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비타민 B12

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목차

1. 개요

비타민 B12는 코발트를 포함하는 복잡한 화합물로, 여러 종류가 있으며 모두 비타민으로 기능한다. 이러한 화합물은 코발라민이라고도 불리며, 조효소로서 일부 효소 촉매 반응에 필수적이다. 비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각한 손상을 일으킬 수 있으며, 피로, 쇠약, 현기증, 우울증, 기억력 저하 등 다양한 증상을 유발한다. 결핍은 흡수 불량, 섭취 부족, 채식주의 식단 등으로 인해 발생할 수 있으며, 악성 빈혈이 대표적인 유형이다. 진단은 혈액 검사, 특히 혈청 호모시스테인과 메틸말론산 수치 측정을 통해 이루어진다. 치료는 비타민 B12 주사 또는 경구 보충제를 통해 이루어지며, 임신, 수유, 위 우회술 환자에게도 중요하게 고려된다. 비타민 B12는 다양한 식품, 특히 동물성 식품에서 얻을 수 있으며, 산업적으로는 미생물 발효를 통해 생산된다.

2. 정의

비타민 B12는 코발트의 배위 착물로, 코린 고리 리간드의 중심에 코발트 원자가 있으며, 벤즈이미다졸 리간드와 아데노실기가 추가로 결합되어 있다.[13] 이와 유사한 구조를 가진 여러 화합물들이 알려져 있으며, 이들은 모두 비타민으로 작용한다. 이러한 화합물들을 통틀어 "코발라민"이라고 부른다. 코발라민 화합물들은 분자 구조가 유사하며, 비타민 결핍 상태의 생물학적 시스템에서 비타민 활성을 나타내는 비타머이다. 비타민 활성은 조효소로서 일부 효소 촉매 반응에 관여한다는 것을 의미한다.[56][110]

비타민 B12의 주요 형태는 다음과 같다.


  • 아데노실코발라민
  • 시아노코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 시안으로 대체된 형태이다.
  • 히드록소코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 수산화물로 대체된 형태이다.
  • 메틸코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 메틸기로 대체된 형태이다.


시아노코발라민은 인공적으로 합성된 비타민 B12 형태이다. 세균 발효를 통해 생성된 아데노실코발라민(AdoB12)과 메틸코발라민(MeB12)에 아질산나트륨과 열을 가하고 시안화칼륨을 첨가하여 시아노코발라민으로 변환한다. 섭취된 시아노코발라민은 체내에서 생물학적 활성을 가진 AdoB12와 MeB12로 전환된다. 비타민 B12의 두 가지 생체 활성 형태는 세포질 내의 메틸코발라민과 미토콘드리아 내의 아데노실코발라민이다.

시아노코발라민은 시안기가 분해를 막아 안정성을 높이기 때문에 식이 보충제 및 식품 강화에 가장 널리 사용된다. 메틸코발라민도 식이 보충제로 사용되지만,[56] 비타민 B12 결핍증 치료에 아데노실코발라민이나 메틸코발라민 형태를 사용하는 것이 특별히 더 유리하지는 않다.[14][15][114]

히드록소코발라민은 비타민 B12 결핍증 치료를 위해 근육 주사로 투여할 수 있다. 또한 시안 중독 치료 목적으로 정맥 주사할 수도 있는데, 이는 시안 배위체가 수산화기로 치환되어 독성이 없는 시아노코발라민이 생성되고 소변으로 배설되기 때문이다.

"가짜 비타민 B12"는 비타민 B12와 유사한 구조를 가지지만 비타민 활성이 없는 코리노이드 화합물을 의미한다.[16] 가짜 비타민 B12는 스피루리나와 같은 일부 조류 건강 식품에서 발견되는데, 때때로 비타민 B12 활성을 가진다고 잘못 알려져 있다.[17]

3. 결핍

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 정상보다 약간 낮은 수준의 결핍만으로도 피로, 쇠약함, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움 (균형 문제),[10][19] 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 반사 신경 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 특히 60세 이상에서 흔하다.[4][10][20] 비타민 B12 결핍은 조증과 정신병 증상을 유발할 수도 있다.[21][44] 그 외에도 면역력 약화, 생식 능력 저하, 여성의 혈액 순환 중단 등이 발생할 수 있다.[22]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 다음 세 가지 증상으로 특징지어진다.

