레티놀

Retinol
레티날과 혼동하지 말자.
레티놀
All-trans-Retinol2.svg
Retinol 3D balls.png
레티놀
임상자료
AHFS/Drugs.com모노그래프
라이센스 데이터
경로:
행정		입으로는, IM[1]
마약류비타민을 함유하다
ATC 코드
법적현황
법적현황
식별자
  • (2E,4E,6E,8E)-3,7-디메틸-9-(2,6,6-트리메틸사이클로헥스-1-엔-1-yl)nona-2,4,6,8-traen-1-ol
CAS 번호
펍켐 CID
IUPHAR/BPS
켐스파이더
유니
체비
켐벨
CompTox 대시보드 (EPA)
ECHA InfoCard100.000.621 Edit this at Wikidata
화학 및 물리적 데이터
공식C20H30O
어금질량286.4516 g·190−1
3D 모델(JSmol)
녹는점62–64 °C(144–147 °F)
비등점137–138 °C(279–280 °F)(10 mm−6 Hg)
  • OC/C=C(C)/C=C(C)=C(C)/C=C1=C(C)/CCCCC1(C)C
  • InChI=1S/C20H30O/c1-16(8-6-9-17(2)13-15-21)11-12-19-18(3)10-7-14-20(19,4)5/h6,8-9,11-13,21H,7,10,14-15H2,1-5H3/b9-6+,12-11+,16-8+,17-13+ 수표Y
  • 키:FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKMPSA-N

비타민A라고도 불리는 레티놀은1 음식에서 발견되는 비타민A 계열의[1] 지용성 비타민으로 식이 보조제로 사용된다.[2]보충제로서 비타민 A 결핍을 치료하고 예방하는데 사용되는데, 특히 그것은 황반사증을 유발한다.[1]결핍이 흔한 지역에서는 1년에 두 번 고위험군에게는 단 한 번의 큰 투여를 권장한다.[3]홍역 환자의 합병증 위험을 줄이는 데도 쓰인다.[3]그것은 입으로 먹거나 근육에 주사를 놓아 먹는다.[1]

정상 용량에서의 레티놀은 잘 용인된다.[1]높은 복용량은 간, 건성피부, 과비타민증 A를 유발할 수 있다.[1][4]임신 중 과다 복용은 태아를 해칠 수 있다.[1]신체는 레티놀을 레티놀과 레티노산으로 변환하고, 레티놀을 통해 작용한다.[2]식재료로는 생선, 유제품, 육류 등이 있다.[2]

레티놀은 1909년에 발견되어 1931년에 격리되었고, 1947년에 처음 만들어졌다.[5][6]그것은 세계보건기구의 필수 의약품 목록에 올라 있다.[7]레티놀은 일반 의약품으로, 처방전 없이 구입할 수 있다.[1]

의학적 용법

레티놀은 비타민 A 결핍을 치료하는데 사용된다.

모집단의 비타민 A 수치가 낮을 경우 다음 세 가지 방법을 사용할 수 있다.[8]

  1. 비타민 A 함량을 최적화하기 위해 이용 가능한 식품 공급원에서 영향을 받는 사람들의 메뉴 선택을 조정하는 것을 포함하는 식이요법 수정을 통해.
  2. 흔히 먹고 적당한 가격의 음식을 요새화라고 불리는 과정인 비타민 A로 풍부하게 한다.마가린, 빵, 밀가루, 씨리얼, 기타 유아용 조제 식품에 합성 비타민 A를 첨가하는 것을 포함한다.
  3. 비타민 A의 고선량을 목표 결핍 인구에게 주는 것으로 보충제라고 알려진 방법이다.

