티아민(thiamin) : 비타민 B1

 

티아민은 비타민 B 복합제 중 첫 번째로 발견된 것으로서 흔히 비타민 B1이라고 부른다. 비타민 B1 결핍 시 나타나는 각기병은 지난 1000년 이상 동안 동아시아에서 나타났던 질병으로, 19세기 아시아 식민지에서 서구 의료진의 관심을 끌게 되었다. 네덜란드 동인도회사는 문제가 된 각기병의 원인을 찾기 위해 과학자로 구성된 팀을 파견했다. 과학자들이 발견하리라고 기대했던 것은 콜레라와 공수병을 일으켰던 것과 같은 미생물이었지만 오랫동안 그들은 아무것도 찾아내지 못했다. 10년이 지나 크리스찬 에이크맨(Christian Eijkman)이라는 의사가 닭에게서 각기병을 유도하려고 시도했다. 그의 성공적 실험은 전혀 의외의 상황에서 일어났다. 실험용 닭의 먹이가 떨어져, 평소에 먹였던 현미 대신 백미를 먹였더니 얼마 지나지 않아 닭에게 각기와 유사한 증상이 나타나며 주저앉았다. 에이크맨이 다시 현미를 먹이기 시작하자 닭들은 다시 상태가 좋아졌다. 이것을 통해 각기병이 독이나 미생물이 아닌 닭의 식사에 결여된 어떤 것임을 찾아내게 되었다. 
 백미 식사가 에이크맨의 실험용 닭에게 각기병을 일으켰던 것과 같이, 무엇보다 백미 혹은 정제된 쌀 위주로 식사를 하였던 것이 1800년대 동아시아에서 획기적으로 증가한 각기병 발생의 원인이었던 것이다. 정제된 곡류나 백미는 현미의 겨층을 제거하여 만들어진 것으로, 겨를 제거하는 것은 곡식에 들어 있는 풍부한 티아민 부분을 제거하는 것이며, 따라서 백미가 주식인 곳에서 각기병은 일반적인 건강 문제가 되었다.  

 

1. 식사에서의 티아민

티아민은 식품에 널리 분포되어 있다. 돼지고기, 통곡, 두류, 견과류, 종실류, 내장육은 티아민의 좋은 급원이다. 식품에 들어 있는 티아민은 열, 산소, 산성 환경에 매우 민감하여 조리 중이나 저장 중에 파괴될 수 있다. 티아민 생체이용률은 비타민을 파괴하는 항 티아민 인자들에 의해 영향을 받는다. 예를 들면, 날 조개와 민물고기에는 티아민을 파괴하는 효소가 들어 있다. 이들 효소는 가열조리에 의해 파괴되기 때문에 익혀 먹지 않을 때에만 문제가 된다. 조리에 의해서 비활성화되지 않는 항 티아민 인자는 차, 커피, 블루베리, 붉은색 양배추에서 발견된다. 이런 식품들은 티아민이 체내에서 작용할 수 없도록 만들기 때문에, 이러한 항 티아민 인자들을 함유한 식품을 습관적으로 섭취한다면 티아민 결핍이 일어날 위험이 증가한다.

 

2. 체내에서의 티아민

티아민은 에너지를 공급하지는 않지만, 체내에서 에너지를 생산하는 반응에 관여하므로 중요하다. 활성 형태인 티아민 피로인산은 탈탄산 반응에 관여하는 조효소이다. 예를 들면, 피루브산이 아세틸 CoA로 전환되는 반응과 시트르산 회로 반응에서 티아민 피로인산은 조효소로 작용한다. 그러므로 티아민은 포도당으로부터 에너지를 생성하는 데 필요하다. 비타민 B 복합제인 리보플라빈, 나이아신, 비오틴, 판토텐산을 조효소로 필요로 하는 반응과 티아민을 필요로 하는 대사 반응을 나타낸다. 또한 티아민은 신경전달 물질인 아세틸콜린의 합성, RNA(리보핵산) 합성에 필요한 당 리보오스(sugar ribose)의 생성과 같은 당류와 특정 아미노산의 대사에 필요하다.

