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1. 개요
비타민A(Vitamin A)는 지용성 비타민으로서 생물의 성장과 발달, 생식, 상피세포의 분화, 세포 분열, 유전자 조절 및 면역 반응 등에 다양하게 활용되는 레티노이드(retinoid) 화합물의 집합이다. 기본 분자인 레티놀(retinol)과 시각색소로 작용하는 레티날(retinal), 세포 분화를 조절하는 세포 내 신호전달물질인 레티노산(retinoic acid) 등 다양한 형태로 존재한다.레티노이드는 '망막'을 의미하는 '레티나(retina)'에서 유래한 이름인데 전통적으로 비타민A의 섭취가 눈에 도움을 준다는 효능에 따른 것이다. 실제로 비타민A는 안구의 시야 인식 기작에 관여하며 결핍 시 안구건조증과 야맹증, 실명의 원인이 된다.
비타민A는 일본 제국의 화학자 다카하시 가쓰미(高橋 克己, 1892-1925)가 1914년 이화학연구소의 스즈키 우메타로 연구실에서 처음으로 분리, 발견했다. 스즈키 우메타로의 연구실은 영양소로서의 비타민의 개념을 처음으로 발견한 곳이기도 하다.
2. 성질
구조나 이명을 보면 알겠지만 알코올의 일종이기도 하다. 안구에서는 이것을 산화시켜 알데하이드인 레티날을 만들고 끝으로 카르복시산인 레티노산을 만들어 각각 이용한다.
순수한 레티놀은 노란색을 띤다.
3. 섭취
비타민 A의 단위는 IU(International Unit, 비타민 국제단위), RE(Retinol Equivalents, 레티놀 당량), RAE(Retinol Activity Equivalents, 레티놀 활성당량) 등이 존재하며 단위 환산은 다음과 같다. 레티놀과 베타카로틴의 환산이 다르며 보충제로 섭취할 경우의 차이에도 유의.비타민 A는 간, 우유, 달걀, 지방이 많은 생선 등의 동물성 식품과 비타민 A 전구체가 많이 함유된 녹황색 채소, 과일과 같은 식물성 식품에서 섭취할 수 있다.
4. 과잉 및 결핍증
비타민A의 결핍은 야맹증 등 안구에 문제를 일으키며 시력 저하 및 실명, 면역력 감퇴를 야기할 수 있다.지용성 비타민으로 배출이 느리며 과다 섭취 시 세포막의 안정성 저해, 간 조직 손상, 지방간, 기형아 출산, 골격 약화 등의 부작용이 나타난다. 비타민 A의 과다 섭취는 독성이 생길 수 있다. 주로 간에 축적되며, 너무 많은 양이 몸에 쌓이면 구역질, 두통, 시력 변화, 그리고 뼈의 통증 같은 증상이 나타날 수 있다. 심한 경우 뇌부종, 간 기능 문제, 심각한 알레르기 반응 등이 발생할 수 있다. 또한, 임산부가 비타민 A를 과다하게 섭취하면 태아에게 부작용을 일으킬 위험이 있다. 흡연자나 석면에 노출된 사람들은 비타민 A, 특히 베타카로틴 형태의 비타민 A 보충제를 과다하게 섭취할 경우 폐암 위험이 증가할 수 있다. 이런 이유로 고용량의 베타카로틴 보충제 섭취는 흡연자에게 권장되지 않는다. 반면, 베타카로틴은 몸에서 필요할 때만 비타민 A로 변환되기 때문에 과다 섭취 위험이 적다.
한 번에 체중 1kg당 25,000 IU[1] 이상 섭취하게 되면 급성 간독성이 일어나 사망할 수도 있다. 배출이 잘 되지 않는 것을 감안하여 체중 1kg당 4,000 IU(예컨대 체중 70kg 성인은 280,000 IU)를 꾸준히 섭취할 경우에도 만성 독성 증상이 나타날 수 있다.