부작용

참고 항목:과비타민증 A

25세 남성의 비타민 A 허용 상한 섭취 수(UL)는 하루 3,000마이크로그램, 즉 약 10,000IU이다.모유 수유 엄마에서 비타민 A 섭취는 레티놀 활동 단위(RAE) 1200~1300개여야 한다.[9]

레티노이드 형태의 비타민 A를 과다하게 섭취하면 해로울 수 있다.신체는 필요에 따라 조광성 형태인 카로틴을 비타민 A로 전환하기 때문에 높은 수준의 카로틴은 독성이 없는 반면 에스테르(동물) 형태는 독성이 있다.특정 동물의 간, 특히 북극곰이나 바다표범과 같은 극지 환경에 적응한 간에는 종종 인간에게 독성이 있는 비타민 A가 포함되어 있다.[10]따라서, 비타민 A 독성은 일반적으로 북극 탐험가들과 많은 양의 합성 비타민 A를 복용하는 사람들에게 보고된다.최초로 기록된 비타민 A 중독으로 인한 사망은 1913년 1월 남극 탐험에서 죽은 스위스의 과학자 자비에 메르츠였다. 그는 식량을 잃고 썰매 개를 먹다가 죽었다.머츠는 개들의 간을 먹음으로써 치명적인 양의 비타민 A를 섭취했을지도 모른다.[11]

비타민 A 급성 독성은 25,000 IU/kg 이상의 임계치에서 비타민 A를 일일 권장치보다 많은 양으로 섭취할 때 발생한다.흔히, 환자는 RDA의 규격의 약 3~4배를 소비한다.[12]비타민 A의 독성은 비타민 A 결핍을 퇴치하기 위해 사용되는 음식의 변형, 강화, 보충 등 비타민 A를 체내에서 증가시키는 방법과 관련이 있다고 생각된다.[13]독성은 급성과 만성이라는 두 가지 범주로 분류된다.전자는 다량의 비타민 A를 섭취한 후 몇 시간 또는 며칠 후에 발생한다.만성 독성은 약 4,000 IU/kg 이상의 비타민 A를 장기간 섭취할 때 발생한다.두 가지 증상 모두 메스꺼움, 시야 흐림, 피로, 체중감소, 생리이상 등이 있다.[14]

비타민 A가 과다하면 골다공증의 원인이 되는 것으로 의심된다.이것은 급성 중독을 유도하는 데 필요한 용량보다 훨씬 낮은 용량에서 일어나는 것 같다.생리적 요건이 충족되면 카로티노이드의 비타민 A로의 변환은 하향 조절되지만 카로티노이드의 과다 섭취는 카로티노이드의 경동맥증을 유발할 수 있기 때문에 미리 형성된 비타민 A만이 이러한 문제를 일으킬 수 있다.

임신 초기 비타민 A가 과다하게 형성되는 것은 선천성 결함의 현저한 증가와 관련이 있다.[15]이러한 결함은 심각할 수도 있고 심지어 생명을 위협할 수도 있다.하루 권장량의 두 배라도 심각한 선천성 결함을 유발할 수 있다.[16]FDA는 임산부에게 베타 카로틴이 함유된 식품에서 비타민 A를 섭취할 것을 권고하고 있으며, 임산부는 하루 5,000IU 이상의 비타민 A(있는 경우)를 섭취하지 않도록 보장할 것을 권고하고 있다.태아 발달을 위해 비타민A가 필요하지만 대부분의 여성은 지방세포에 비타민A 저장소를 갖고 다니기 때문에 과잉보충은 철저히 피해야 한다.

2007년 미국 항공우주국(MAA)에 발표된 코크란 협회가 과학 문헌에 수록된 모든 무작위 통제 실험을 검토한 결과 베타 카로틴이나 비타민 A로 보충하면 사망률이 각각 5%, 16% 증가하는 것으로 나타났다.[17]

개발도상국 인도, 방글라데시, 인도네시아에서 나온 연구는 비타민 A 결핍이 흔하고 산모 사망률이 높은 인구에서, 복용 기대 산모들이 산모 사망률을 크게 줄일 수 있다는 것을 강력히 시사한다.[18]마찬가지로 생후 2일 이내에 5만 IU(15mg)의 비타민 A를 투여하면 신생아 사망률을 크게 줄일 수 있다.[19][20]

생물학적 역할

레티놀이나 다른 형태의 비타민 A는 시력, 피부 유지, 그리고 인간의 발달을 위해 필요하다.[1]시력 이외의 활성 화합물은 레티놀에서 합성된 올트랜스레티노산이다.

