비타민 C (아스코르브산)

 

수백 년 전부터 신맛이 나는 신선한 과일에 항괴혈병인자(antiscorbutic factor)가 있다는 사실이 알려져 왔습니다.

그 후 1928년 헝가리 생화학자인 S. Gyorgy에 의해 최초로 소의 부신에서 항괴혈병 인자가 결정 및 분리되었고, 1933년 이 물질이 2-keto-L-gulon산 lactone 임이 밝혀져 ascorbic acid라고 명명되었습니다. 그리고 이러한 공로로 S. Gyorgy는 1937년 노벨상을 수상하였습니다.

1. 비타민 C(아스코르브산)를 섭취해야하는 이유

대부분의 동물은 포도당으로부터 비타민 C 를 체내에서 합성하고 있지만 사람, 원숭이, 기니피그, 모르모트 등 극히 한정된 동물은 생합성하지 못합니다.

이는 비타민 C 생합성 경로 중에서 L-gulonolactone oxidase가 결핍되어 있기 때문입니다.

신선한 과실(감귤류, 딸기), 녹색야채, 차. 간. 우유에 많이 포함됩니다.

 

2. 비타민 C(아스코르브산)의 생리작용

 

 

비타민 C는 환원형(ascorbic acid)과 산화형(dehydroascorbic acid)으로 존재하고 있습니다.

a. 조효소 기능

비타민 C는 포유류에서 monooxygenase, dioxygenase, hydroxylase 등의 14개 효소의 조효소로 작용하여

• 도파민으로부터 노르에피네프린의 합성(멜라닌 색소 형성 억제를 통한 기미 주근깨 방지 효과)
• 콜레스테롤로부터 담즙산의 합성(cholesterol 7a-hydroxylase를 활성화)
• 카르니틴 생합성(비타민 C 부족시 carnitine 합성 부전으로 지방산의 베타 산화가 저해되어 쉽게 피로를 느낌)

등에 관여합니다.

비타민 C의 생리작용으로 가장 잘 알려져 있는 것은 결합조직, 특히 콜라겐의 생성과 유지이며, 이것이 항 괴혈병 작용과 밀접한 관련이 있습니다.

콜라겐은 동물 체내의 총단백질의 약 30%를 차지하며 특색 있는 구성 아미노산으로 4-hydroxyproline (약 10%)과 5-hydroxylysine (약 1%) 이 포함됩니다. 이들은 Proline과 lysine이 oxidase에 의해 수산화 되어 생성됩니다.

이때, 수소 공여체로서 a-ketoglutaric acid와 더불어 비타민 C를 필요로 합니다.

b. 비 효소적 항산화제 및 환원제 기능

항산화제란 산화를 억제시키거나 지연시키는 물질로서 발암물질에 의한 DNA의 손상과 산화적 손상을 지할 뿐만 아니라, 손상된 DNA를 회복시키는 역할을 갖고 있습니다.

항산화제는 활성산소와 금속-산소 결합체를 독성이 약하거나 혹은 무독성의 형태로 전환시켜 활성산소에 의한 DNA의 손상을 방지하게 됩니다.

따라서 항산화제의 기능을 갖고 있는 비타민류는 암 발생억제 및 노화방지, 면역증진의 효과가 있습니다.

비타민 C는 다양한 radical 및 활성산소를 환원시킴으로써 무독화시키며 그 자신은 산화되어 ascorbyl radical이 생성되지만 이는 무독할 뿐만 아니라 다른 radical과 반응하여 무독화시키기 때문에 매우 효율적인 항산화제라고 할 수 있습니다.

뿐만 아니라 지용성으로 세포막에서 항산화제로 작용하는 비타민 E를 환원시켜 지방산 과산화를 억제하는데 도움을 줍니다.

산화된 비타민 C는 NADPH-GSH로부터 전자를 전달받아 다시 환원됩니다.

환원제로서 비타민 C는 음식물로부터 섭취한 nonheme 형태의 철분의 흡수를 촉진시키는데 이는 소장에서 비타민 C가 Fe 3가를 Fe 2가로 환원시키기 때문입니다.

또한 음식물에 포함된 아질산 또는 질산이온은 소화 과정에서 단백질과 반응하여 발암물질인 N-notroso 화합물이 생성되어 암을 일으킬 수 있는 것이 보고되었는데, 위장에서 비타민 C가 아질산 및 질산이온을 반응성이 낮은 NO 등으로 환원시킴으로써 N-nitroso 화합물의 생성을 억제시켰습니다.

이외에 조효소인 tetrahydrobiopterin(THB)를 환원시키는데 비타민 C가 필요합니다.

