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나이아신(Niacin) 및 나이아신아마이드(Niacinamide)
작성일 : 09-05-19 15:20
비타민 B 군
비타민 B 군은 B1 (치아민), B-2 (리보플라빈), B-3 (나이아신), B-5 (판토텐산), B-6 (피리독신), B-7 (바이오틴), B-12 (코발라민)을 포함하며 가끔 엽산. 파바, 이노시톨, 콜린도 포함된다.
비타민 B 군은 모든 세포, 특히 신경 세포에서 이용된다. 일부 B군이 결핍되면 기분이 나빠지기 시작한다.
-비타민 B3라고 알려진 나이아신(nicotinic acid)과 나이아신 유도체인 나이아신아마이드(=nicotinamide or nicotinic acid amide) 2가지 형태가 존재하며 수용성 비타민이다. 나이아신은 니코틴산(nicotinic acid)과 니코틴아마이드(nicotinamide) 유도체를 모두 포괄하는 명칭이다.
-이들 두 물질은 세포의 산화-환원 반응을 촉매하는 중요한 조효소(Coenzyme)의 활성형태인 Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD)와 Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADP)의 전구체다. 조효소(Coenzymes)인 NAD 및 NADP는 기질 분자로부터 수소 원자를 제거하는 동안 전자 수용체(electron acceptors)로 작용한다. 이와 같은 산화,환원 반응은 세포에서 에너지를 생산하고 이용하거나 스테로이드 생합성, DNA 복제, 세포 분화, 탄수화물, 아미노산. 지방산 대사에 기본적인 반응이다. 모든 식물과 동물은 이런 식으로 NAD와 NADP를 이용한다.
-Niacin은 포도당 내성 인자(Glucose Tolerance Factor)의 구조 성분이다. GTF는 세포 표면 수용체에 결합하여 인슐린 기능을 강화시키는 유기질-크롬 복합체(organo-chromium complex)다
-Niacin 및 niacinamide 결핍은 pellagra를 유발한다, 피부 및 점막의 염증, 설사, 신경 증상(불면증, 불안. 혼란(Confusion), 혼미(Disorientation)등 나타낸다
권장 섭취량 및 급원
- 나이아신은 대부분의 음식에 들어있다. 육고기, 시리얼, 콩류, 우유, 녹색잎 야채, 어류, 효모등이 급원 식품이다. 일반적으로 조리하지 않은 상태에서 존재하나 일부는 조리 중에 나이아신아마이드(Niacinamide)로 전환된다.
- 일반적으로 유리 나이아신 및 나이아신아마이드는 장에서 쉽게 흡수된다(그람 단위까지). 그러나 식물성 음식의 일부 나이아신은 장 흡수가 어려운 거대분자와 결합하기도 한다.
- 대부분의 동물(인간 포함)은 트립토판(tryptophan)이라는 아미노산에서 나이아신을 합성하고 일부 장내 세균도 나이아신을 만들어 낸다
- 나이아신 및 나이아신아마이드의 권장 식이 허용량(RDA)은 나이아신 동등치(niacin equivalents ; 1 NE = 1 mg niacin or niacinamide)로 표시한다. RDA는 하루에 9-13 NE(소아) 및 13-20 NE(성인)이다. 이와 같은 필요량의 일부는 식이 트립토판으로 충족되지만 트립토판 60 mg이 1 NE를 공급해준다.
- 보통 식이에는 충분한 양의 나이아신과 트립토판이 들어있어 하루에 30-40 NE정도를 공급한다.
- 나이아신 (nicotinic acid)은 중 정도의 용량만으로도 혈관을 확장시켜 안면 홍조( flushing)를 야기할 수 있지만 나이아신아마이드는 이런 부작용이 없다
나이아신
나이아신은 Nicotinic acid 와 Nicotinamide를 어우른 용어이며 수용성이다. 비타민 B3로 알려져 있다. 나이아신은 조효소인NAD와 NADP를 생성하며 담배의 니코틴과 이름이 비슷하지만 아무 관계가 없다. 비타민C, 비타민 B 복합체, B1, B2, 인은 나이아신 흡수를 돕지만 카페인, 에타놀, 옥수수, 전분 및 과다한 탄수화물은 나이아신 흡수를 억제시킨다.
