수용성 비타민 - 리보플라빈

리보플라빈

리보플라빈(riboflavin)은 1920년대에 연구가 수행되는 과정에서 "수용성 B(water-soluble B)" 성분 가운데 열에 안정성이 높은 성장인자로 발견되어 비타민 B₂로 명명되었습니다. 리보플라빈은 여러 대사과정에서 다른 비타민 B 복합체(비타민 B6, 나이아신, 티아민, 엽산)와 함께 작용합니다. 리보플라빈, 티아민, 나이아신은 동일 식품에 동시에 함유되고 있어서 리보플라빈만 단독으로 결핍되어 결핍 증세가 나타나는 경우는 매우 드뭅니다.

리보플라빈은 3개의 6 환 고리가 연결되어 있는 구조인 플라빈(flavin) 고리의 가운데 고리 구조에 당의 환원형인 리비톨(ribitol)이 결합되어 있는 화학구조를 갖습니다. 리보플라빈의 플라빈은 라틴어로 노란색이라는 의미로서 리보플라빈은 형광성 노란색을 나타냅니다. 리보플라빈은 전자를 쉽게 얻거나 잃을 수 있는 화학구조이므로, 산화형이나 환원형으로 존재하면서 산화-환원 반응의 생촉매로 작용합니다. 리보플라빈은 플라빈 모노뉴클레오티드(flavin mononucleotide ; FMN)와 플라빈 아데닌 디뉴클레오티드(flavin adenine dinucleotide ; FAD)의 두 가지 조효소(FMN 또는 FAD)의 구성성분입니다. 대부분의 식품에는 리보플라빈이 조효소 형태로 함유되어 있고, 우유와 영양강화 곡류 식품에는 유리된 형태로 함유되어 있는데, 형태에 관계없이 모두 체내에서 이용될 수 있습니다.

 

체내 기능

FMN과 FAD는 여러 대사과정과 전자전달계에서 산화-환원 반응의 조효소로 작용합니다. 영양소가 산화되어 에너지를 발생하는 TCA회로와 지방산의 β-산화과정에서 FAD는 전자(수소) 수용체로 작용하여 FADH₂로 환원됩니다. 예를 들면, 숙신산(succinate)이 푸마르산(fumarate)으로 전환될 때 FAD가 산화반응의 조효소로 작용되며, FADH₂는 미토콘드리아의 전자전달계에서 수소공여체로 작용합니다.

다른 조효소인 FMN도 FMNH₂로 상호 전환될 수 있으므로 전자전달과정에 관여합니다. 포도당이 세포 내 호기적 산화과정에 의해 분해되거나 지방산이 분해되는 과정에서 리보플라빈은 필수적인 조효소로 작용하며, 일부 다른 비타민의 대사과정과 무기질의 대사과정에서도 산화 환원 반응의 조효소로서 중요한 역할을 합니다.

리보플라빈은 글루타티온 과산화효소의 활성을 유지하는 과정에도 관여하므로 체내에서 항산화 기능도 하는 것으로 추정됩니다.

글루타티온 과산화효소(glutathione peroxidase)
R - O - OH → R - OH + 1/2 O₂
(과산화물)            (알코올)

 

흡수와 대사

식품 내의 리보플라빈은 소화 과정에서 위산과 단백질 분해효소 및 인산 분해효소(phosphatase)에 의해 플라보 단백질(flavoprotein)로부터 유리된 후 소장의 상부에서 능동적 운반기전에 의해 흡수됩니다. 흡수된 리보플라빈은 장점막세포에서 FMN으로 인산화된 후 문맥혈로 들어가 알부민과 결합한 상태로 간으로 이동되며 간, 신장, 심장 조직 등에서 FAD로 전환된 후 조직 내의 플라보 단백질과 결합합니다.

리보플라빈은 체내에 거의 저장되지 않으며, 다량의 리보플라빈을 보충 섭취하면 대부분의 리보플라빈은 주로 소변을 통해 배설됩니다. 정상 성인의 소변내 리보플라빈 1일 배설량은 크레아티닌(creatinine) 배설량 1g당 200μg이며, 리보플라빈이 결핍되면 배설량이 40~70μg 정도로 저하됩니다. 리보플라빈 보충제를 복용한 다음 2시간 후에 최대량이 배설되며, 이때 소변은 진한 노랑색을 띱니다.

 

영양상태 평가

혈장 또는 적혈구, 소변의 리보플라빈 함량을 미생물학적 방법이나 형광 측정법으로 측정하여 리보플라빈의 영양상태를 평가하는 방법이 대규모 집단을 대상으로 하는 영양조사 과정에 이용되기도 합니다. 그러나 이 측정치들은 최근의 리보플라빈 섭취상태를 반영할 뿐 체내 리보플라빈의 저장량을 평가할 수는 없습니다.

