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비타민B5(판토텐산)
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비타민B5라고도 하는 판토텐산은 최근까지 비타민C를 비롯한 다른 비타민들에 비하여 별로 주목을 받지 못하였고 연구 성과도 적은 편이다. 그러나, 최근에는 피부 질환이나 육체 피로를 개선하는 등의 기능성으로 인하여 건강식품으로 새롭게 평가되고 있다.
1930년 카터(Cyril Carter) 등은 비둘기의 영양에 대한 연구에서 그때까지 알려진 비타민B1 등의 영양소 이외에도 수용성의 어떤 물질이 요구된다는 것을 발견하고 비타민B5라고 이름 붙였다. 이것은 오늘날 판토텐산이라 부르는 물질과 동일한 것으로, 판토텐산이란 명칭은 1933년 월리엄스(Roger J. Williams)가 효모의 성장에 필요한 물질을 발견한 후에 붙인 이름이다. 판토텐산(pantothenic acid)은 그리스어로 ‘어디에나(everywhere)’를 의미하는 ‘pantos’에서 따온 말이며, 모든 동식물 및 세균에서 발견된다. 윌리엄스는 비타민B1의 화학구조를 밝힌 윌리엄스(Robert R. Williams)의 동생이며, 1919년부터 1986년까지 약 300건의 학술논문을 발표하였을 정도로 비타민 연구에 큰 공헌을 한 인물이다. 그는 1939년 판토텐산의 화학구조를 밝혀냈으며, 비타민B9에 ‘엽산(葉酸, folic acid)’이란 이름을 붙이기도 하였다.
판토텐산은 빛에는 안정하지만 열이나 산, 알칼리에는 약하며, 탄수화물, 지방, 단백질 등 모든 에너지대사에 필수적인 조효소A(CoA, coenzyme A)와 아실운반단백질(ACP, acyl carrier protein)의 구성성분이 된다. 따라서 판토텐산은 사실상 모든 생물에 필수적인 요소가 된다. 조효소A에서 ‘A’는 ‘acetylation’을 의미하며, 1947년 리프만(Fritz Lipmann)은 에너지대사에서 중요한 촉매 역할을 하는 조효소A(acetyl-CoA)를 발견하고, 그 공로로 TCA회로를 발견한 크렙스(Hans Adolf Krebs)와 공동으로 1953년에 노벨 생리의학상을 수상하였다.
조효소A(CoA)는 에너지대사를 통하여 ATP 형태의 에너지를 생성하기 위해 필요하며, 필수지방산, 콜레스테롤, 스테로이드 호르몬 등을 합성하는데도 필요하다. 신경전달물질(neurotransmitter)인 아세틸콜린(acetylcholine)이나 멜라토닌(melatonin)의 합성에도 필요하며, 혈색소의 성분인 헴(heme)의 합성이나 독성물질을 간에서 분해하는 일에도 관여한다. 또한 많은 단백질은 조효소A로부터 긴사슬지방산(long chain fatty acid)을 받아 변형되고, 이러한 구조변화는 단백질의 아세틸화(acetylation)라고 알려져 있으며, 세포신호전달(cell signaling)에서 중심 역할을 하는 것으로 여겨진다. 정상적인 생리기능 유지를 위하여는 여러 지방산이 필요하며, 아실운반단백질(ACP)은 이러한 지방산 합성에 필요하다.
육체와 정신의 스트레스를 방어하는 작용 때문에 ‘항(抗)스트레스비타민’이라고도 불리는 판토텐산은 부산피질호르몬 및 아드레날린 생산을 증가시키는 작용이 있어서 원기를 증진시키며, 병균의 감염을 막아주거나 상처를 빨리 낫게 하여 병의 회복을 촉진시킨다. 또한 신체의 정상적인 성장을 돕고, 뇌의 중추신경조직을 발달시키는 작용도 있으며, 주름살과 같은 노화현상을 예방하는 작용이 있다.
판토텐산은 그 이름의 유래처럼 모든 식품에 어느 정도 포함되어 있으며, 장내세균에 의해서 합성되기도 하므로 단독으로 결핍증상이 나타나기 어렵고, 일반적으로 다른 비타민B군의 결핍증상과 복합적으로 나타난다. 그러나, 신장의 결함으로 만성적인 투석 환자나 알코올중독자 등은 판토텐산이 부족할 수 있다. 대표적인 부족 현상은 피로와 불면증이며, 체중 감소, 각종 기능장애, 피부염, 탈모, 저혈압, 저혈당 등이 나타날 수도 있다.
영양섭취기준(Dietary Reference Intakes)은 평균필요량, 권장섭취량, 충분섭취량, 상한섭취량의 4가지로 구성되어 있다. 평균필요량은 대상 집단을 구성하는 건강한 사람들의 절반에 해당하는 사람들의 하루 필요량을 충족시키는 값이며, 권장섭취량은 평균필요량에 표준편차의 2배를 더하여 정한 값이고, 충분섭취량은 영양소 필요량에 대한 정확한 자료가 부족하거나 필요량의 중앙값과 표준편차를 구하기 어려워 권장섭취량을 산출할 수 없는 경우에 제시한다. 상한섭취량은 인체 건강에 유해성이 확인된 영양소에 대하여 집단의 대다수 구성원들에게 건강상 유해한 영향이 나타나지 않는 최대 영양소 섭취 수준으로 설정한다.
한국영양학회에서 2005년에 발표한 한국인영양섭취기준에 의하면 판토텐산의 경우 연구와 정보의 부족으로 인하여 평균필요량이나 권장섭취량 대신 충분섭취량이 설정되어 있으며, 일일 충분섭취량은 성인의 경우 남녀 모두 5mg이고, 임신과 수유 중에는 각각 1mg, 2mg이 추가로 요구된다. 판토텐산을 다량 섭취하였을 경우의 독성이나 부작용이 보고된 것은 없으며, 따라서 판토텐산에 대하여는 상한섭취량이 설정되어 있지 않다. 판토텐산이 많은 식품은 효모, 동물의 간, 로열젤리, 소맥배아, 땅콩, 계란노른자 등이 있다.
식품 중의 판토텐산은 대부분 CoA와 포스포판테테인(phosphopante theine)의 형태로 들어있는데, 이들은 소장에서 소화효소에 의해 유리형(遊離型)의 판토텐산으로 분해되어 흡수된다. 흡수된 판토텐산은 혈장에서는 유리형으로 존재하고, 혈액에서는 대부분 CoA의 형태로 적혈구 내에 존재한다. CoA는 여러 단계의 반응을 거쳐 판토텐산으로 분해되어 소변으로 배설되는데, 판토텐산의 배설량은 섭취량에 비례한다.
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