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동물은 비타민K를 합성하지 못한다.

지용성 비타민 중에서 마지막으로 발견된 비타민K는 식물에 존재하는 K1(필로퀴논, phylloquinone), 미생물과 동물에 존재하는 K2(메나퀴논, menaquinone), 인공적으로 합성한 K3(메나디온, menadione) 등 세 종류가 있다.

비타민K의 결핍 증상은 1929년 덴마크의 생화학자 담(Carl Peter Henrik Dam)에 의해 처음 발견되었다. 그는 닭의 콜레스테롤 대사에 관한 연구를 하던 중 병아리에게 지방(脂肪)을 제거한 사료를 제공하였을 때 피하출혈과 혈액응고가 지연되는 현상을 발견하였다. 그는 이에 관한 연구를 지속하여 1935년 이들에게 콩과식물인 알파파(alfalfa)나 돼지의 간을 먹였더니 출혈 증상이 사라지는 것을 밝혀내고, 이 ‘항출혈인자(anti-hemorrhagic factor)’에 덴마크어 또는 독일어로 응고(凝固)를 의미하는 ‘koagulation’의 첫 글자를 따서 비타민K라는 이름을 붙였다. 

1939년 3월 담과 카러(Paul Karrer)는 알파파로부터 최초로 비타민K1을 분리해내었으며, 같은 달에 도이지(Edward Adelbert Doisy)의 연구팀에서는 어분(魚粉, fish meal)으로부터 비타민K2를 분리하였다. 같은 해 도이지 등은 비타민K의 화학구조를 밝혀내고 비타민K3(menadione)의 합성에 성공하였다. 담과 도이지는 각각 비타민K의 발견과 화학구조 결정 및 합성에 대한 공로로 1943년에 공동으로 노벨 생리의학상을 수상하였다.

비타민K는 약간 노란색을 띠는 결정성 화합물로 열, 산소, 습기에는 안정하나 산, 알칼리 및 빛에는 불안정하여 쉽게 파괴된다. K1(필로퀴논)은 식물에 의해 합성되고, K2(메나퀴논)는 미생물에 의해 합성되며, 동물은 비타민K를 합성하지 못한다. K1을 섭취한 동물은 K2로 전환하여 몸 속에 저장하므로 동물성 식품에는 K2가 함유되어 있다. 인공적으로 합성한 K3는 매우 불안정하고 유아에게 용혈성빈혈이나 황달을 일으킬 수도 있으므로 보통은 ‘메나디온소듐바이설파이트(menadione sodium bisulfite, MSB)’의 형태로 만들어 사용한다. 

식품으로 섭취한 비타민K는 섭취량의 약 30% 정도가 소장에서 흡수된다. 다른 지용성 비타민과 마찬가지로 비타민K의 흡수에는 담즙을 필요로 하며, 지방의 흡수를 방해하는 요인에 의해 흡수율이 떨어진다. 여성호르몬으로 알려져 있는 에스트로겐(estrogen)은 필로퀴논(K1)의 흡수를 촉진하므로 여성은 남성보다 결핍이 발생하기 어렵다. K3의 역할을 하는 MSB는 수용성이기 때문에 담즙의 도움 없이 쉽게 흡수되어 직접 혈액으로 들어가므로 K1이나 K2에 비하여 활성이 높다. K1이나 K3(MSB)는 인체 내에서 K2로 전환된다. 비타민K는 간을 비롯하여 피부, 근육, 신장, 심장 등에서 발견되며 비타민K의 대사산물은 담즙과 소변을 통해 배설된다.

비타민K의 가장 중요한 기능은 혈액응고에 필요한 단백질 합성에 관여한다는 점이다. 혈액응고 인자들은 간에서 불활성형 단백질의 형태로 합성되며, 이들이 활성화되기 위하여 비타민K가 조효소로 작용한다. 비타민K가 결핍되면 혈액응고가 지연되어 피하출혈, 내출혈 등이 나타나서 쉽게 멍이 드는 것을 비롯하여 코피, 잇몸 출혈, 혈뇨, 혈변, 극단적인 생리혈 증가 등의 증상을 유발한다. 비타민K는 혈액이 없는 식물이나 미생물이 생성하고, 조직에서 발견되기 때문에 혈액응고 작용 이외의 기능이 있을 것으로 추정되나 아직까지 명확하게 밝혀진 것은 없다.

비타민K는 시금치, 양배추, 배추, 브로콜리 등 녹색 채소의 잎이나 해초 등에 많이 포함되어 있어 주된 섭취원이 되며, 그 외에도 대두유, 카놀라유, 올리브유 등 일부 식물성 기름 및 간, 계란노른자, 치즈 등 동물성 식품에도 들어있다. 대장에서 장내세균에 의하여 합성되기도 하나 체내로 흡수되는 양은 매우 적다. 성인의 경우 일반적인 식사를 통하여 비타민K를 충분히 섭취할 수 있으므로 결핍이 발생하는 일은 드물다. 그러나, 신생아의 경우 모유의 비타민K 함량이 낮고, 장내에 미생물도 거의 없는 상태이므로 결핍이 발생할 수도 있다. 성인의 경우도 소화기관의 기능장애가 있거나 항생제 등의 약물을 장기 복용하면 비타민K 결핍이 있을 수 있다.

자연에 존재하는 물질인 비타민K1이나 비타민K2에 의한 부작용이나 독성은 알려진 바 없으며, 합성 물질인 비타민K3를 과량으로 섭취하였을 경우에는 독성을 나타내기도 한다. 그러나, 일반적인 식품에는 비타민K3가 함유되어 있지 않으므로 한국영양학회에서 2005년에 발표한 한국인영양섭취기준에서는 비타민K의 상한섭취량은 설정되어 있지 않다. 그러나, 비타민K는 혈액응고 작용이 있으므로 심장질환이 있는 사람은 섭취를 제한하여야 한다. 성인의 경우 비타민K의 일일 충분섭취량은 여자 65㎍, 남자 75㎍이다.



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