THB가 관여하는 반응으로 비타민 C가 혈압을 낮추는 기전으로 생각되는 NOS (NO synthase) 반응 (NO 생성으로 인한 혈관 확장) 등이 있습니다.

c. 항암효과

역학조사 및 동물실험에서 비타민 C는 식도암과 위암을 억제했습니다.

위암의 경우에는 아질산과 질산이온을 NO로 환원하여 발암성 물질인 nitrosamine이나 nitrosamide의 형성을 억제하기 때문이라고 생각됩니다.

동물실험에서 벤조피렌에 의해 유도된 쥐의 육종이 과량의 비타민 C 투여에 의해 억제되었습니다.

또한 세포배양에 의한 실험에서도 비타민 C가 발암물질로 유도된 암세포를 정상세포로 전환시키거나 암세포 형성을 억제시키는 효과가 있습니다.

비타민 C의 항암작용의 기전

1. 음식물 소화과정 중 발암물질 생성을 차단합니다.
2. 정상 세포에서 활성산소를 제거하여 DNA의 산화적 손상을 억제합니다.
3. 암세포에서 활성산소를 증가시켜 암세포 사멸을 유도합니다.
4. 콜라겐 합성 증가와 lysosomal glycosidase 억제를 통하여 암세포의 침윤 및 전이를 억제합니다.
5. 다른 항암제의 효능을 증가시킵니다.
6. 개체의 면역시스템을 증진시킵니다.

일반적으로 암환자의 혈중 비타민 C의 농도가 매우 낮다는 사실은 간접적으로 비타민 C와 암과의 관계를 설명해줍니다.

스코틀랜드에서 조사한 연구결과에 의하면 매일 10g의 sodium ascorbate를 투여받은 환자는 그렇지 않은 환자에 비해 4배가량의 수명이 연장되었습니다.

완치가 된 환자도 있었으며 대부분 암의 상태가 많이 개선되었는데 비슷한 연구결과가 일본에서도 보고되었습니다.

암환자에서 비타민 C는 발암성인 타르를 많이 섭취하는 근로자에게 있어서 염색체 이을 일으킬 수 있는 위험도를 낮출 수 있습니다.

d. 기타

비타민 C는 감기, 인플루엔자, 각종 바이러스 질환의 예방, 치료와 항알레르기 작용(항히스타민 작용), 동경화와 암의 예방 효과가 있습니다.

 

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3. 결핍증 및 섭취 기준

비타민 C 결핍의 주요 증상으로는 모세혈관의 취약화에 의한 잇몸 또는 피부에서의 출혈, 치아나 뼈의 발육 장해, 관절통, 피로감, 점상 또는 반상의 피하출혈, 상처 치유의 현저한 지연 등을 들 수 있습니다.

괴혈병은 바로 대표적인 비타민 C 결핍증입니다.

하지만 일반 동물에서는 이것은 생합성 할 수 있으므로 사람, 원숭이, 모르모트 등 한정된 동물에서만 관찰됩니다.

괴혈병의 초기 증상은 허약감과 무기력감이 나타나기 시작하며 육체적 변화로 점출혈, 소포주각화증, 홍반, 자반병, 피부 또는 피하 출혈, 우울증, 상처 심화, 머리카락 손상 등이 나타나게 됩니다.

심각한 경우 이가 빠지고, 뼈가 손상되며 내부 조직에서 출혈이 발생하고 감염증이 발생하기도 합니다.

뼈의 성장을 저해하는 증상으로 괴혈병은 각기병과 혼동될 수 있고, 비타민 C의 충분한 공급을 통해 증상이 개선될 수 있습니다.

성인의 1일 권장섭취량은 100mg입니다.

4. 독성

비타민 C는 독성은 약하지만 과량 복용 시 대사성 산증을 유발하며 소변의 pH가 떨어집니다.

3 g 이상의 비타민 C를 복용하면 묽은 변이나 복통을 유발하기 때문에 일일 섭취허용량은 2g/day입니다.

비타민 C는 소장에서 철 흡수를 촉진하기 때문에 장기간의 비타민 C의 섭취로 인해 철의 과잉으로 혈색소 침착증, 낫 적혈구 빈혈, 중증성 지중해 빈혈 등을 가진 환자들에게서 위험을 초래할 수 있습니다.

또한 하루에 4g 이상씩 복용하면 신장결석과 통증을 일으킬 수 있습니다.

한편 비타민 C를 많이 복용하다 중단하게 되면 의존성을 유도하게 되어 급성 괴혈병을 일으키기도 합니다.

동물실험에서는 비타민 C를 많이 투여하게 되면 비타민 E가 더 필요하게 되며 아스피린에 의한 위장장애를 증가시키고 약물의 대사를 억제하며, 일부 금속의 독성을 상승시키기도 합니다.