비타민 B3 - 나이아신, Niacin(18)

1. 비타민 B3

비타민 B3는 나이아신(=니코틴산, nicotinic acid)과, 나이아신(니코틴산)의 대사물 나이아신아미드(=니코틴산아미드, nicotinamide)를 총칭하는 말입니다. 비타민 B3는 체내에서 NAD, NADP 활성형으로 전환되어 작용을 합니다. 비타민 B3는 체내에서 (트립토판으로부터) 합성되기 때문에 엄밀히 말해서 비타민이 아닙니다. 나이아신은 모든 음식 속에 충분히 들어있는데 그중 효모, 육류, 가금류, 생선, 콩류, 씨앗류, 우유, 녹색 잎채소, 커피, 차, 간, 닭 가슴살에 많습니다. 옥수수는 나이아신의 이용률을 방해합니다. 비타민 B3 권장량(2020, 보건복지부)은 아래 그림과 같습니다.

출처 구글 NAD+와 NADP+의 구조 및 생합성

출처 2020 한국인 영양소 섭취기준 보건복지부, 2020

 

2. 나이아신

나이아신과 나이아신아미드의 체내 작용은 거의 비슷하나 콜레스테롤, 심장기능, 정신분열병 치료 부분에서 차이가 납니다. 나이아신(니코틴산, nicotinic acid) 경구 투여 시 혈액, 간, 심장, 콩팥에서 [NAD+]의 농도가 올라갑니다. 나이아신이 심장과 콩팥에서 효능이 나이아신아미드보다 낫다는 것을 추정할 수 있습니다.

 

나이아신과 콜레스테롤

아브라함 호프 박사의 연구에서 나이아신 사용으로 혈중 콜레스테롤 수치가 떨어지고, 심근경색증과 뇌혈관질환 재발이 의미 있게 감소되는 것을 확인하였습니다. 이 실험에서 나이아신 1,000mg, 1,250mg. 1,500mg, 2000mg을 단독 사용했을 때 LDL 콜레스테롤 2000mg(26%), 1500mg(19.3%) 감소하였고, HDL 콜레스테롤과 중성지방은 아주 작은 변화를 일으켰습니다. 나이아신과 스타틴을 병용 사용 시 심혈관질환 감소, LDL-C의 현저한 저하, HDL, lipoprotein(a), 중성지방의 의미 있는 변화를 보였습니다. 고 지질혈증 치료제인 스타틴의 부작용은 많지만 그중에서도 염증성 혈전을 형성하는 Lp(a)를 증가시킵니다. 따라서 콜레스테롤을 떨어뜨릴 목적이라고 한다면 스타틴을 0.5t + 나이아신 250mg qd hs로 사용하는 것이 추천됩니다.

 

나이아신과 정신분열병

나이아신의 아버지 호프 박사가 정신분열병 환자를 대상으로 나이아신 투여를 한 실험에서 급성 및 아급성 환자에서 2년간 90%가 치료(정상적인 사회생활), 외래로 다니는 만성 환자에서는 2~3년 75% , 입원을 한 만성 환자는 2~5년 치료 시 50%가 치료되었습니다. 이 치료에서 환자들은 최소한 악화가 되지 않았고, 정온제의 양도 적었고, 회복 후 정온제가 필요가 없었습니다.

 

3. 나이아신아미드(니코틴산아미드, nicotinamide)

나이아신아미드를 경구 투여시 혈액, 간에서 [ NAD+] 농도가 올라갑니다. 50년 훨씬 이전부터 캐나다의 Kaufman 박사 연구 실험에 의해 나이아신아미드의 관절염에서 효능이 입증되어 있습니다. 이 실험에서 나이아신아미드는 관절의 운동성을 증가시키고, ESR을 22% 감소시켰으며, 관절염으로 인한 일상생활 장애를 호전시켰습니다. 대조군은 10% 악화되었고, 치료군은 29% 개선되었습니다. 기전은 관절을 파괴시키는 산화질소(NO)를 저해하고, 미토콘드리아의 기능을 증대함으로써 연골세포의 노화를 역전시키는 것으로 설명되고 있습니다.

 

관절염에서 나이아신아미드의 치료 용량

나이아신아미드의 관절염 치료 용량은 나이아신아미드 250mg을 매일 4~ 6회, 하루 3000mg 이하 유지, 3개월마다 간 기능 검사를 권고하고 있습니다. Kaufman에 의하면 나이아신아미드 250mg을 자주 복용하는 것이 500mg을 몇 회 이내로 끝내는 것보다 더 효과적이라고 말을 합니다. 나이아신아미드의 전신 치료 효과는 관절 운동과 근육 강도를 개선, 피로도 감소, 최대 근육 활동 능력을 증가, 관절 통증을 감소시킵니다. 나이와 무관하게 좋은 식사와 충분한 양의 나이아신아미드를 복용했을 때 관절운동 범위를 개선했고, 관절 기능장애 회복의 정도는 치료 기간에 달려있습니다.

