비타민 B1- 티아민, Thiamine(17)

1. 비타민 B1(티아민)

비타민 B1 활성형은 TPP(Thiamine Pyrophosphate)입니다. 비타민 B1은 수용성이므로 결핍되기 쉬어 매일 음식이나 영양제의 형태로 섭취해 줘야 합니다. 이전 696개의 연구논문에서 비타민 B1이 결핍되면 230여 개의 증상이나 질병이 나타날 수 있음을 밝히고 있습니다. 비타민 B1은 열, 알칼리, 산소, 자외선 등에 약하고, 수용성이기 때문에 해동과정이나 고기 및 야채를 요리하는 물에 의해 많은 양이 손실이 일어납니다. 그리고 정상적인 요리 과정에서도 티아민의 25%가 손실됩니다.

 

비타민 B1 결핍증

비타민 B1 결핍증은 주로 고 탄수화물 식사, 과도한 운동, 알코올 중독, 투석, 소화 흡수 불량, 과도한 운동, 장기간 비경구 정맥 요법 등이 원인이 됩니다. 결핍 증상으로는 피로감, 신경학적 증상(신경과민, 말초 신경통, 근육통), 심장 증상(빈맥증, 부종, 심비대, 심부전)등이 있습니다. 

 

비타민 B1 하루 섭취 권장량

한국인 영양섭취기준(2020)에 따르면 비타민 B1 하루 권장 섭취량(RDA)은 남자(성인) 1.2mg, 여자(성인) 1.1mg, 임산부 및 수유부 1.4mg으로 되어 있습니다. 하지만 현재까지 독성이 보고되지 않고 있고 시판되는 영양제만 하더라도 권장 용량을 훨씬 넘어서고 있기 때문에 권장 섭취량은 사실 의미가 없습니다.

 

비타민 B1 안전성

일반적으로 비타민 B1 보충제는 안전합니다. 매우 높은 용량(경구 티아민 1,500mg)에도 부작용이 보고되지 않았습니다. 과도한 티아민은 소변과 함께 손실됩니다. 티아민은 독성이 보고되지 않고 있어, 현재 상한 섭취 기준량이 정해져 있지 않습니다. 하지만, 티아민에 대한 민감성은 그 원인과 환자의 민감도에 따라 발생할 수는 있습니다. 이는 정맥주사 시에만 알레르기가 발생했다는 보고가 있습니다. 그리고 티아민은 임신 카테고리 A에 해당됩니다. 여기서 A란 인체 실험에서 아기에게 아무런 해가 없다는 것을 의미합니다. 임신 중에 티아민 안전성은 있지만 임신 중에는 티아민 결핍이 의심되는 경우에만 사용하도록 권장합니다.

 

2. 비타민 B1 제품 종류

비타민 B1의 수용성 제품으로는 보충제로 가장 많이 사용되는 티아민 질산염(thiamine mononitrate, TMN)이 있고 그 외  티아민 염산염(thiamine hydrochloride, THCL), TPP가 있습니다. 비타민 B1의 지용성 제품으로는 Fursulthiamine, Bisbenthiamine, Sulbuthiamine, Benfothiamine 등이 있습니다. 지용성 비타민 B1의 발견된 계기는 1951년 일본에서 마늘을 연구하던 중 물에 녹지 않는 비타민 B1(Allithiamine)이 있음을 발견하였습니다. 이것은 마늘 구근의 티아민 분자에 대한 효소 작용의 결과로 생성된 이황화 유도체였습니다. 이에 착안하여 상업적으로 효소 처리하여 지용성 비타민 B1 제품(Fursulthiamine, Bisbenthiamine, Sulbuthiamine, Benfothiamine)들이 나와있습니다.

 

Fursulthiamine

Fursulthiamine은 disulfied allithiamine으로 소장에서 흡수시 지용성 구조를 유지하여 혈액 뇌 장막 투과율이 높아 뇌까지 B1이 공급됩니다. fursulthiamine은 주사 제품으로 단독 성분이 있으며, 경구 제품으로는 단독 성분은 없고 처방 가능한 복 합성분은 많습니다. 예시, 아로나민골드(fursulthiamine 50mg), ( 스파맥 정(AAP 500mg + fursulthiamine 20mg)이 있습니다. 그리고 Fursulthiamine은 티아민 분해 효소에 의해 분해되지 않습니다.

Bisbenthiamine

Bisbentihiamine은 disulfied allithiamine으로 소장에서 흡수 시 지용성 구조를 유지하여 뇌까지 공급됩니다. bisbenthiamine은 di-sulfied 구조로 통증 억제 효능이 있어 근래에는 통증 완화 약품으로 사용되고 있습니다. 처방 가능 제품으로는 '뉴로골드'가 있습니다.

