 상부 능동 운반기전에 의해 흡수 조직내에는 비타민 조효소 형태인 FMN, FAD로전환 되어서 Flavoprotein 과 결합하여 존재 조직 내 FAD가 60-99% FMN이 5-22%으로 존재하며 유리 Ribo는 2% 미만 간장,심장,신장- 고농도의 비타민을 함유

체내 기능 리보플라빈 플라빈단백질(flavoproteins, 활성효소)= FAD(또는 FMN) + 단백질 ↓ 수소와 전자 운반체로 작용

리보플라빈 조효소의 작용양식 그림 6-5. FAD와 FMN의 작용 양식

FAD(또는 FMN)이 수소와 전자 운반 조효소로서 참여하는 대사반응 리보플라빈 FAD(또는 FMN)이 수소와 전자 운반 조효소로서 참여하는 대사반응 피루브산이 아세틸 CoA로 산화될 때 지방산의 β-산화과정 아미노산의 탈아미노 반응 전자전달계의 수소와 전자운반체 TCA 회로(숙신산 →푸마르산) * 탄수화물, 단백질, 지방 대사에 모두 관여

한국인의 1일 리보플라빈 영양섭취기준(mg/일) 성별 연령 평균필요량 권장섭취량 충분섭취량 영아  0~5(개월)  6~11   0.3 0.4 유아  1~2(세)  3~5 0.5 0.6 0.7 남자  6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상 0.9 1.3 1.5 1.1 1.8 여자 0.8 1.0 1.2 임신부 +0.3 +0.4 수유부 +0.5 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

리보플라빈 급원식품 가장 좋은 급원: 우유, 요구르트, 치즈 좋은 급원: 육류, 생선, 달걀, 강화곡류, 간, 버섯, 시금치 및 엽채류, 브로콜리, 아스파라거스

리보플라빈 1인 1회 분량당 리보플라빈 함량 식품명 리보플라빈(mg) 우유 1컵(200g) 호상 요구르트 1개(150g) 0.28 0.21 0.114 0.13 1인 1회 분량당 리보플라빈 함량

리보플라빈 결핍증 ; 구각염, 구순염, 설염, 지루성 피부염, 안질, 신경계의 질병, 정신착란

리보플라빈 결핍증 Ribo의 결핍증은 다른 비타민과 복합적으로 일어남 결핍 증세는 충혈, 인두와 점막세포 부종, 구각염, 구순염, 설염, 지루성 피부염, Normochromic Normocytic Anemia, 결핍이 심하면 Niacin에서 Tryptophane 전환이 잘 일어나지 않음 포도당, 지방, 아미노산 대사에 영향을 받음

리보플라빈 리보플라빈 결핍증세(구순염)

리보플라빈 리보플라빈 결핍증세(Rhagades:균열,열구)

나이아신 에너지 발생 조효소 나이아신은 Nicotinic Acid와 Nicotinicamide를 통틀어서 일컬음 이는 탈수소를 하는 효소의 조효소로써 NAD는 조효소I이고, NADP는조효소 II로써 단백질인 효소와 결합되어 있음 활성형: 니코틴산(nicotinic acid), 니코틴아미드(nicotinamide)

나이아신

*는 NADP에서 인산화가 되는 위치를 나타냄 나이아신과 NAD 및 NADP의 화학구조  *는 NADP에서 인산화가 되는 위치를 나타냄

· NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) + 세 개의 인산기 나이아신 조효소 형태 · NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) : 니코틴아미드 + 아데닌 + 두개의 리보스 + 두 개의 인산기 · NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) + 세 개의 인산기

나이아신 흡수와 대사 식품 중에 함유되어 있는 나이아신은 NAD와 NADP형태로 함유, 유리 형은 매우 소량 식품중에 함유된 NAD 와 NADP 는 소화 되는 과정에서 Nam의 형태로 방출되어 흡수 이동과 대사 : 나이아신은 혈액에서 유리형태의 Nicotinic acid와 Nicotinamide 로 운반 대부분이 조직으로 단순 확산에 의해 운반 소량 섭취 시 소디움 이온 펌프 또는 운반체 도움 조직내에서는 NAD와 NADPH로 전환

나이아신 체내 기능 NAD를 조효소로 하는 경우 해당과정이나 TCA회로, 지방 산화과정에서 전자나 수소 공여체 피루브산과 젖산의 상호 전화 시 알코올→ 아세트알데히드 : 알코올 탈수소효소의 조효소로 작용 세포 내 NADH 증가 시 지방 합성 증가, 지방산의 산화, TCA회로의 진행을 감소시키는 신호로 작용 NADP 를 조효소로 하는 경우 오탄당 인산경로에 필수적 말산→피루브산: 말산 효소의 조효소 지방산과 스테로이드 합성에 반드시 요구