태생학, 발생학

레티노산 수용체를 통한 레티노산은 세포 분화 과정에 영향을 미쳐 배아의 성장과 발달에 영향을 미친다.개발 중 전축-후배(머리꼬리) 축을 따라 레티노산 농도 구배가 발생한다.배아의 세포들은 존재하는 양에 따라 레티노산에 다르게 반응한다.예를 들어 척추동물의 경우, 후뇌는 일시적으로 8 롬보메르를 형성하고 각 롬보메르에는 특정한 유전자 패턴이 표현된다.만약 레티노산이 존재하지 않는다면 마지막 네 개의 롬보메르가 개발되지 않는다.대신에 롬보메르 1-4는 8개 모두가 보통 점유할 수 있는 동일한 공간을 커버하도록 성장한다.레티노산은 서로 다른 동종전사 인자를 인코딩하는 호모박스(Hox) 유전자의 미분 패턴을 켜 세포형 특정 유전자를 켤 수 있는 효과가 있다.롬보메레 4에서 홈박스(Hox-1) 유전자를 삭제하면 해당 지역에서 자라는 뉴런이 롬보메레 2에서 나오는 뉴런처럼 행동하게 된다.원래 제안된 망막 패터닝에는 레티노산이 필요 없지만, 망막에서 합성된 레티노산은 주변 메센치메에 분비되어 마이크탈증, 각막과 눈꺼풀의 결함, 시신경 회전을 유발할 수 있는 경막 메센치메스의 과다 성장을 방지해야 한다.[21]

줄기세포생물학

레티노산은 자연 배아 발달 경로에서 레티노산이 차지하는 중요성을 반영해 줄기세포 분화에 더욱 헌신적인 운명에 쓰이는 영향력 있는 요인이다.게놈의 특정 시퀀스를 비시퀀싱함으로써 여러 가지 다른 세포 라인으로 분화를 시작한다고 생각된다.

그것은 줄기 세포 분화의 실험 유도에 많은 응용을 가지고 있다; 이것들 중에는 인간 배아 줄기 세포의 후측 전굿 라인 및 기능적 운동 신경 세포에 대한 분화가 있다.

비전

주요 기사: 시각적 주기

레티놀은 망막색소 상피내 단백질 RPE65에 의해 11-시-망막으로 변환된다.그리고 나서 이 분자는 망막의 광수용체 세포로 옮겨지는데, 여기서 시각 사이클이라고 불리는 복잡한 폭포체를 활성화시키는 오신 단백질 내에서 빛 활성 분자 스위치의 역할을 한다.이 주기는 11-cis 망막 흡수광과 이소머라이징에서 모든 망막으로 시작된다.빛을 차례로 흡수한 후 분자의 형태가 변화하면 낮은 광도에서 사용되는 시각적 색소인 복합 단백질 로도신의 구성이 바뀐다.[citation needed]이것은 시각 주기의 첫 번째 단계를 나타낸다.비타민 A가 풍부한 음식을 먹는 것은 비록 사람의 시력에 미치는 영향은 미미하지만 개인이 어둠 속에서 볼 수 있게 해준다고 하는 이유가 여기에 있다.

야맹증, 희미한 빛에서 잘 볼 수 없는 것은 비타민 A의 결핍과 관련이 있다.처음에는 가장 가벼운 민감(망막 함량이 많은) 단백질 로도신(roodopsin)이 영향을 받는다.색소침착된 망막 요오드옵신(인체의 세 가지 형태/색상)은 색소시력을 담당하며 비교적 높은 빛의 강도(일시력)를 감지하는 것으로 비타민A 결핍의 초기 단계에서 덜 손상된다.이 모든 단백질 복합체는 눈의 망막에 있는 빛 감지 세포에 위치한다.

빛에 자극을 받으면 로돕신은 단백질과 공작용제인 opsin과 all-trans-retinal(비타민 A의 일종)으로 갈라진다.활성 로돕신 재생에는 오신과 11-시-수막이 필요하다.11-cis-restinal의 재생은 "시각적 주기"를 구성하고 주로 망막 색소침착 상피세포에서 발생하는 일련의 화학적 변형을 통해 척추동물에서 발생한다.레티놀의 양이 적당하지 않으면 로도신 재생이 불완전하고 야맹증이 발생한다.