# 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈 (거대적아구성 빈혈). 이는 DNA 합성 (특히 퓨린과 티미딘)의 억제 때문이다.

# 위장 증상: 가벼운 설사 또는 변비와 같은 장 운동 변화, 방광 또는 장 조절 상실.[24] 이는 세포 회전율이 높은 조직 부위에서 DNA 합성이 억제되어 발생하는 것으로 여겨진다. 이는 또한 악성 빈혈에서 위의 벽세포에 대한 자가면역 공격 때문일 수도 있다. 위전정혈관확장증 (수박 위라고도 함)과 악성 빈혈 간의 연관성이 있다.[25]

# 신경학적 증상: 감각 또는 운동 결핍 (반사 부재, 진동 또는 부드러운 촉감 감각 감소) 및 척수 아급성 연합 변성.[26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동 및 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]

미국 권장 식이 허용량(RDA)은 임신 중 2.6μg/일, 수유 중 2.8μg/일이다. 그러나 유럽 식품 안전청(EFSA)은 임신 중 적절한 섭취량(AI)을 4.5μg/일, 수유 중 로 설정한다.[31] 낮은 모체 비타민 B12 수치는 유산, 조산 및 신생아 저체중의 위험을 증가시킨다.[32][34]

모유의 낮은 비타민 농도는 사회 경제적 지위가 낮거나 동물성 제품 섭취가 낮은 가족에서 발생한다. 모유 수유 중인 산모가 섭취하는 것은 간 조직의 내용물보다 더 중요한데, 최근에 흡수된 비타민이 모유에 더 효과적으로 도달하기 때문이다. 모유 B12는 영양 상태가 양호한 산모와 비타민 결핍 산모 모두에서 수유 개월이 지나면서 감소한다. 생후 6개월 이후의 완전 또는 거의 완전한 모유 수유는 수유 중인 유아의 낮은 혈청 비타민 상태를 나타내는 강력한 지표이다.

이유식 후의 식단이 동물성 제품이 적을 경우 결핍 위험이 지속된다. 유아 및 어린 자녀의 낮은 비타민 수치의 징후로는 빈혈, 신체 성장 부진, 신경 발달 지연 등이 있을 수 있다.

3. 1. 원인

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 정상보다 약간 낮은 수준의 결핍만으로도 피로, 쇠약함, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움(균형 문제),[10][19] 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 반사 신경 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 특히 60세 이상에서 흔하다.[4][10][20] 비타민 B12 결핍은 조증과 정신병 증상을 유발할 수도 있다.[21][44] 그 외에도 면역력 약화, 생식 능력 저하, 여성의 혈액 순환 중단 등이 발생할 수 있다.[22]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 다음과 같은 증상 삼합으로 특징지어진다.

# 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈 (거대적아구성 빈혈). 이는 DNA 합성 (특히 퓨린과 티미딘)의 억제 때문이다.

# 위장 증상: 가벼운 설사 또는 변비와 같은 장 운동 변화, 방광 또는 장 조절 상실.[24] 이는 세포 회전율이 높은 조직 부위에서 DNA 합성이 억제되어 발생하는 것으로 여겨진다. 이는 또한 악성 빈혈에서 위의 벽세포에 대한 자가면역 공격 때문일 수도 있다. 위전정혈관확장증(수박 위라고도 함)과 악성 빈혈 간의 연관성이 있다.[25]

# 신경학적 증상: 감각 또는 운동 결핍 (반사 부재, 진동 또는 부드러운 촉감 감각 감소) 및 척수 아급성 연합 변성.[26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동 및 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]