4.1. 비타민A 중독증
비타민 A는 지방에 녹는 비타민으로서 간, 생선, 달걀, 유제품 같은 동물성 식품과 당근, 고구마 같은 식물성 식품에서 섭취할 수 있다. 특히 간은 비타민 A가 매우 풍부한데, 과다 섭취로 인해 중독이 될 수 있으니 주의해야 한다. 비타민A 중독 증상은 비타민A의 기본형인 레티놀로 일어날 수 있으나 비타민A의 또다른 주요섭취원인 카로티노이드류의 비타민A전구체[2]로는 거의 일어나지 않는다. 베타카로틴 등 카로티노이드류는 장내벽에서 효소의 작용으로 둘로 쪼개져서 레티놀로 흡수된다. 그러나 카로티노이드의 레티놀로서의 변환 흡수작용은 체내의 비타민A 부족 정도에 따라 강하게 제어되는 작용이기 때문에 몸속에 비타민A가 충분히 많다면 베타카로틴 등을 아무리 많이 섭취해도 비타민A로서는 작용하지 않는다. 베타카로틴은 많이 흡수하더라도 별도의 큰 부작용은 없으며 고작해야 체지방에 너무 많이 녹아들어가서 피부색이 오렌지 빛을 띠는 정도의 부작용밖에 없다.[3] 귤을 많이 먹으면 피부가 노래지는 것을 떠올려보면 이해가 쉬울 듯.반대로 카로티노이드는 비타민A로서의 흡수 및 작용 효율이 낮고 특히 기름에 용해되지 않은 상태의 카로티노이드는 비타민A로서의 작용능력이 몇 분의 1로 떨어진다. 따라서 특히 채식 등 매우 치우친 식단을 유지하는 사람은 물리상으로는 비타민A가 충분하다고 생각되는 식사를 섭취하고 있더라도 자칫 잘못하면 비타민A가 부족해질 수 있다. 식물에서 비타민A는 거의 대부분 카로티노이드 형태로 들어있기 때문이다. 반대로 동물의 간 등 동물성 식품에 함유된 비타민A는 거의 순전히 레티놀로 이루어져 있다.
간단히 말해 채소와 육류에 포함된 비타민A의 종류는 다르며 채소의 비타민A는 아무리 과다섭취해도 부작용이 없는 대신 흡수율이 떨어진다. 반면 육류의 비타민A는 흡수율은 높으나 과다복용시 부작용이 있다. 이와 관련하여 당근 주스를 너무 많이 마셨다가 비타민A 중독으로 사망한 사람이 있다는 낭설이 있다. 이야기의 주인공은 바질 브라운이라는 사람으로, 실제로 비타민A 과다복용으로 죽은 건 맞다. 하지만 정확한 이유는 비타민A 보충제를 너무 많이 먹어서였다. 뭐 그것과 동시에 하루에 당근 주스 거의 1갤런, 즉 약 3.8리터 씩을 열흘이나 마셔댔긴 했지만 여기 들어있는 건 앞서 설명한 베타카로틴 형태의 비타민A기 때문에 사망의 직접적인 원인이 아니다. 관련 기사(영어). 위키피디아(영어)를 참고.
비타민A 중독과 관련된 가장 대표적인 일화는 '북극곰의 간 섭취'이다. 북극곰은 비타민A가 극도로 풍부한 먹이사슬의 정점에서 살아가기 위해 다른 동물에게는 치사량의 비타민A도 견뎌내는 것이 가능하게끔 진화했다. 그렇게 바다표범 등을 사냥하면서 축적된 비타민A가 간에 쌓인 결과 북극곰의 간은 완벽한 유독성 물질이 되었다. 북극곰의 간에는 그램당 24,000 에서 35,000 IU까지의 비타민A가 농축되어 있는데 이는 인체의 1일 상한 섭취량 10,000 IU의 3배에 해당한다. 불과 몇 점만 먹어도 사람에게는 치사량인 것이다.