나이아신 체내 기능 심장병 환자들의 혈청 콜레스테롤 감소시키는 약리 활성을 가짐 나이아신 1.5~3g(권장수준의 95~200배가량) ,LDL 콜레스테롤 감소, HDL 콜레스테롤 증가 → 혈청 콜레스테롤 수치를 개선 : 그러나 부작용 초래 (* 과잉섭취의 부작용 : 혈관 확장, 가려움증, 메스꺼움, 두통, 식욕부진, 간 손상, 황달, 심장성 부정맥) VLDL 합성 감소 → 혈중 LDL 콜레스테롤 수준 감소 니코틴산 : 혈관확장제로 이용

나이아신 트립토판(아미노산)과 나이아신과의 관계 이용됨 트립토판이 나이아신으로 전환되는 비율 : 트립토판은 체내에서 나이아신으로 전환, 이용됨 트립토판이 나이아신으로 전환되는 비율 : 1/60(트립토판 60mg → 나이아신 1mg)

나이아신 나이아신 필요량 설정기준 6.7mgNE 나이아신/1,000kcal 열량섭취 (단) 1일 2000kcal 미만 섭취하는 경우 에도 13mgNE 이상 섭취할 것. * 나이아신 당량(niacin equivalent ; NE) = 1mg의 나이아신 = 60mg의 트립토판

한국인의 1일 나이아신 영양섭취기준 16 14 성별 연령 평균필요량 권장섭취량 충분섭취량 상한섭취량(mg) 니코틴산 니코틴아미드 영아  0~5(개월)  6~11   2 3 유아  1~2(세)  3~5  5  6  7 10   180   250 남자  6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상  9 12 13 15 18 16 20 25 30 35   350   500   700   800 1,000 여자  8 11 14 임신부 +3 +4 수유부 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

나이아신 급원 식품 버섯, 참치, 닭고기, 칠면조, 아스파라거스, 땅콩, 밀기울 동물성 단백질(우유류, 난류): 나이아신 함량은 낮으나 트립토판을 풍부하게 함유 ↓ 체내에서 나이아신 제공

나이아신 1인 1회 분량당 나이아신 함량 1인 1회 분량 식품 나이아신 함량(mg) 우유 1컵(200g) 0.2 0.6 4.32 1.53 9.3 2.3

나이아신 결핍증 펠라그라 (Pellagra) 4D 증세: 피부염(Dermatitis), 설사 (Diarrhea), 천치(Dementia), 죽음(Death) 기타 식욕부진, 입과 혀의 염증, 정신적 무력증, 우울증

나이아신 나이아신 결핍증(pellagra)

나이아신 나이아신 결핍증(pellagra)

나이아신이 결핍되기 쉬운 조건 나이아신 임신, 알코올 중독 식이제한 피리독신, 리보플라빈, 티아민 결핍 종양 갑상선 기능 항진 당뇨 스트레스 외상 만성 열병 임신, 수유기

판토텐산(Pantothenic acid) pantos(Greek; 모든 곳으로부터를 의미 에너지 발생 조효소 판토텐산 판토텐산(Pantothenic acid) pantos(Greek; 모든 곳으로부터를 의미

판토텐산 화학구조 노란색 액체

조효소형태: CoA(CoenzymeA) 판토텐산 조효소형태: CoA(CoenzymeA) 판토텐산

판토텐산 흡수와 대사 - 소장에서 흡수된 후 인산화반응에 의해 CoA 형성 체내대사 : 적혈구내에서 대부분이 CoA형태로 존재, 혈장 내에는 유리 형태로 존재

판토텐산 아세틸 CoA의 재료와 기능

판토텐산 체내 기능 에너지 영양소의 산화: - TCA회로의 청 반응으로 아세틸 CoA+올살로아세트산→시트르산 형성 지방산의 합성 지방산, 콜레스테롤, 케톤체 등 합성의 기본 물질 아세틸 CoA +CO₂ 말로닐 CoA 지방산 신경전달물질의 합성 -Choline의 acetylation : 아세틸콜린 합성 헴의 합성 숙시닐 CoA, 글리신, 글루탐산 등의 재료로 헴의 구성성분인 프로토포르피린 합성