비타민 B12 결핍은 가장 흔하게 흡수 불량으로 인해 발생하지만, 섭취량 부족, 면역 위염, 결합 단백질 부족 또는 특정 약물 사용으로 인해 발생할 수도 있다.[4] 모든 동물성 식품을 섭취하지 않는 비건은 식물성 식품에 비타민 결핍을 예방할 만큼 충분한 양의 비타민이 들어 있지 않기 때문에 위험하다.[76] 유제품과 달걀 같은 동물성 부산물을 섭취하지만 모든 동물의 살을 섭취하지 않는 채식주의자 역시 위험하다. 비타민 B12 보충제를 복용하거나 비타민 강화 식품을 섭취하지 않는 채식주의 인구의 40%에서 80% 사이에서 비타민 B12 결핍이 관찰되었다.[28] 홍콩과 인도에서는 비건 인구의 약 80%에서 비타민 B12 결핍이 발견되었다. 채식주의자와 마찬가지로, 비건은 보충제를 섭취하거나, 시리얼, 식물성 우유, 영양 효모와 같은 비타민 B12 강화 식품을 식단의 정기적인 부분으로 섭취하여 이를 피할 수 있다.[29] 고령자는 나이가 들어감에 따라 위산 생성이 감소하는 경향이 있어 무산증이라고 하며, 이로 인해 흡수가 감소하여 B12 결핍 가능성이 높아져 위험이 증가한다.[2]

아산화 질소 과다 복용 또는 과도한 사용은 비타민 B12의 활성 1가 형태를 비활성 2가 형태로 전환시킨다.[30]

3. 2. 증상

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 정상보다 약간 낮은 수준의 결핍만으로도 피로, 쇠약함, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움 (균형 문제),[10][19] 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 반사 신경 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 특히 60세 이상에서 흔하다.[4][10][20] 비타민 B12 결핍은 조증과 정신병 증상을 유발할 수도 있다.[21][44] 그 외에도 면역력 약화, 생식 능력 저하, 여성의 혈액 순환 중단 등이 발생할 수 있다.[22]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 다음과 같은 증상 삼합으로 특징지어진다.

# 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈 (거대적아구성 빈혈). 이는 DNA 합성 (특히 퓨린과 티미딘)의 억제 때문이다.

# 위장 증상: 가벼운 설사 또는 변비와 같은 장 운동 변화, 방광 또는 장 조절 상실.[24] 이는 세포 회전율이 높은 조직 부위에서 DNA 합성이 억제되어 발생하는 것으로 여겨진다. 위전정혈관확장증 (수박 위라고도 함)과 악성 빈혈 간의 연관성이 있다.[25]

# 신경학적 증상: 감각 또는 운동 결핍 (반사 부재, 진동 또는 부드러운 촉감 감각 감소) 및 척수 아급성 연합 변성.[26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동 및 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]

3. 3. 진단

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 정상보다 약간 낮은 수준의 결핍만으로도 피로, 쇠약함, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움(균형 문제),[10][19] 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 반사 신경 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 특히 60세 이상에서 흔하다.[4][10][20] 비타민 B12 결핍은 조증과 정신병 증상을 유발할 수도 있다.[21][44]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 다음 증상 삼합으로 특징지어진다.

  • 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈 (거대적아구성 빈혈). 이는 DNA 합성 (특히 퓨린과 티미딘) 억제 때문이다.
  • 위장 증상: 가벼운 설사 또는 변비와 같은 장 운동 변화, 방광 또는 장 조절 상실.[24]
  • 신경학적 증상: 감각 또는 운동 결핍 (반사 부재, 진동 또는 부드러운 촉감 감각 감소) 및 척수 아급성 연합 변성.[26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동 및 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]


비타민 B12 결핍은 흡수 불량이 가장 흔한 원인이지만, 섭취량 부족, 면역 위염, 결합 단백질 부족 또는 특정 약물 사용으로 인해 발생할 수도 있다.[4] 비건과 채식주의자, 그리고 고령자는 비타민 B12 결핍 위험이 높다.[76][28][29][2]

아산화 질소 과다 복용 또는 과도한 사용은 비타민 B12의 활성 1가 형태를 비활성 2가 형태로 전환시킨다.[30]