글리코프로틴 합성

당단백질 합성은 적절한 비타민 A 상태를 필요로 한다.심각한 비타민 A 결핍증에서는 당단백질이 부족하면 각막 궤양이나 액화 작용을 일으킬 수 있다.[22]

면역계

비타민 A는 감염의 물리적 장벽으로서 상피 조직을 온전하게 유지하는 데 필수적이다; 그것은 또한 선천적인 면역 체계와 후천적인 면역 체계로부터 많은 종류의 면역 세포들을 유지하는 데에도 관여한다.[23]여기에는 림프구(B세포, T세포, 자연 킬러세포)뿐만 아니라 많은 골세포(중성세포, 대식세포, 골수세포)가 포함된다.

스킨

비타민 A의 결핍은 피부 감염과 염증에 대한 민감성 증가와 관련이 있다.[24]비타민 A는 선천적인 면역 반응을 조절하는 것으로 보이며 대사물인 레티노산(RA)을 통해 상피조직과 점막의 동점선을 유지한다.선천적인 면역 체계의 일부로서 피부 세포의 톨러이 수용체는 RA 생성을 증가시키는 것을 포함하는 항염증 면역 반응을 유도함으로써 병원균과 세포 손상에 반응한다.[24]피부의 상피는 박테리아, 곰팡이, 바이러스와 마주친다.피부 표피층의 각질세포는 항균 펩타이드(AMP)를 생산하고 분비한다.AMP 저항과 카테리디딘의 생산은 RA에 의해 촉진된다.[24]비타민 A가 건강한 피부와 모낭, 특히 얼굴의 모낭 마이크로바이옴을 유지하는데 도움을 주는 또 다른 방법은 박테리아의 영양소 공급원인 피지 분비를 줄이는 것이다.[24]

적혈구

비타민 A는 정상적인 적혈구 형성을 위해 필요할 수 있다;[25][26] 결핍은 철의 신진대사에 이상을 초래한다.[27]레티노이드 분화를 통해 줄기세포로부터 적혈구를 생산하려면 비타민A가 필요하다.[28]

측정 단위

레티놀은 식이 허용량이나 영양학을 언급할 때 보통 국제 단위(IU)로 측정한다.아이유는 생물학적 활동을 가리키기 때문에 개별 화합물마다 고유하지만 레티놀 1IU는 약 0.3마이크로그램(300나노그램)에 해당한다.

영양

비타민 특성
용해성 뚱뚱하다
RDA(성인 남성) 900µg/일
RDA(성인 여성) 700µg/일
RDA 상한(성인 남성) 3000µg/일
RDA 상한(성인 여성) 3000µg/일
결핍증상
과잉증상
공통 출처

이 비타민은 특히 야시력, 정상 뼈와 치아 발달, 생식, 피부 및 점막의 건강(호흡기와 같은 신체 부위의 선을 이루는 점액 분비층)에 필수적인 역할을 한다.비타민 A는 또한 체내에서 특정 암의 위험을 줄일 수 있는 보호 화학물질인 항산화제로 작용한다.

식이 비타민 A에는 두 가지 공급원이 있다.신체가 즉시 사용할 수 있는 활성 형태는 동물 제품에서 얻는다.이것들은 레티노이드로 알려져 있으며 레티날알데히드, 레티놀 등이 포함되어 있다.신체에 의해 활동적인 형태로 전환되어야 하는 프로비타민으로도 알려진 전구체는 β-카로틴으로 가장 잘 알려진 카로티노이드로 알려진 황색, 주황색, 짙은 녹색 색소를 함유한 과일과 채소로부터 얻는다.이러한 이유로 비타민 A의 양은 레티놀 등가물(RE)로 측정된다.1 RE는 레티놀 0.001mg, β-카로틴 0.006mg, 또는 비타민 A의 3.3 국제단위에 해당한다.

장에서 비타민 A는 비타민 E에 의해 화학적으로 변화되지 않도록 보호된다.비타민 A는 지용성이며 체내에 저장할 수 있다.소비되는 비타민 A의 대부분은 간에 저장된다.몸의 특정 부위가 필요로 할 때 간은 약간의 비타민 A를 분비하는데, 이 비타민 A는 혈액에 의해 운반되어 대상 세포와 조직으로 전달된다.