 

4. 나이아신 합성(체내)

나이아신은 트립토판을 원료로 간에서 합성됩니다. 이때 조효소로 B2, B6, Mg2+, Cu2+를 필요로 합니다. 보통 트립토판 60mg 당 나이아신 1mg 생산됩니다. 그러나 약 30%에서 유전자 돌연변이가 있어 체내 합성이 안될 수 있습니다. 트립토판 대사는 우리 몸에서 크게 1) 세로토닌 경로, 2) 나이아신 경로 두 가지가 있습니다. 트립토판이 하는 일은 주로 나이아신보다 세로토닌을 만드는 것이 더 중요합니다. 나이아신 경로 중에 중간 대사물질 kynurenine, quinolinate이 있는데, 이들은 우리 몸에 염증이 발생했을 때 염증을 억제(Th1 억제) 하는데 중요한 역할을 합니다. 우림 몸에 염증이 발생하게 되면 염증을 억제하기 위해 세로토닌 경로 쪽으로 가지 않고 나이아신 경로 쪽으로 가면서 체내 트립토판을 고갈시켜 버립니다. 뇌 안에 트립토판이 상대적으로 결핍증이 오게 되면 세로토닌 결핍과 관련된 우울증, 불면증 등 많은 증상들이 나타나게 됩니다.

 

5. 비타민 B3 기능

비타민 B3의 기능은 (1) 산화환원 반응(Redox reaction)입니다. NAD, NADP는 200여 개 효소의 전자전달과 관련된 조효소로 작용합니다. NAD는 에너지를 소비하는 탄수화물, 지방, 단백질, 알코을 등 '이화 작용'에 이용되고, NADP는 에너지를 생산하는 지방산 및 콜레스테롤 합성에 이용됩니다. 관련 주요 효소로는 알코올을 분해할 때 NAD를 조효소로 사용하는 효소인  ALDH, NADPH 생성하는 데 NADP를 조효소로 사용하는  G6PD, BH2+NAD(P)를  BH4+NAD(P)로 전환시키는 DHPR 이 잇습니다. 

 

3가지 주요 효소(세포신호와 DNA 복구)의 기질로 사용

비타민 B3가 세포신호와 DNA 복구에 중요한 3가지 효소의 기질로 사용됩니다. 효소의 종류로는 Mono-ADP-ribosyltransferase(G 단백질을 활성화 -> 세포신호), Poly-ADP-ribose polymerase(PARP)(DNA 복제, 복구, 세포 분화에 관계-> 암 예방), ADP-ribosyl cyclase(저장 칼슘 이온 분비-> 세포신호)가 있습니다.

 

4. 비타민 B3 부작용

비타민 B3의 부작용으로는 (1) 위장관 증상입니다. 구역질, 구토, 더부럭함, 방귀, 위궤양입니다. (2) 홍조(Flush)입니다. 나이아신 100mg에서 홍조 발생하고, 50mg 이하에서는 드뭅니다. 나이아신에 심한 홍조가 있는 경우는 나이아신 25mg과+ 비타민 C 1g을 start dose로 합니다. 공복, 열에 의해서 심해지고, 식후에는 덜 발생합니다. 하루 중 아침 첫 복용이 더 심한 경향이 있고, 자기 전 한 번 더 복용함으로써 줄일 수 있습니다. 아스피린은 홍조를 감소시킵니다. 심혈관질환자들은 아스피린을 아침, 나이아신을 자기 전에 투여하는 것이 좋습니다. (3) 간 기능 장애입니다. 일반적으로 나이아신을 하루 3g 이상 투여할 때 2,000명 당 1명꼴로 간 독성이 발생하였습니다. 따라서, 나이아신을 하루 2~6g 투여시 3개월마다 콜레스테롤과 간 기능 검사를 실시하도록 합니다. 간질환자나 간 기능에 문제가 있는 환자에게는 나이아신을 투여를 하지 않습니다. 간 독성을 피하려면 나이아신 starting dose 하루 250~300mg을 넘지 않도록 하고, 최대 3g 복용할 때까지 매달 250~300mg/day 이상은 증량하지 않도록 합니다. (4) 혈중 호모시스테인이 증가합니다. 나이아신을 투여할 때는 반드시 비타민 B군을 함께 줘야합니다. (5) 혈중 요산 증가입니다. 자연의학에서는 하루 50mg 이상 고용량의 나이아신을 복용은 통풍 환자에게 금기하도록 되어있습니다. 이는 나이아신이 요산과 경쟁적으로 배설되기 때문입니다. 분자교정 의학에서는 나이아신이 혈중 요산 수치를 경미하게 올리기 때문에 통풍 환자에서도 나이아신 처방을 금하고 있지 않습니다. 요산 수치가 8이라 하더라도 요산으로 인한 어떤 증상도 증가되지 않았습니다. (6) 혈당 증가입니다. 나이아신을 하루 3,000mg 이상 투여시 포도당 내당능에 영향을 미치지만, 1,000~2,000mg의 용량으로 투여할 때는 혈당조절에 영향을 미치지 않는 것으로 연구결과가 나타났습니다(Am J Ther 1996;3:637-639). 하지만 우리나라에서는 1,000~1,500mg에서도 당에 간혹 영향을 주기 때문에 나이아신의 용량을 서서히 올려야 합니다. 나이아신아미드는 설포닐유리아에 실패한 제2형 당뇨병 환자에서 인슐린 분비를 촉진시키고 대사적 조절이 확인되었습니다(Acta Diabetol 1998;35:61-64).