 

3. 티아민 섭취권장량

19세 이상 성인 남성의 티아민 섭취권장량은 1.2mg/1일이고, 성인 여자는 1.1mg/1일이다. 이것은 적혈구에 존재하는 티아민 의존 효소의 활성과 티아민 소변 배출을 적정 수준으로 유지하는 데 필요한 양에 기초하여 만들어졌다. 보통 성인의 경우, 돼지고기 110g 정도나 해바라기 씨 1/4컵으로 영양 권장량의 절반을 공급받을 수 있다. 
임신 중에는 태아의 성장과 에너지의 사용이 증가하므로 티아민 필요량이 증가하며, 수유기에는 모유에 함유된 티아민을 고려하여 티아민의 필요량이 증가한다. 유아의 경우 영양 권장량을 설정할 만큼 정보가 충분치 않아, 모유를 먹는 유아의 티아민 섭취를 근거로 하여 충분 섭취량이 설정되었다. 

 

4. 티아민 결핍증

티아민 결핍은 각기병을 초래한다. 스리랑카에서 'Beriberi(각기병)'란 단어는 글자 그대로 '나는 할 수 없다, 나는 할 수 없다'를 의미하는데, 이것은 질병과 함께 발생하는 극도의 허약함과 피로를 잘 나타내 주고 있다. 각기병은 신경계에 미치는 영향 외에도 급격한 심장박동, 심장확장, 심장마비와 같은 심장혈관 증상을 일으킬 수 있다.
모든 증상이 다 그런 것은 아니지만, 각기병 증상의 일부는 포도당 대사 과정과 신경전달물질인 아세틸콜린 합성에서의 티아민 역활에 의해 설명될 수 있다. 티아민이 결여된 식사를 10일 정도만 해도 나타나는 초기 증상인 우울증과 심신허약은 아마도 포도당을 사용할 수 없는 것과 관련이 있을 것이다. 뇌와 신경 조직은 에너지를 위해 포도당에 의존하기 때문에 아세틸 CoA를 신속하게 형성할 수 없으면 신경계 활성에 영향을 준다. 또한 조절 능력 약화, 팔다리 쑤심, 마비와 같은 증상은 아세틸콜린의 결핍에서 비롯되었을 가능성이 있다. 티아민 결핍이 심장혈관 관련 증상을 유발하는 이유는 아직 알려져 있지 않다. 알코올 중독자는 알코올의 영향으로 인해 소화관에서 티아민 흡수가 낮아 티아민 결핍이 일어난다. 더구나 만성적인 알코올 소비로 인한 간의 손상은 티아민이 활성 효소 형태로 전환되는 것을 감소시킨다. 또한 높은 알코올 섭취와 영양소가 결여된 식사 때문에 티아민의 섭취가 낮게 된다. 티아민이 결핍된 알코올 중독자는 베르니케-코르사코프 증상으로 알려진 신경학상의 상태로 발전할 수 있다. 이 증상은 정신적 혼란, 정신 이상, 기억 장애, 혼수상태가 특징이다.

 

5. 티아민의 독성

식품이나 보충제로부터 티아민을 과량 섭취한 경우 독성이 보고된 것이 없기 때문에, 티아민 섭취에 대한 최대 허용섭취량을 설정할 만한 충분한 정보가 없다. 그러나 이것이 과량의 티아민 섭취가 안전하다는 것을 의미하는 것은 아니다.

 

6. 티아민 보충제

하루에 50mg 이상의 티아민을 제공하는 티아민 보충제가 널리 이용되고 있으며, 이들 보충제는 '더 많은 에너지'를 제공할 것이라고 광고한다. 티아민이 에너지를 생산하는 데 필요하지만, 에너지 생산을 자극하지는 않는다. 티아민 결핍이 정신적 혼란과 심장에 손상을 일으키기 때문에, 티아민 보충제가 흔히 정신 기능을 향상시키고 심장질환을 예방한다고 선전한다. 또한 티아민은 비타민 B 복합제에 함유되어 있다.