식이 섭취

25세 남성의 비타민 A 하루 권장량(RDA)은 900마이크로그램/일 3000아이유. 국민건강서비스원의 하루 권장량은 남성 700마이크로그램, 여성 600마이크로그램으로 약간 낮다.[29]

장에서 흡수되는 과정에서 레티놀은 에스테르 형태로 실로미크론에 통합되는데, 간으로 운반하는 것을 중재하는 것이 바로 이러한 입자들이다.간세포는 비타민 A를 에스테르로 저장하며, 다른 조직에서 레티놀을 필요로 할 때는 탈에스테리프화하여 알콜로 혈액에 방출한다.그런 다음 레티놀은 대상 조직으로 운반하기 위해 혈청 캐리어인 레티놀 결합 단백질에 부착한다.세포 내부의 결합 단백질인 세포 레티노산 결합 단백질은 레티노산을 세포 내 저장 및 이동시키는 역할을 한다.

결핍증

주요 기사:비타민 A 결핍증
1995년 비타민 A 결핍 유병률

비타민 A 결핍은 개발도상국에서는 흔하지만 선진국에서는 거의 볼 수 없다.약 25만에서 50만 명의 개발도상국 영양실조 아동들이 비타민 A의 결핍으로 매년 앞을 보지 못하게 된다.[30]출산 예정 엄마들의 비타민 A 결핍은 출산 직후 아이들의 사망률을 증가시킨다.[31]야맹증은 비타민 A 결핍의 첫 증상 중 하나이다.비타민 A 결핍은 각막을 매우 건조하게 만들고 망막과 각막을 손상시킴으로써 실명의 원인이 된다.[32]

원천

참고 항목:비타민_A § 소스

레티노이드들은 동물에서 유래한 음식에서만 자연적으로 발견된다.각 레티노이드는 1.75–7oz(50–198 g) 당 0.15 mg 이상의 레티노이드를 함유하고 있다.

화학

레티놀, 레티날, 레티노산의 많은 다른 기하학적 등소체는 폴리에네 체인에서 발견된 5개의 이중 결합 중 4개의 트랜스 또는 시스 구성의 결과로서 가능하다.시스 이소머는 안정성이 떨어지고 쉽게 올트랜스 구성으로 변환할 수 있다(이 페이지 상단에 표시된 올트랜스 레티놀 구조에서 볼 수 있다).그럼에도 불구하고 일부 시스 이소머는 자연적으로 발견되어 필수적인 기능을 수행한다.예를 들어, 11-cis-retinal isomer는 척추동물 광수용체 분자인 로도신(roodopsin)의 색소포레이다.Rhodopsin은 Schiff base를 통해 opsin 단백질(eirod opsin 또는 blue, red 또는 green con opsin)에 공밸런스로 연결된 11-cis-retal로 구성된다.시력의 과정은 11-cis에서 모든 전달에 이르는 크로모포어의 빛에 의해 유발되는 이성질체화에 의존하여 광수용체 분자의 순응과 활성화가 변화한다.비타민 A 결핍의 가장 초기 증상 중 하나는 시력 감퇴에 따른 야맹증이다.

비타민 A의 비시각적 기능 중 상당수는 레티노산에 의해 매개되는데, 레티노산은 핵 레티노산 수용체를 활성화하여 유전자 발현을 조절한다.[21]비타민 A의 비시각적 기능은 척추동물의 면역 기능, 생식 및 배아 발달에 필수적이다. 척추동물의 식단에서 비타민 A를 받는 개체에서 관찰된 감염의 민감성 및 선천적 결함에 의해 입증된다.

합성

생합성

비타민 A 생합성

레티놀은 β-카로틴의 분해로부터 합성된다.먼저 β-carotene 15-15'-monooxygenase는 중앙 이중결합에서 β-carotene을 클리브하여 에폭시드를 생성한다.그리고 나서 이 에폭시드는 물의 공격을 받아 구조물 중앙에 두 개의 히드록실 그룹을 만든다.이러한 알코올이 NADH를 이용하여 알데히드로 환원될 때 갈라짐 현상이 발생한다.이 화합물은 망막이라고 불린다.그리고 나서 레티날은 레티놀 탈수소효소에 의해 레티놀로 감소된다.레티놀 탈수소효소는 NADH에 의존하는 효소다.[34]