한국인의 1일 판토텐산 영양섭취기준 (mg/일) 성별 연령 충분섭취량 영아       0~5(개월)   6~11   1.7   1.8 유아     1~2(세)  3~5 2 남자    6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상 3 4 5 6 여자 임신부   +1 수유부 +2 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

판토텐산 급원식품 모든 식품 속에 널리 분포 좋은 급원: 버섯, 간, 땅콩, 달걀, 닭고기, 전곡 보통 급원: 우유, 채소, 과일

판토텐산 결핍증 - 부신피질, 피부, 신경조직, 모발에 이르기까지 영향을 미침 - 사람에게는 모발의 탈색, 피로 발이 화끈거림, 면역능력 저하, 스트레스에 저항력 감퇴, 두통, 불면증, 손의 쑤심

비오틴 비오틴은 유황을 함유한 물질로써 카르복실레이스에 작용하는 필수 물질 조효소 형태는 비오시틴 에너지 발생 조효소 비오틴 비오틴은 유황을 함유한 물질로써 카르복실레이스에 작용하는 필수 물질 조효소 형태는 비오시틴 식사에서 섭취하는 비오틴과 장에서 합성하는 비오틴 모두 공장과 회장에서 흡수되고 대장에서도 최소량 흡수

비오틴 화학구조 - 유황 함유 비타민 - 흰색의 결정체

비오틴 흡수와 대사 - 식품 중에 단백질과 결합되어 있음 - 비오틴 분해효소에 의해 리신과 비오틴으로 가수분해 후 흡수 됨 - 비오틴 분해효소에 의해 리신과 비오틴으로 가수분해 후 흡수 됨 - 흡수 시 기전은 잘 알려지지 않음 - 알부민, 글로불린과 같은 혈장 단백질에 결합된 상태로 수송 - 세포 내 유입 시는 능동 수송에 의해 ATP 필요

비오틴 체내기능 카르복실레이즈(carboxylase)의 조효소로 카르복실화 반응(carboxylation)에 관여 → 이 때, 비오틴 분자의 NH그룹이 일시적으로 CO2와 결합 탄수화물, 지방, 단백질 대사를 정상으로 유지시키는데 매우 중요 피루브산→옥살로아세트산(포도당 신생합성) 아세틸 CoA → 말로닐 CoA(지방산 합성) 피로피오닐 CoA 카르복시화 효소, 메틸크로토닐 효소에 의한 아미노산 분해에 작용

한국인의 1일 비오틴 영양섭취기준 (㎍/일) 30 성별 연령 충분섭취량 영아 0~5(개월) 6~11 5 6 유아 1~2(세) 한국인의 1일 비오틴 영양섭취기준  (㎍/일) 성별 연령 충분섭취량 영아  0~5(개월)  6~11  5  6 유아  1~2(세)  3~5  8 10 남자  6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상 15 20 25 30 여자 임신부   +0 수유부 +5 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

좋은 급원 : 난황, 간, 땅콩, 대두밀, 이스트, 치즈, 효모 좋지 않은 급원 : 채소류, 과일류, 육류 비오틴 급원 식품 좋은 급원 : 난황, 간, 땅콩, 대두밀, 이스트, 치즈, 효모 좋지 않은 급원 : 채소류, 과일류, 육류

비오틴 아비딘(avidin)과 비오틴의 관계 아비딘은 날계란 흰자에 들어있는 단백질임 창자 속에서 비오틴과 결합, 복합체를 만들어 비오틴 흡수 방해 아비딘 단백질의 비오틴 흡수방해 효과는 가열에 의하여 사라짐

초기증세: 탈모, 피부발진 이어서 경련, 신경증세 어린이들은 성장발달 지연 비오틴 결핍증 초기증세: 탈모, 피부발진 이어서 경련, 신경증세 어린이들은 성장발달 지연

비오틴 비오틴 결핍증(탈모)

비타민 B6 아미노산대사에 관여하는 조효소 피리독신 (pyridoxine : PN 일차 알코올형) 아미노산대사에 관여하는 조효소 비타민 B6 피리독신 (pyridoxine : PN 일차 알코올형) = 피리독솔(pyridoxol) → 주로 식물성 식품에 존재, 흰색의 결정체 피리독살(pyridoxal : PL 알데히드형) 피리독사민(pyridoxamine : PM 아민형) → 주로 동물성 식품에 존재, 흰색의 결정체

비타민 B6 화학구조

피리독살 인산(pyridoxal phosphate; PLP) 피리독사민 인산(pyridoxamine phosphatePMP) 비타민 B6 조효소 형태 피리독살 인산(pyridoxal phosphate; PLP) 피리독사민 인산(pyridoxamine phosphatePMP)