 

 

6. ALDH(Aldehyde dehydrogenase, 알데히드 분해 효소)

ALDH는 알코올 대사에 관여하는 효소입니다.  체내 비타민 B3가 부족한 사람이 술을 마실 경우, ALDH 결핍으로 이어져 알코올의 중간대사물질인 '아세트알데히드'의 농도가 높아집니다. 아세트알데히드는 발암 물질이고 신경 독성이 있습니다. 아시아인의 약 50%에서 ALDH의 유전자 돌연변이가 있어 알코올 대사가 잘 되지 않습니다. 이런 사람들이 술을 자주 마시면 구강암, 식도암, 위암, 알츠하이머 병, 알콜성 혈관경련성 협심증의 발병도가 높아집니다. 나이아신의 섭취가 ALDH의 활성도를 높여줄 수 있습니다. 그러나 알코올 중독자들은 간 기능 장애가 흔하기 때문에, 나이아신의 간독성 부작용을 주의해야 합니다.

에탄올 대사(출처 구글 )

 

 

7. G6PD(Glucose-6-phosphate dehydrogenase)

G6PD는 글루타치온을 환원시키는 NADPH를 생성하는 효소입니다. 비타민 B3를 조효소로 하는 G6PD 효소에 기능 장애가 오게 되면 PPP 경로에서 NADPH 생성이 되지 않습니다. NADPH는 글루타티온을 환원시키는 항산화제인 동시에 새로운 세포를 합성하는데 필요한 핵산을 만듭니다. 유전적 G6PD 결핍은 단일 대사 질환 중 제일 많습니다. 전 세계적으로 4억 명 정도 추정되고, 우리나라에는 별로 없습니다. 특히 흑인에게 많다고 알려져 있습니다. G6PD가 기능적으로나 유전적으로나 기능이 떨어지면 우리 몸에서 증상이 없을 수도 있겠지만 고용량 비타민 C를 주사 맞거나 할 경우에 출혈 질환이 발생하는 등 여러 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 혈액 내 적혈구는 미토콘드리아의 수가 적기 때문에 산화스트레스에 취약합니다. 그리고 적혈구는 NADPH를 이용해 에너지를 만들어 살아갑니다. 만약 G6PD 효소의 기능장애가 발생하면 적혈구의 기능에 문제가 발생하게 됩니다.

 

 

8. DHPR(Dihydropteridine reductase)

DHPR은 NAD-NADH 산화환원반응으로 BH2 -> BH4로 환원시킵니다. BH4는 티로신, 도파민, 세로토닌 등 신경전달물질을 생성하는데, 비타민 B3가 부족하면 신경전달물질 부족으로 각종 신경증상이 발생합니다.

 

 

9. PARPs(Poly-ADP-ribose polymerase)

PARP의 주요 기능은 '유전자 수리'에 있습니다. DNA가 일정수준 손상이 되면 PARP가 활성화되어 DNA를 수리하고, DNA가 심하게 손상되면 PARP는 비활성화됩니다. DNA 수리를 포기하고 그 세포를 자멸사하도록 내버려 두게 됩니다. 그런데 DNA 손상이 광범위할 경우에는 PARP는 오히려 과항진되어 세포 내 NAD를 고갈시켜버립니다 세포 내 NAD가 없으면 세포가 조용히 죽지 않고 괴사(necrosis)가 일어납니다. 세포괴사는 주변 세포에 더 많은 손상을 주게 되고 산화스트레스가 심해집니다. 나이아신은 암 예방에 도움됩니다. NAD가 DNA repair와 관련된 암 억제 유전자(p53, BRAC1, BRCA2 등)를 조절합니다. 나이아신을 꾸준히 섭취하면 암 발병률을 감소시키고, 항암제로 인한 2차 암 생성을 예방할 수 있을 것입니다.

 

10. 나이아신의 임상적 사용 요약

나이아신은 다양한 대사 기능을 보조합니다. 에너지를 증가시키고, 피로, 과민성, 선사, 변비, 소화불량을 치료합니다. 나이아신은 스트레스 대처 능력을 강화시킵니다. 불안증, 우울증 치료에 도움 됩니다. 정신과적 증상을 호전시킵니다 노화, 알코올 중독증, 약물 문제, 우울증, 정신분열병, 환각, 망상적 사고, 기분 변화 등에 도움됩니다. 나이아신은 심혈관 질환, 안면신경마비, 삼차신경통, 피부 반응, 여드름, 치아와 잇몸에 문제, 편두통, 관절염, 고혈압, 고지혈증 등에 효능이 있습니다.