산업합성

β-이오논 링

β-카로틴은 BASF가[35][36] 개발한 방법이나 호프만-라 로슈가 사용한 그리냐드 반응을 이용한 총합성을 통해 블라클레아 트리스포라, 해조류 두날리아 살리나 또는 스핑고모나스속 유전자 변형 박테리아에서 추출할 수 있다.[37]

합성 레티놀의 세계 시장은 주로 동물 사료를 위한 것으로, 식품, 처방약, 식이 보조제 사용의 조합에 약 13%를 남겨두고 있다.[38]레티놀의 첫 산업화된 합성은 1947년 호프만-라 로슈라는 회사에 의해 달성되었다.그 후 수십 년 동안, 8개의 다른 회사들이 그들만의 과정을 개발했다.아세톤에서 합성된 β-ionone은 모든 산업 합성의 필수 출발점이다.각각의 과정은 불포화 탄소 사슬을 길게 하는 것을 포함한다.[38]순수 레티놀은 산화에 극도로 민감하며 저온과 무산소 대기에서 준비·운반된다.레티놀은 식이보충제나 식품첨가물로 준비되면 에스테르 유도체 레티닐 아세테이트 또는 레티닐 팜티테이트로 안정화된다.1999년 이전에는 로슈, 바스프, 론풀렌크 등 3개 회사가 전 세계 비타민A 매출의 96%를 점유했다.2001년, 유럽 위원회는 1989년으로 거슬러 올라가는 8개의 뚜렷한 시장 공유와 가격 담합 카르텔에 참여한 이들 5개 회사와 다른 5개 회사에 총 855.22유로의 벌금을 부과했다.Roche는 2003년에 그것의 비타민 부문을 DSM에 팔았다.산업생산에서 DSM과 BASF가 차지하는 비중이 크다.[38]

역사

조지 월드, 1967년 노벨 생리의학상 수상

1912년 프레데릭 고울랜드 홉킨스는 탄수화물, 단백질, 지방 외에 우유에서 발견되는 알려지지 않은 액세서리 요인이 쥐의 성장을 위해 필요하다는 것을 증명했다.홉킨스는 1929년에 이 발견으로 노벨상을 받았다.[39]1년 후 위스콘신 매디슨 대학의 생화학자 엘머 맥콜럼과 동료 마거릿 데이비스는 버터 지방과 대구 간유에서 지용성 영양소를 확인했다.그들의 연구는 또한 1913년 예일대학의 토마스 버 오스본과 라파예트 멘델이 버터지방에 지용성 영양소를 제안했다는 것을 확인했다.[40]"액세서리 요소"는 1918년에 "지방 수용성"으로 불렸고 이후 1920년에 "비타민 A"로 불렸다.1931년 스위스의 화학자 폴 카러는 비타민 A의 화학적 구조를 설명했다.[39]레티노산과 레티놀은 1946년과 1947년 두 명의 네덜란드 화학자인 데이비드 아드리아 판 도프와 조제프 페르디난드 아렌스에 의해 처음 합성되었다.[41][42]

1967년 조지 월드는 노벨 생리의학상 공동 수상자로 눈에 보이는 1차 생리적, 화학적 시각적 과정에 관한 발견으로…."[43]눈의 광수용체 세포는 단백질인 opsin과 11-cis 망막으로 구성된 색소를 함유하고 있다.빛에 맞으면 11-cis 망막은 모든 전이 망막으로 광등분해되며 신호 전달 캐스케이드를 통해 뇌에 신경 신호를 보낸다.모든 전이 망막은 모든 전이 망막으로 감소하고 망막 색소 상피로 다시 이동하며 11-cis 망막으로 재생되고 오핀으로 결합된다.[44]

비록 비타민 A가 20세기까지 필수 영양소와 화학적 구조로 확인되지는 않았지만, 이 영양소의 결핍에 의해 생성된 상태에 대한 서면 관찰은 역사에서 훨씬 앞서 나타났다.Sommer는 비타민 A 및/또는 결핍의 징후와 관련된 역사적 계정을 다음과 같이 분류했다: "고급적" 계정, 18-19세기 임상 설명(및 이들의 귀속된 Etiological Associations), 20세기 초 실험실 동물 실험, 그리고 이것의 존재를 식별한 임상 및 역학 관찰.독특한 [18]영양소와 결핍의 징후

참조

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