비타민 B6 흡수와 대사 - 공장에서 단순확산에 의해 흡수 - 피리독살 〉피리독사민 〉 피리독신 순으로 흡수 - 간에서 피리독살인산으로 전환 - 피리독살은 알부민과 결합된 형태로 혈중에 존재 - 주된 저장소는 근육으로 피리독살인산의 60% 글리코겐 분해 효소에 결합되어 있음 - 과량의 B6는 pyridoxic acid로 전환 되어서 배설

체내 기능: 피리독살인산 형태의 조효소로 이용 1) 아미노 전이반응 비타민 B6 체내 기능: 피리독살인산 형태의 조효소로 이용 1) 아미노 전이반응 알라닌 아미노기 전이효소 비타민 B6(PLP)

비타민 B6 체내 기능: 피리독살인산 형태의 조효소로 이용 2) 탈아미노 반응 : 세린, 호모세린, 트레오닌으로부터 아미노기를 떼어내 TCA회로 중간물질 등으로 전환 3) 탈탄산 반응 : 탈카르복실 반응(decarboxylation)에 관여--> 세로토닌, 노에피네프린 등의 신경전달물질 합성

비타민 B6 체내 기능: 피리독살인산 관련되는 생화학적 역할 - 혈구세포의 합성 : 헤모글로빈의 포르피린 고리구조 합성 시 관여 (∴) 결핍시 철분결핍과 유사한 소구성, 저색소성 빈혈 발생 - 탄수화물 대사 : 아미노산 → TCA회로 중간물질 합성, 글리코겐 분해효소의 활성화 관여함으로 에너지 생성 및 당 신생합성에 중요한 영향 - 신경전달물질의 합성: 세로토닌, 노에피네프린 등의 신경전달물질 합성 - 나이아신 합성시 조효소 : 트립토판 → 나이아신 - 호모시스테인 대사시 조효소 : 호모시스테인 → 메티오닌 (비타민 B6, 엽산, 비타민 B12 부족식이 시 고호모시스테인혈증)

아미노기 전이효소(transaminase)의 조효소인 PLP의 역할 비타민 B6 아미노기 전이효소(transaminase)의 조효소인 PLP의 역할

한국인의 1일 비타민 B6 영양섭취기준 (mg/일) 성별 연령 평균필요량 권장섭취량 충분섭취량 상한섭취량 영아  0~5(개월)  6~11   0.1 0.3 유아  1~2(세)  3~5 0.5 0.6 0.7  25  35 남자  6~8(세)  9~11 12~14 15~19 20 이상 0.9 1.3 1.5 1.1 1.8  45  60  80 100 여자 1.2 0.8 1.0 1.4 임신부 +0.7 +0.8 수유부 +0.6 한국영양학회. 한국인 영양섭취기준. 2005

비타민 B6 급원 식품 육류, 생선류, 가금류, 밀의 배아, 밀겨, 전곡, 바나나, 해바라기씨, 브로콜리, 시금치, 감자 등

비타민 B6 1인 1회 분량당 비타민 B6 함량 1인 1회 분량 비타민 B6 (mg) 육류(60g) 생선(70g) 0.22 0.14 0.64 0.06 0.17

비타민 B6 결핍증 - 아미노산 과 단백질 대사에 깊이 관여하는 B6는 결핍 시 :성장 부진, 경련, 빈혈, 항체 합성 감소, 피부질환과 같은 다양한 증세가 나타남 - 1일 1mg이하 섭취하는 영. 유아는 경련성 간질도 일으킬수 있음 - 생후 1개월간의 B6공급은 뇌 성장을 위해서 필수 - 성인의 경우 microcytic, hypochromic anemia가 나타나며 우울증 정신 혼미 상태가 유발될수 있

피부염(눈 주위, 코와 입의 가장자리), 설염, 빈혈, 정신불안, 면역체 생성 저하 비타민 B6 결핍증 피부염(눈 주위, 코와 입의 가장자리), 설염, 빈혈, 정신불안, 면역체 생성 저하

(Scaling seborrhea like dermatosis)

비타민 B6 비타민 B6의 결핍증(Glossitis 설염)

비타민 B6 과잉증 - 고용량의 피리독신 섭취시: 신경손상 손발 쑤심, 입 주위의 감각 상실, 걸음의 비틀거림, 운동 실조 신경손상 손발 쑤심, 입 주위의 감각 상실, 걸음의 비틀거림, 운동 실조 - 상한섭취량 : 100mg/일