"현재 비타민 B12 결핍증 진단을 위한 '골드 스탠다드' 검사는 없으며, 결과적으로 진단은 환자의 임상 상태와 검사 결과를 모두 고려해야 한다."라는 연구 결과가 있다.[42] 비타민 결핍증은 일반적으로 전혈구 계산에서 평균 적혈구 용적 (MCV)이 증가된 빈혈이 나타날 때 의심된다. 말초 혈액 도말 검사에서 거대적혈구와 과분절 다형핵 백혈구가 보일 수 있다. 성인의 경우 비타민 B12 혈중 농도가 150pmol/L (약 200pg/mL) 미만일 때 진단을 뒷받침한다.[43] 그러나 혈청 B12 값만으로는 B12 상태를 정확히 판단하기 어렵다.[2] 혈청 호모시스테인 (15 마이크로몰/L 이상)과 메틸말론산 (MMA) (0.271 마이크로몰/L 이상) 증가가 B12 결핍증의 더 나은 지표로 간주된다.[2] 그러나 MMA와 호모시스테인 수치 증가는 다른 질환과도 관련이 있을 수 있으므로 주의해야 한다.[44][45][46] 신경계 손상이 있고 혈액 검사가 결정적이지 않은 경우, 요추 천자를 실시하여 뇌척수액 B12 수치를 측정할 수 있다.[47]

혈청 합토코린은 순환하는 B12의 80-90%를 결합하여 트랜스코발라민 II에 의한 세포 전달을 불가능하게 한다.[48]

3. 4. 치료

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 결핍 시 피로, 쇠약, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움, 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있다.[4][10][19][20] 또한 조증과 정신병 증상을 유발할 수 있으며,[21][44] 면역력 약화, 생식 능력 저하, 여성의 혈액 순환 중단 등이 발생할 수 있다.[22]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈, 위장 증상, 신경학적 증상의 증상 삼합으로 특징지어진다.[24][25][26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동 및 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]

비타민 B12 결핍은 흡수 불량이 가장 흔한 원인이지만, 섭취량 부족, 면역 위염, 결합 단백질 부족, 특정 약물 사용으로 인해 발생할 수도 있다.[4] 비건과 채식주의자는 비타민 B12 보충제나 강화 식품을 섭취하지 않으면 결핍 위험이 높다.[76][28][29] 고령자는 무산증으로 인해 B12 결핍 가능성이 높다.[2]

아산화 질소 과다 복용 또는 과도한 사용은 비타민 B12를 비활성 형태로 전환시킨다.[30]

고도 비만 치료를 위한 위 우회술(RYGB)은 비타민 B12 결핍 위험을 증가시키며, 수술 후 주사 또는 고용량 경구 보충제를 통한 예방적 치료가 필요하다.[39][40][41] 수술 후 경구 보충의 경우, 비타민 결핍을 예방하기 위해 하루 1000μg가 필요할 수 있다.[41]

심각한 비타민 B12 결핍증은 초기에는 매일 1000μg씩 근육 주사하고, 이후에는 매월 주사하거나 매일 1000μg씩 경구 투여하여 유지한다. 주사 부작용으로는 발진, 가려움, 오한, 발열, 홍조, 메스꺼움, 어지럼증 등이 있다.[50][51]

청산염 중독의 경우, 다량의 히드록소코발라민을 정맥 주사로 투여할 수 있으며, 티오황산나트륨과 함께 사용하기도 한다.[52][53] 히드록시코발라민의 수산화물 리간드는 독성 시안 이온에 의해 치환되고, 비독성인 시아노코발라민이 소변으로 배설된다.[54]

메틸코발라민 정제 500μg 블리스터 팩


비타민 B12는 종합 비타민 알약, 곡물 기반 식품 강화, 에너지 드링크, 에너지 샷 등에 포함되어 있다. 비처방 제품으로 최대 5,000μg까지 구매할 수 있으며, 처방을 통해 주사 또는 기타 방법으로도 공급될 수 있다.[2]

설하 투여 메틸코발라민은 5mg 정제로 제공되며, 시아노코발라민에 포함된 시안화물의 양(20μg)은 음식 섭취를 통한 일일 시안화물 섭취량보다 적어 건강 위험으로 간주되지 않는다.[88]

