비타민A의 생리적 기능에 대해 알아보겠습니다.
비타민A는 시각 기능에 필수적일 뿐 아니라 면역기능에 관여하는 상피세포의 건강을 유지하는데 매우 중요합니다. 또한 정상적인 세포의 합성, 생식, 뼈의 성장에 관여합니다.
(1) 시각회로
빛이 눈에 도달하면 각막을 지나 망막에 도달한다. 망막에는 빛에 민감한 시각세포들이 간상세포와 원추세포로 포함하고 있다. 간상세포는 희미한 빛에 반응하여 명암을 감지하며 우너추세포는 밝은 빛에 반응하여 색상을 감지한다. 원추세포와 간상세포를 통해 빛이 신경신호로 전환되어 뇌에 도달하면 시각을 느끼게 된다. 레티놀은 망막에 도달하면 레티날로 전환되며 옵신 단백질과 결합하여 로돕신을 형성한다. 로돕신은 간상세포에 존재하여 어두운 곳에서 볼 수 있게 한다. 빛이 망막에 도달하면 레티날은 간상세포 내 옵신에서 분리되어 트랜스 구조로 바뀌게 된다. 옵신은 세포막의 활성을 변화시켜 전기적 신호를 만들고 이 신호는 뇌에 전달되어 명암을 구분할 수 있도록 한다, 이 과정에서 나온 레티날은 시스형 레티날로 변하고 옵신과 결합하여 로돕신을 형성하고 다음 회로가 진행된다. 어두운 곳에 들어가면 눈에서는 로돕신의 생성을 증가시켜 빛의 민감도를 높인다. 어두운 빛에 적응하는 속도를 의미하는 암적응은 로돕신을 재생성하는 비타민A의 양과 직접적으로 관련이 있다. 비타민A 결핍은 어두운 곳에서나 급작스럽게 밝은 빛에 노출되었을 때 적응이 어려운 야맹증을 초래한다.
눈에는 체내 비타민A의 0.01%만을 가지고 있기 때문에 체내 비타민A 수준에 매우 민감하다.
또한 비타민A는 우너추세포에서 색을 감지하는 아이오돕신에도 관여하는데 비타민A의 결핍은 원추세포에 영향을 주기 전에 간상세포에 작용하게 되어 색 감각을 상실하기 전 야맹증 증상이 먼저 나타난다.
(2) 세포분화와 상피조직의 유지
비타민A는 레티노산의 형태로 줄기세포가 특화된 세포로 발달하는 정상적인 세포분화에 관여한다. 레티노산은 세포 DNA의 수용체에 반응하여 줄기세포가 분화된 성숙한 세포로 전환되도록 한다. 레티노산이 관여하는 세포분화 과정은 상피세포에서 주로 나타난다. 상피세포는 점액분비세포나 피부세포 같은 다른 성숙한 세포로 분화되기도 한다.
상피세포는 피부나 점막 같은 상피조직을 형성하며 점막은 폐포나 소화관의 윤활작용을 돕는다. 상피세포는 매우 빠르게 교체되는 세포로 비타민A 가 결핍되면 피부와 점막에 결핍증상이 빠르게 나타난다.
(3) 면역기능
비타민A는 세균이나 바이러스의 공격에 최전선에 있는 상피세포를 건강하게 유지시켜 면역에 관여한다. 또한 T림프구의 생성을 도와 외부 감염에 대항하는 면역시스템을 증진시킨다. 카로티노이드 역시 항산화작용, 세포막의 유동성 조절, 세포 간의 소통에 영향을 주어 면역 기능에 도움을 줄 수 있다.
(4) 생식
비타민A가 생식에 관여하는 기전에 관해서는 아직 잘 알려지지 않고 있으나 비타민A 중 레티놀과 레티날이 생식에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 남자의 경우 정자의 생성에 관여하며 여성생식관의 분비작용을 돕는다.
(5) 골격에 관한 기능
비타민A는 골격의 성장에 매우 필수적이다. 정확한 기전은 아직 밝혀지지 않았으나 비타민A의 결핍으로 인해 골격이 약해진다. 원인은 미성숙한 골격세포의 성장에 문제가 생기는 것으로 보이며 비타민A의 과량섭취도 곧 손실을 증가시키는 것으로 나타나고 있다.
(6) 항산화 작용
베타-카로틴을 비롯한 카로티노이드는 강력한 항산화제로 작용하여 유리라디칼로부터 세포막과 핵산을 보호하는 기능을 한다. 또한 카로티노이드가 풍부한 식사는 암, 동맥경화, 백내장, 황반 변성등의 발병 위험률을 감소시키는 것으로 보고되고 있다.
4) 결핍증
비타민A의 결핍은 단백질, 에너지 영양결핍과 함께 나타날 수 있으며, 알코올 중독이나 간질환 환자의 경우 간이 손상되면서 비타민A 결핍증상이 나타날 수 있다. 지질흡수에 영향을 주는 약물도 비타민A의 흡수에 영향을 미칠 수 있다.
(1) 눈
야맹증은 비타민 A 결핍의 초기 증상으로 조기 치료로 좋아질 수 있다. 결핍이 악화됨에 따라 레티노산의 부족으로 상피세포의 분화가 제대로 이루어지지 않으면 점액을 분비하는 배상세포의 생성이 적어지고 먼지나 세균의 침입을 막아주는 점액생성이 감소되어 각막, 안구를 덮고 있는 결막이 건조해지면서 감염이 되기 쉽다.
각막이 더욱 나빠지면 비토반점이 생기고 각막에 손상이 오게 된다. 이런 손상은 안구건조증, 각막연화증,으로 악화되며 진행된다. 비타민 A의 보충으로 회복 가능한 야맹증과 달리 각막의 건조증과 손상은 회복되기 어렵다.
(2) 피부
비타민A가 부족하면 성숙한 상피세포로 분화되는 데 필요한 단백질을 만드는 유전자 합성이 잘 이뤄지지 못해 피부가 단단해지고 비늘모양이 증가하게 된다. 비타민A의 초기 결핍증상은 모낭각화증이라고 하며 피부는 거칠고 매끄럽지 못하게 된다. 이런 증상은 팔꿈치, 무릎, 손목, 발목 등에 잘 나타난다. 각화증은 피부 외의 다른 상피세포에도 영향을 미치며 점액분비 기능이 손상된다. 특히 구강 호흡관, 비뇨기관, 여성생식관, 눈의 분비샘 등에 영향을 미쳐 감염에 취약하게 한다.
(3) 면역
비타민A가 결핍되면 상피세포가 건조해지면서 손상이 생기기 때문에 호흡관이나 세포로 세균의 침입이 용이해진다. 또한 비타민A의 공급 부족은 T림프구의 숫자를 감소시켜 면역 기능에 영향을 준다. 아이들에게는 경미한 비타민 A의 부족도 설사나 호흡기 감염으로 발전할 수 있다.