나이아신 기능
1) 산화 환원 반응( Redox ; Oxidation-reduction)
생물체는 그들의 에너지 대부분을 redox 반응으로 획득한다. Redox반응은 전자의 전이 반응이다. 약 200종의 효소가 나이아신 조효소(niacin coenzyme)인 NAD및 NADP를 필요로 한다. NAD와 NADP는 주로 산화-환원 반응을 진행시키기 위해 전자를 받아들이고 제공한다. NAD는 탄수화물, 지방, 단백질, 알코올의 분해(이화작용)에 관여하여 에너지를 생산한다. NADP는 생합성(동화 작용)에 관여하여 지방산 및 콜레스테롤을 합성한다
2) 비 산화-환원 반응(Non-redox reactions)
Niacin coenzyme, NAD는 mono-ADP-ribosyltransferases 및 poly-ADP-ribose polymerase라는 효소의 기질이 된다. 이들 효소는 NAD에서 niacin moiety를 분리하여 단백질에 ADP-ribose를 전이 시킨다. Mono-ADP-ribosyltransferase enzymes은 일부 세균에서 발견되었고 콜레라나 디프테리아와 같은 독소를 생산한다. 이 효소와 그 산물인ADP-ribosylated proteins은 포유 동물에서 발견되고 이것들은 G Protein 활성에 영향을 주어 세포 신호 전달에 중요한 역할을 한다. G-proteins은 guanosine-5'-triphosphate (GTP)와 결합된 단백질이며 수많은 세포 신호 전달 경로에서 매개 역할
을 한다. Poly-ADP-ribose polymerases (PARPs) 는 많은 ADP-ribose unit를 NAD에서 Acceptor 단백질로 전이 시키는 것을 촉매한다. PARPs는 DNA복제 및 수리 그리고 세포 분화에 역할을 한다. 이는 암 예방에 NAD 역할이 가능함을 시사한다.
그 기능은 확실하지 않지만 적어도 5종의 서로 다른 PARPs 가 존재하며 그들의 존재는 NAD가 상당히 소비되고 있음을 말해준다. 3번째 효소는 ADP-ribosyl cyclase이며 cyclic ADP-ribose형성을 촉매한다. 이 cyclic ADP-ribose는 세포 내에서 작용하며 내부 보관 장소에서 칼슘 이온을 방출시키는 것을 촉진하고 세포 신호 전달에도 역할을 할 것으로 알려져 있다
NAD 합성
NAD는 수많은 redox 반응에 필요하며 ADP-라이보실화 반응(ribosylation reactions)에 소모된다. ADP-라이보실화는 단백질 구성 아미노산에 한 개 이상의 ADP 및 Ribose를 부착시켜 단백질 성질을 변화시키는 것으로 세포 신호, DNA 복구 및 세포사를 조절하는 반응이다.
AMP, adenosine monophosphate; ADP, adenosine diphosphate; ATP, adenosine triphosphate; PARP, poly-ADP-ribose polymerase; PPi,inorganic pyrophosphate; PRPP, phosphoribosyl pyrophosphate
나이아신 결핍증
펠라그라(Pellagra)
심한 결핍증은 결국 펠라그라(pellagra)라는 질병으로 나타난다. 가장 흔한 증상은 피부, 소화계, 신경계 증상이다. 증상은 흔히 4 D’s로 표현한다. 설사(Diarrhea), 피부염(Dermatitis), 치매(dementia), 그리고 죽음(Death)이다.
피부가 두꺼워지고 각질이 일어나며 햇볕 노출 부위에 대칭적으로 진한 색소 발진이 침착 된다. "pellagra"는 “rough or raw skin”이라는 이태리어에서 유래한 것이다. 소화기계와 관련된 증상은 선홍색 혓바닥, 구토, 설사 등이고 신경계 증상은 두통, 피로, 우울증, 기억력 상실, 무감정, 혼미등이다. 치료하지 않으면 결국 죽는다.
영양소 상호 반응(트립토판과 나이아신)
NAD는 섭취한 음식의 나이아신에서 합성되거나 섭취한 음식 가운데 트립토판(Tryptophan)으로 간에서 합성된다. 트립토판에서 Niacin의 합성은 비타민 B6, 리보플라빈, 헴(철)을 포함한 효소에 의존한다. 평균해서 Tryptophan 60 mg을 섭취하면 Niacin 1 mg이 합성된다. 그래서 Tryptophan 60 mg을 Niacin Equivalents (NE) 1 mg으로 간주한다.
나이아신 결핍증 원인
나이아신이나 트립토판의 섭취가 불충분한 것이다. 트립토판 흡수의 선천적 결함으로 생긴 질병인 하트눕병(Hartnup's disease)은 펠라그라를 초래한다. 암양종(癌樣腫; Carcinoid tumor)에 의해 세로토닌 및 기타 카테콜아민 분비가 증가하는 카르시노이드 증후군(Carcinoid syndrome)은 트립토판을 나이아신 합성에 사용하기 보다 세로토닌 합성에 사용하기 때문에 펠라그라를 유발한다. 항결핵제, Isoniazid를 장기간 사용하면 나이아신 결핍을 초래한다.