하이드록소코발라민 주사는 소화 흡수가 저하된 경우에 자주 사용되지만,[2] 고용량 경구 보충제(0.5–1.0mg 이상)의 경우에는 필요하지 않을 수 있다.[89][90] 경구로 많은 양의 비타민을 섭취하면, 수동 확산에 의해 흡수되는 1%에서 5%의 유리 결정형 B12만으로도 필요한 양을 제공하기에 충분할 수 있다.[91]

코발라민 C 질환을 가진 사람은 메틸말론산뇨증과 호모시스틴뇨증을 함께 앓게 되는데,[92] 정맥 주사 또는 근육 주사로 하이드록소코발라민을 투여하여 치료할 수 있다.[93]

4. 임신, 수유 및 유아기

채식주의자 또는 비건인 여성은 동물성 식품을 적게 섭취하기 때문에, 임신 중 비타민 B12 결핍 위험이 더 높다. 이러한 결핍은 빈혈을 유발할 수 있으며, 모유 수유를 하는 아기의 비타민 결핍 위험도 증가시킨다.[33][34] 세계 보건 기구는 건강한 임산부에게 비타민 B12 보충제를 권장하지 않지만,[35] 채식주의자나 비건 식단을 따르는 임산부의 경우 엽산과 함께 비타민 B12를 종합 비타민 형태로 섭취하는 것이 권장된다.[36][37][38]

모유의 비타민 B12 농도는 사회 경제적 지위가 낮거나 동물성 제품 섭취가 적은 가족에서 낮게 나타난다. 일부 아프리카 국가에서만 밀가루 또는 옥수수 가루에 비타민 B12를 의무적으로 강화하고 있으며, 인도는 자발적인 강화 프로그램을 운영한다.[85] 모유 수유 중인 산모가 섭취하는 비타민 B12는 간에 저장된 양보다 더 중요하며, 최근에 흡수된 비타민이 모유에 더 효과적으로 전달되기 때문이다. 모유의 B12 함량은 영양 상태가 좋은 산모와 비타민 결핍 산모 모두 수유 기간이 길어질수록 감소한다. 생후 6개월 이후 완전 모유 수유 또는 거의 완전 모유 수유를 하는 유아는 혈청 비타민 B12 수치가 낮을 수 있다. 이는 임신 중 비타민 B12 상태가 좋지 않았거나, 모유 수유 중인 유아에게 일찍 도입된 이유식이 비건식인 경우에 특히 그렇다.

이유식 이후에도 동물성 제품이 적은 식단을 유지하면 결핍 위험이 지속된다. 유아 및 어린 자녀의 낮은 비타민 B12 수치는 빈혈, 성장 부진, 신경 발달 지연 등을 유발할 수 있다. 낮은 혈청 B12로 진단된 어린이는 근육 주사로 치료한 후 경구 식이 보충제로 전환할 수 있다.

5. 위 우회술

여러 종류의 위 우회술 또는 위 제한 수술이 고도 비만을 치료하는 데 사용된다. 루와이 위 우회술(RYGB)은 소매 위 절제술이나 위 밴딩술과 달리 비타민 B12 결핍 위험을 증가시키며, 수술 후 주사 또는 고용량 경구 보충제를 통한 예방적 치료가 필요하다.[39][40][41] 수술 후 경구 보충의 경우, 비타민 결핍을 예방하기 위해 하루 1000μg가 필요할 수 있다.[41]

6. 의학적 이용

비타민 B12 결핍은 뇌와 신경계에 심각하고 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있다.[4][18] 정상보다 약간 낮은 수준의 결핍만으로도 피로, 쇠약함, 현기증, 어지럼증, 숨가쁨, 두통, 구내염, 위장 장애, 식욕 부진, 걷기 어려움(균형 문제),[10][19] 근력 약화, 우울증, 기억력 저하, 반사 신경 저하, 혼란, 창백한 피부, 비정상적인 감각 등 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 특히 60세 이상에서 더 흔하다.[4][10][20] 비타민 B12 결핍은 조증과 정신병 증상을 유발할 수도 있다.[21][44] 그 외에도 면역력 약화, 생식 능력 저하, 여성의 혈액 순환 중단 등이 발생할 수 있다.[22]

비타민 B12 결핍 빈혈의 주요 유형은 악성 빈혈이며,[23] 다음과 같은 세 가지 주요 증상으로 특징지어진다.