Sulbuthiamine

Sulbuthiamine은 disulfied allithiamine으로 다른 제품보다 뇌에 많은 양이 도달할 수 있어 인지 기능 치료에 도움 됩니다. 지용성으로 뇌에 공급하기에는 최고로 좋다고 되어있으나 현내 국내에는 없습니다.

Benfothiamine

Benfothiamine은 s-acyl-thiamine 유도체로 유기용매에 녹지 않지 않기 때문에 엄밀히 지용성은 아닙니다. disulfied allithiamine은 시스틴이나 글루타치온의 존재하에 티아민으로 쉽게 환원되는 반면, 아실 유도체는 간이나 신장의 효소 환원을 필요로 합니다. 티아민 수치가 경구 섭취 1~2시간 후에 간과 혈액에서 급격히 농도가 증가하였지만, 뇌에서는 유의미한 증가는 없었습니다. 벤포티아민은 당뇨병 및 알콜성 말초 신경염에 효과적입니다.

 

3. 비타민 B1 결핍을 일으키는 인자

비타민 B1의 결핍을 일으키는 인자로는 길항음식(블루베리, 비트 뿌리, 브뤼셀 스프라우트, 차, 커피, 생선회, 탄닌), 티아민 분해 효소(thiaminase, 생선회, 조개 등),  티아민 이용률을 떨어뜨리는 인자(구역질, 식욕 저하제, 소변 배출 증가 약제, 장기간 비경구 영양요법, 투석), 비소 및 중금속(PDH, BCKAD를 차단함으로써 신경학적 증상을 유발) 등이 있습니다. 커피나 회 를 좋아하는 사람은 반드시 비타민 B1 결핍을 고려해야 합니다.

 

 

4. 비타민 B1 공급원

비타민 B1 공급원으로 맥주 효모, 내장, 통곡물이 인간 식사에서 가장 중요한 식이 공급원입니다. 비타민 B1은 주로 소장(공장)에서 능동 수송 및 수동 확산으로 흡수됩니다. 비타민 B1을 1개월 공급을 끊게 되면 결핍 관련 증상이 나타납니다.

 

 

5. 비타민 B1의 생화학적 기능(Biochemical Function)

비타민 B1의 생화학적 기능으로는 (1) Transketolation입니다. TPP(비타민 B1의 활성형 )는 Transketolase의 조효소로 작용하여 핵산, NADPH를 생성합니다. 따라서, 비타민 B1이 부족하면 새로운 세포 합성이 안되고, 항산화 시스템에 문제가 옵니다. (2) PDH, alpha-KGDH, BCKDH 효소의 Decarboxylation에 중요합니다. PDH(pyruvate dehydrogenase)는 Pyruvate를 acetyl CoA 전환시키는 효소로 이때 TPP를 조효소로 필요로 합니다. TPP(비타민 B1의 활성형 )가 부족하게 되면 acetyl CoA가 생성이 되지 않음으로써 여러 문제가 발생합니다. 첫째, TCA 사이클로 못 들어가므로 에너지가 만들어지지 않습니다. 둘째, 아세틸콜린이 만들어지지 않아 뇌 인지 기능이 떨어집니다. 셋째, 신경 수초(myelin)가 만들어지지 않아 신경 자체 기능에 문제가 옵니다. alpha-KGDH(alpha-ketoglutarate dehydrogenase)는 TCA 사이클에서 alpha-ketoglutarate를 succinyl CoA로 전환시킵니다. 이때 TPP를 필요로 합니다. TPP가 부족하게 되면 Glutamate, GABA 등 신경전달물질이 잘 안 만들어지고, 에너지 대사에도 문제가 옵니다. BCKDH(branched chain a-ketoaicd dehydrogenase)는 BCAA의 에너지 대사가 되지 않아 에너지 생성이 떨어집니다. 따라서, 비타민 B1이 부족하면 에너지 공급이 안되어 적절한 신경, 뇌, 근육, 심장기능에 문제가 옵니다. 그리고 위산 생성에 문제가 옵니다.

출처 구글 Metabolic Pathways Requriring Thiamine Pyrophosphate I

 

6. B1 결핍 관련 유전 질환

비타민 B1 결핍과 관련된 유전 질환으로는 단풍시럽뇨병(Maple syrup urine disease)이 있습니다. 유전적으로 BCKDH(측쇄 알파 케톤산 탈수소효소)의 결핍증으로 혈중 측쇄 알파 케톤산의 농도가 올라감으로써 케톤산 혈증 증상(구토, 무기력, 경련 등)이 발생되는 질병입니다. 특이적으로 소변과 땀, 귀지에서 단 냄새가 나며 티아민을 줬을 때 질병의 호전이 보입니다.