RDA
펠라그라 예방 용량은 하루에 약 11 mg NE다. 그러나 젊은 성인은 하루에 12 mg -16 mg이 필요하다. 나이아신 영양 상태의 지표가 되는 것은 소변을 통한 나이아신 대사물의 배설 정도이다. 그러나 일부 학자는 세포 내 NAD 와 NADP 함량이 더 적합한 지표라고 주장한다.
나이아신과 질병 예방
1) 암 예방
DNA 손상(=암의 위험인자)에 대한 세포 반응에 NAD 함량이 영향을 미친다(실험실 연구). 세포 수준의 NAD는 DNA 복구에 역할 하는 ADP-ribose polymers합성에 소모되며 환상 ADP 라이보스(cyclic ADP-ribose)는 암 예방에 중요한 세포 신호 전달 경로를 매개한다. 그밖에 세포 수준의 NAD 함량은 사람의 유방, 피부, 폐 세포에 존재하는 종양 억제 단백질인 p53 수준에 영향을 미친다. 나이아신 결핍은 골수의 NAD 및 poly-ADP-ribose 수준을 감소시키고 화학적으로 유발된 백혈병 위험을 증가시킨다. 나이아신을 보충하면 자외선이 유발한 피부 암(쥐) 위험을 감소시킨다. 그러나 사람의 경우에는 세포 수준의 NAD농도와 DNA 손상 또는 암과의 관계는 별로 알려진 것이 없다.
하루에 100 mg의 니코틴산을 8주간 보충하여 혈중 임파구 NAD 수준을 증가시키면 프리라디칼에 의한 임파구의 DNA 손상을 감소시킨다. 최근에는 나이아신과 항산화제를 병용하여 인두암, 식도암의 유병률이 감소된다는 논문이 발표되었다.
2) 인슐린 의존성 당뇨병(IDDM)
소아의 경우, 췌장의 베타세포가 자가 면역 손상을 받으면 인슐린 의존성 당뇨병이 발생한다. 이때 고농도의 nicotinamide를 투여하면 독성 화학물질, 염증성 백혈구, 프리 라디칼로부터 베타 세포를 보호한다. 이때 니코틴아마이드의 약리학적 용량은 하루에 3 그람까지다. 고용량의 니코틴아마이드는 또한 인슐린 감수성을 감소시킨다. 그러나 혈당 조절 기능은 없다.
나이아신과 질병 치료
가) 고콜레스테롤 혈증 및 심혈관 질환
니코틴산(니토틴아마이드가 아닌)은 혈중 콜레스테롤을 감소시킨다. 하루에 3 그람을 복용하면 심혈관 질환을 감소시킨다.
하루에 3 grams의 니코틴산을 복용하여 혈중 콜레스테롤이 10%, 중성 지방이 26% 감소한다. 뇌졸증도 26% 감소한다. 따라서 치료제와 함께 니코틴산 복용이 도움이 된다.
니코틴산 요법은 HDL 콜레스테롤이 증가하고 혈중 Lp(a) 농도가 감소하여 심장 보호 효과(Cardioprotective effect)가 있다.
고 용량의 니코틴산 부작용 때문에 지질 감소 약물(심바스타틴)과 함께 복용하는 것을 추천한다. 그러나 항산화제 합제(비타민 E, C, 셀레늄)을 함께 병용하
면 나이아신과 심바스타틴의 유익한 효과를 무디게 한다.
나) HIV/AIDS
에이즈는 나이아신 결핍 위험을 증가시킨다. 감마 인터페론은 감염에 대한 면역 세포에서 만들어진 싸이토카인이다. 에이즈 때 감마 인터페론이 증가한다.
그러나 감마 인터페론은 트립토판 분해를 증가시켜 나이아신 결핍을 초래한다.
이때 니코틴아마이드를 복용하면 혈중 트립토판 수준이 증가하여 에이즈 환자 생존율을 증가시킨다.
급원 식품
이스트, 육류, 가금류, 어류(참치, 연어), 시리얼(특히 강화시킨) 콩류(legume), 씨앗류, 우유, 녹색잎 채소류, 커피, 차 등에 나이아신을 함유한다. 옥수수나 밀등의 시리얼 곡류에는 나이아신이 슈가와 결합하여 glycoside 형태로 존재하기 때문에 나이아신의 생물학적 유용성이 감소된다. Glycoside는 가수분해로 설탕이나 한 개 이상의 비설탕 물질을 산출하는 식물 내 유기 화합물을 말한다.
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