# 골수 거대적아구성 빈혈을 동반한 빈혈 (거대적아구성 빈혈). 이는 DNA 합성 (특히 퓨린과 티미딘) 억제 때문이다.

# 위장 증상: 가벼운 설사 또는 변비와 같은 장 운동 변화, 방광 또는 장 조절 상실.[24] 이는 세포 회전율이 높은 조직에서 DNA 합성이 억제되어 발생하는 것으로 추정된다. 위전정혈관확장증(수박 위)과 악성 빈혈 간의 연관성이 있다.[25]

# 신경학적 증상: 감각 또는 운동 결핍 (반사 부재, 진동 또는 부드러운 촉감 감각 감소) 및 척수 아급성 연합 변성.[26] 어린이의 결핍 증상에는 발달 장애, 발달 퇴행, 과민성, 비자발적 운동, 근육 긴장 저하가 포함된다.[27]

비타민 B12 결핍은 흡수 불량이 가장 흔한 원인이지만, 섭취량 부족, 면역 위염, 결합 단백질 부족, 특정 약물 사용으로 인해 발생할 수도 있다.[4] 비건(동물성 식품 미섭취)과 채식주의(육류 미섭취, 유제품/달걀 섭취)는 비타민 B12 결핍 위험이 높다. 채식주의 인구의 40~80%에서 비타민 B12 결핍이 관찰되었으며,[28] 홍콩과 인도에서는 비건 인구의 약 80%에서 결핍이 발견되었다. 비건과 채식주의자는 보충제나 강화 식품(시리얼, 식물성 우유, 영양 효모 등)을 섭취해야 한다.[29] 고령자는 위산 생성 감소 (무산증)로 인해 흡수가 저하되어 B12 결핍 위험이 증가한다.[2]

아산화 질소 과다 복용/사용은 비타민 B12의 활성 형태를 비활성 형태로 전환시킨다.[30]

비타민 B12 용액(히드록소코발라민) 주사제. 보통 밝은 빨간색이다.


청산염 중독의 경우, 다량의 히드록소코발라민을 정맥 주사하거나 티오황산나트륨과 함께 사용하기도 한다.[52][53] 히드록소코발라민의 수산화물 리간드가 시안 이온에 의해 치환되어 비독성 시아노코발라민이 소변으로 배설된다.[54]

비타민 B12는 종합 비타민, 곡물 기반 식품(빵, 파스타 등) 강화에 사용된다. 미국에서는 비처방 제품(최대 5,000μg), 에너지 드링크, 에너지 샷에 흔히 포함되어 있다. 처방을 통해 주사 등으로도 공급될 수 있다.[2]

설하 투여 메틸코발라민은 5mg 정제로 제공되며, 대사/생물학적 분포는 다른 비타민 B12 공급원과 유사할 것으로 예상된다.[88] 시아노코발라민 1,000μg 용량의 시안화물 양(20μg)은 음식 섭취를 통한 일일 시안화물 섭취량보다 적어 건강 위험으로 간주되지 않는다.[88]

하이드록소코발라민 주사는 소화 흡수 저하 시 자주 사용되지만, 고용량 경구 보충제(0.5–1.0mg 이상)로도 충분할 수 있다.[89][90] 경구 섭취 시 수동 확산에 의해 흡수되는 1~5%의 유리 결정형 B12만으로도 필요한 양을 충족할 수 있다.[91]

코발라민 C 질환(상염색체 열성 유전 질환) 환자는 메틸말론산뇨증과 호모시스틴뇨증을 함께 앓는데, 정맥/근육 주사로 하이드록소코발라민을 투여하여 치료할 수 있다.[93]