이누이트들은 오랜 세월 경험을 통해 이 사실을 알고 있었기 때문에 간을 먹지 않는 것이며 개들도 먹지 못하도록 간을 땅 속에 묻었지만 처음 북극을 탐험한 서양인들은 이를 몰랐기 때문에 1596년 북동항로를 탐험하다 조난당한 네덜란드 탐험가 바렌츠와 그의 선원들은 북극곰의 간으로 만든 스튜를 먹고 변을 당했다. 동물의 간은 부드럽고 먹기 좋아서 요리하는 경우가 많기 때문에 일어난 일. 당시만 해도 비타민의 존재조차 몰랐기 때문에 왜 그런 일이 벌어진 것인지 정확히 알지 못했고 그저 북극곰의 고기에 독이 있다는 식으로만 생각되었다.
이후 1940년대에 와서야 이누이트들이 왜 곰의 간을 먹지 않는지 연구한 노르웨이의 의학연구가 카라 로달 박사[4]에 의해 비타민A가 문제의 유독 성분인 것으로 확인되었다.
한국인이라면 그럴 가능성이 거의 없겠지만 혹시라도 북극 지역으로 여행을 간다거나 캐나다, 러시아 등의 영주권 혹을 시민권을 얻어 해당 북극 지역으로 이민간 후 북극곰을 만나 사냥한다거나, 하다 못해 비즈니스 목적으로 북극 지역으로 출장가게 되어 북극곰고기를 사먹는다거나 한다면 절대 간을 먹지 말자. 한 입만 먹어도 복통, 두통, 메스꺼움, 현기증 그리고 여러 날 지속되는 무기력을 겪을 수 있으며 조금 더 먹으면 진짜로 사망한다. 이는 썰매개인 시베리안 허스키의 간도 마찬가지이며 여기에는 북극곰보다 적기는 하지만 역시 위험한 양의 비타민A가 포함되어 있기 때문에 허스키의 간을 많이 먹으면 역시 사망할 수 있다. 이누이트들은 북극곰과 허스키는 물론 북극에 사는 다른 동물들의 간도 웬만하면 먹지 않는다. 남극 탐험 중 개고기와 간을 먹고 비타민A 중독에 걸린 사람의 기록을 보면 피부가 벗겨지고 머리카락이 빠졌으며 복통, 구토, 설사, 의지로 제어할 수 없는 졸음 등의 증세가 있었다. 다른 동물의 경우 돗돔의 간도 비타민A가 다량 함유되어 있다. 그래서 과다 복용할 때 중독 현상이 일어날 수 있으므로 심해대형어류의 간은 과다섭취를 피해야 한다.
5. 의학적 활용
특정 암이나 질병(여드름이나 건선)의 치료에 비타민A 과다복용요법을 사용하는 일이 있다. 이럴 때 사용하는 약 중 대표적으로 아시트레틴 등이 있는데 부작용이 꽤 있다. 피부가 벗겨지거나 탈모 증상이 나타는 것 외에도 안구건조증, 남성의 정자형성 및 성숙 과정에 영향을 미쳐 불임을 유발하기도 한다. 또한 태아에게는 심각한 기형을 유발할 가능성까지 있기 때문에 대표적인 '헌혈 금지 약물'이다. 혹시나 본인이 이 성분이 들어간 약(국내에서 팔리는 이름은 네오티가손)을 처방받아서 먹고 있다면 약 복용기간 종료 후 '3년간'은 절대 헌혈을 해서는 안 되며 그 이후라도 어지간하면 헌혈은 안 하는 게 좋다. 이 사실을 모르고 가임기 여성에게 수혈을 했을 때에는 매우 곤란한 문제가 발생한다.[5] 대한적십자사가 이것 때문에 한번 크게 주의를 당한 적도 있다.미국 암 연구협회와 미국 질병예방서비스위원회(USPSTF)에서는 흡연자가 베타카로틴제를 먹으면 폐암의 발생을 높이기 때문에 먹지 말라고 권고하고 있다.
한 실험결과에 따르면 정자의 생성에 도움을 준다고 한다. 비타민 A를 섭취하지 않은 쥐의 고환은 섭취한 쥐들보다 정자 생성이 저하되었다. 물론 과유불급이라 반대로 너무 많이 먹어도 상기했듯 불임이 될 수 있다.