FAD를 함유하는 효소인 적혈구내의 글루타티온 환원효소(erythrocyte glutathione reductase ; EGR) 활성은 리보플라빈의 영양상태에 따라 민감하게 변화합니다. EGR 활성을 측정하여 리보플라빈의 영양상태를 평가하는 방법은 모든 연령층에서 가장 정확도가 높은 판정법이므로 널리 이용되고 있습니다.

 

리보플라빈이 풍부한 식품

우유, 요구르트, 치즈는 리보플라빈이 가장 풍부한 식품입니다. 우유 2컵에는 약 1mg의 리보플라빈이 함유되어 있으며 그 외에도 육류, 달걀, 강화된 곡류 제품도 리보플라빈이 풍부합니다. 우유와 유제품의 섭취량이 낮은 사람은 육류를 충분히 섭취해야만 리보플라빈을 충분량 섭취할 수 있습니다. 그 외에도 간, 버섯, 시금치 및 엽채류, 브로콜리, 아스파라거스, 저지방유, 탈지유 등도 리보플라빈의 영양밀도가 높은 식품들입니다.

리보플라빈은 자외선에 의해 파괴되기 쉬우므로 리보플라빈이 풍부한 식품인 우유와 유제품, 영양강화 콘플레이크 등은 종이나 불투명 재질로 포장하여야 리보플라빈이 햇빛에 의해 파괴되지 않습니다. 우리나라 사람들의 우유와 유제품의 섭취량은 충분하지 않으므로 한계 결핍 상태가 되기 쉽습니다. 따라서 리보플라빈이 풍부한 다른 대체식품을 충분히 섭취해야 합니다.

2010~2012년 국민건강영양조사에 의하면 식품과 보충제를 통한 전체 섭취량은 남자 2.36mg/일, 여자 2.14mg/일로 대체로 충족되고 있으나 노인, 저소득층, 농촌 성인 여성들의 섭취량은 부족한 것으로 조사되었습니다.

 

표. 각 식품군의 리보플라빈 함량

분류	식품명	목측량	중량(g)	리보플라빈(mg)
곡류 및 전분류	시리얼, 현미 플레이크(강화된) 통밀 플레이크 쌀밥 감자(삶은 것)	1컵 1컵 1공기 1개(소)	90 90 210 100	0.90 0.38 0.02 0.15
고기, 생선, 계란, 콩류	쇠간(볶은 것) 닭간(익힌 것) 고등어(익힌 것) 돼지고기 계란(날것) 닭고기	1토막 1개(대)	60 60 70 60 50 60	2.48 1.05 0.28 0.19 0.15 0.11
채소 및 과일류	시금치(날것) 시금치(데친 것) 오렌지	1개(중)	70 70 100	0.25 0.09 0.04
우유 및 유제품	우유 탈지우유 요구르트	1컵 1컵 1컵	200 200 200	0.78 0.68 0.68
유지, 견과 및 당류	리보플라빈의 주요 급원이 아님

 

필요량

한국 성인의 리보플라빈 1일 권장섭취량은 남자 1.5mg/일, 여자 1.2mg/일입니다. 훈련 중인 운동선수들은 에너지대사가 매우 활발하며, 보통 사람들보다 지방산을 에너지원으로 많이 이용하기 때문에 약 1.5배 정도의 리보플라빈을 섭취하는 것이 좋습니다. 노인의 에너지 필요량이 감소할지라도 리보플라빈 필요량은 성인과 차이가 없으며, 다량의 리보플라빈을 섭취할 경우 대부분이 배설되므로 부작용이 별로 없습니다.

알코올 중독자의 필요량
알코올 중독자들은 불량한 식사로 인해 리보플라빈이 결핍되기 쉽고, 진정제인 페노바비탈(phenobarbital)을 장기 복용하는 경우 간에서 리보플라빈 분해 속도가 빨라지므로 리보플라빈의 필요량이 증가된다.

 

결핍증

리보플라빈은 여러 식품에 널리 분포되어 있지만, 장기간 동안 섭취량이 충분치 않을 때 결핍증이 나타날 수 있습니다. 리보플라빈의 결핍증세는 다른 수용성 비타민의 결핍과 동시에 나타나는 경우가 대부분이며, 결핍증세는 설염(glossitis), 구각염(cheilosis), 지루성 피부염(seborrheic dermatitis), 구내염(stomatitis), 인두염, 안질 및 신경계의 질병, 정신착란 등입니다. 리보플라빈 권장량의 약 1/4을 함유한 식사 즉 리보플라빈이 결핍된 식사를 2개월간 공급하면 뚜렷한 결핍 증세가 나타납니다.

설염은 혀에 염증이 생겨 통증이 심한 증세로서 나이아신, 비타민 B6, 리보플라빈, 엽산 또는 비타민B₁₂가 결핍되었을 때 나타납니다. 대체로 한 가지 이상의 비타민 B가 결핍되었을 때 설염이 나타나는 경우가 많으며, 영양결핍 시 다른 질병으로 인해 설염이 나타나기도 합니다.