7. 식이 권장량

미국 국립 의학 아카데미는 1998년에 비타민 B12에 대한 추정 평균 필요량(EAR)과 권장 식이 허용량(RDA)을 업데이트했다.[4] 14세 이상 여성과 남성의 EAR는 이며, RDA는 2.4μg이다. RDA는 평균 요구량보다 높은 사람들을 충족할 양을 식별하기 위해 EAR보다 높다. 임신 중 RDA는 2.6μg이다. 수유 중 RDA는 2.8μg이다. 12개월 미만의 유아의 경우 적절한 섭취량(AI)은 0.4μg–0.5μg이다. (AI는 EAR과 RDA를 결정할 정보가 불충분할 때 설정된다.) 1–13세 어린이는 RDA가 나이에 따라 0.9μg에서 1.8μg로 증가한다. 50세 이상 인구의 10~30%가 음식에 자연적으로 존재하는 비타민 B12를 효과적으로 흡수하지 못할 수 있으므로 50세 이상은 비타민 B12 강화 식품 또는 비타민 B12 보충제를 섭취하여 RDA를 충족해야 한다. 안전과 관련하여 증거가 충분할 때 비타민과 미네랄에 대한 상한 섭취량 (UL)이 설정된다. 비타민 B12의 경우 고용량에 대한 부작용에 대한 인간 데이터가 없으므로 UL은 없다. EAR, RDA, AI 및 UL은 총칭하여 식이 섭취 기준 (DRIs)이라고 한다.[56]

유럽 식품 안전청(EFSA)은 RDA 대신 인구 참조 섭취량(PRI)과 EAR 대신 평균 필요량을 사용하여 정보의 집합체를 "식이 참조 값"이라고 한다. AI와 UL은 EFSA에서 미국과 동일하게 정의한다. 18세 이상 여성과 남성의 경우 적절한 섭취량(AI)은 로 설정된다. 임신 중 AI는 4.5μg이고 수유 중 AI는 이다. 1–14세 어린이의 경우 AI는 나이에 따라 1.5μg에서 3.5μg로 증가한다. 이러한 AI는 미국의 RDA보다 높다.[31] EFSA는 또한 안전 문제를 검토하여 미국과 동일한 결론에 도달했다. 즉, 비타민 B12에 대한 UL을 설정할 충분한 증거가 없었다.[57]

일본 국립 보건 영양 연구소는 12세 이상 인구에 대한 RDA를 2.4μg로 설정했다.[58] 세계 보건 기구 또한 이 비타민에 대한 성인 권장 영양소 섭취량으로 2.4μg을 사용한다.[59]

미국의 식품 및 식이 보충제 라벨링 목적을 위해 1회 제공량의 양은 "1일 영양성분 기준치 %"(%DV)로 표시된다. 비타민 B12 라벨링 목적을 위해 1일 영양성분 기준치의 100%는 였지만 2016년 5월 27일에 2.4μg으로 하향 조정되었다 (1일 영양성분 기준치 참조).[60][61] 업데이트된 라벨링 규정 준수는 연간 식품 판매액이 US$1000만달러 이상인 제조업체는 2020년 1월 1일까지, 식품 판매량이 적은 제조업체는 2021년 1월 1일까지 요구되었다.[62][63]

8. 식품 공급원

미국 권장 식이 허용량(RDA)은 임신 중 , 수유 중 이다. 그러나 유럽 식품 안전청(EFSA)은 임신 중 적절한 섭취량(AI)을 , 수유 중 로 설정한다.[31]

동물성 식품을 거의 섭취하지 않거나 채식주의자 또는 비건인 여성은 임신 중 비타민 결핍 위험이 더 높다.[33][34] 비타민 B12는 세계 보건 기구에서 건강한 임산부에게 권장하는 보충제 중 하나는 아니지만,[35] 특히 채식주의자 또는 비건 식단을 따르는 임산부의 경우 엽산과 함께 비타민 B12가 종합 비타민으로 종종 권장된다.[36][37][38]

모유의 낮은 비타민 농도는 사회 경제적 지위가 낮거나 동물성 제품 섭취가 낮은 가족에서 발생한다. 모유 수유 중인 산모가 섭취하는 것은 간 조직의 내용물보다 더 중요한데, 최근에 흡수된 비타민이 모유에 더 효과적으로 도달하기 때문이다. 이유식 후의 식단이 동물성 제품이 적을 경우 결핍 위험이 지속된다.