6. 미용적 활용
레티노인산은 피부 표피층에 바르면 세포주기를 빠르게 하여 콜라겐 생성과 피부 재생을 촉진시킨다. 여드름 치료나 임신선 제거에 사용되는 트레티노인[6] 연고의 주성분이기도 하고, 레티노인산의 파생물인 레티놀은 식약처에서 주름 개선 기능성 화장품 원료 4개 중 1개로 고시한 성분이다.##새로운 피부 세포가 생성되고 표면의 오래된 각질층이 탈락하는 과정이 빨라지게 하기에, 여러 피부과 전문의들은 비타민A를 여드름 치료와 주름 개선 뿐만 아니라 피부 미백, 탄력 등 다양한 피부 고민을 해결해줄 수 있는 성분으로 평가한다.#1#2뛰어난 효능으로 비타민A 성분들이 광범위하게 사용되고 있는 만큼 보고된 부작용도 많다. 화학적 변환과정 없이 피부에 직접 작용하는 레티노인산은 피부 자극이 강하므로 전문의약품에만 사용되고 화장품에는 레티노인산의 파생물인 레티놀과 레틴알데히드가 배합된다. 이들 성분은 주름 개선 효과가 과학적으로 입증된 몇 안 되는 성분이지만 농도가 너무 높으면 피부 발진 등 부작용이 있을 수 있으니 사용할 때 주의해야 한다.#
EWG[7]는 레티놀[8] 성분에 대해 위험도 9등급으로 평가하고 있다.[9] EWG에 따르면 여러 논문 자료 검토 시 발암위험 중간, 발달생식독성/사용제한 높음, 생화학/세포수준 변화 높음, 비생식기관계독성은 낮음으로 판단된다고 한다.### 이에 따라 EWG는 비타민A 계열 성분을 사용한 화장품에는 EWG 인증 라이선스를 판매하지 않는다.
물론 상술했듯 레티놀은 식약처 고시원료로서 정해진 용도와 사용방법을 지키면 안전하고 효과적인 것으로 알려졌다. 다만 EWG의 보고처럼 부작용 사례도 있기에 임산부나 수유부인 여성과 아토피 피부염이나 지루성 피부염 등 피부 질환을 앓는 사람은 피부과 전문의와 상의 후 사용하는 편이 좋다.
[1] 레티놀 기준으로는 약 7,500마이크로그램(7.5밀리그램), RE값으로는 7,500RE이다. 베타카로틴 기준으로 25000IU는 15,000마이크로그램(15밀리그램)에 해당되지만 실제로는 베타카로틴은 15밀리그램 훨씬 초과해서 먹어도 레티놀과는 달리 해로운 것은 아니다. 이유는 후술한다.[2] 프로비타민A라고 화장품이나 건강식품 선전에 나오는 것. 대표적으로 베타카로틴이 있다.[3] 카로틴은 빛에 반응해서 노란색~주황색 빛을 반사시키는 식물색소이다. 예로 가을에 낙엽이 노랗게 물드는 것이 카로틴 색소의 작용.[4] 논문 제목은 북극곰과 물개 간의 비타민A 함유와 독성The vitamin A content and toxicity of bear and seal liver이며 발표자는 캠브리지 대학 내과 연구소의 K. Rodahl과 T. Moore로 되어 있다. 논문은 이 곳에서 볼 수 있다.[5] 비타민 A가 사지 형성 및 신경계 발달에도 관여하기 때문에 특히 임신 초기에 조심해야 한다. 비타민 A를 과다하게 섭취하면 뇌의 형태 발달에 영향을 미친다.[6] Tretinoin, 혹은 All-trans retinoic acid.[7] 환경과 관련한 활동을 하는 미국의 사설 비영리 단체. 화장품 성분 등급 평가 자료를 발표하며 FDA나 식약처와 같은 공공기관과는 무관하다.[8] 레티놀의 유도체인 레티닐팔미테이트, 레티닐아세테이트도 포함[9] 가장 높은 위험도는 10등급