비타민 B12는 특정 세균과 고세균에 의해 자연적으로 생성된다.[64][65][66] 반추 동물인 소와 양은 앞부분 발효 동물로, 식물성 먹이가 진위 위(제4 위)에 들어가기 전에 반추위에서 미생물 발효를 거치므로 세균에 의해 생성된 비타민 B12를 흡수한다.[67][68]

다른 포유류 종(예: 토끼, 피카, 비버, 기니피그)은 맹장 영양을 통해 세균 발효로 이용 가능하게 된 영양소뿐만 아니라 비타민 B12를 포함한 장내 세균에 의해 합성된 비타민 및 기타 영양소를 흡수할 수 있다.[68] 반추 동물이 아니고 후장 발효를 하지 않는 초식 동물은 세균 발효와 B12를 포함한 B 비타민 생산을 위한 공간을 제공하기 위해 확대된 전위 또는 소장을 가질 수 있다.[68] 장내 세균이 비타민 B12를 생성하려면 동물은 충분한 양의 코발트를 섭취해야 한다.[69]

동물은 식이 섭취를 통해 얻은 비타민 B12를 간과 근육에 저장하며, 일부는 이 비타민을 알과 우유로 전달한다. 따라서 육류, 간, 알, 우유는 사람을 포함한 다른 동물들에게 비타민의 공급원이 된다.[74][2][71] 사람의 경우, 알에서 비타민의 생체 이용률은 9% 미만이지만, 생선, 가금류, 육류에서는 40%에서 60%에 이른다.[72] 비타민 B12 농도가 높은 동물성 식품으로는 간과 내장 ( 양고기, 송아지 고기, 쇠고기, 칠면조 ), 갑각류 및 게가 있다.[4][74][75]

비타민 B12의 천연 식물 및 조류 공급원에는 발효된 식물성 식품인 템페[77][78] 및 김과 라버브레드와 같은 해조류 유래 식품이 포함된다.[79][80][81]

비타민 B12 강화 식품으로는 아침 식사 시리얼, 두유 및 귀리 우유와 같은 식물성 우유 대체품, 에너지 바, 영양 효모 등이 있다.[75] 2019년 기준으로 19개국에서 밀가루, 옥수수 가루 또는 쌀에 비타민 B12을 첨가하도록 의무화하고 있다. 이들 국가는 대부분 동남 아프리카 또는 중앙 아메리카에 위치해 있다.[85]

비건 옹호 단체를 비롯한 여러 단체들은 모든 비건이 강화 식품이나 보충제를 통해 B12를 섭취할 것을 권장한다.[4][29][86][87]

9. 생화학

비타민 B12는 코발트를 중심으로 하는 코린 리간드와 벤즈이미다졸 리간드, 그리고 아데노실기가 결합된 배위 착물이다.[13] 이 화합물들은 "코발라민"이라고도 불리며, 비슷한 분자 구조를 가지고 있고, 생물학적 시스템에서 비타민 활성을 나타내는 비타머이다. 비타민 B12는 조효소로서, 특정 효소 촉매 반응에 필요하다.[56][110]

비타민 B12에는 다음과 같은 형태들이 존재한다.


  • 아데노실코발라민
  • 시아노코발라민: 비타민 B12의 인공적인 형태로, 아데노실 리간드가 시안으로 대체된 형태이다.
  • 히드록소코발라민: 아데노실 리간드가 수산화물로 대체된 형태이다.
  • 메틸코발라민: 아데노실 리간드가 메틸기로 대체된 형태이다.


메틸코발라민은 비타민 B12의 한 형태이다.


시아노코발라민은 세균 발효를 통해 생성된 아데노실코발라민(AdoB12)과 메틸코발라민(MeB12)을 시안화칼륨으로 변환시켜 만든다. 섭취 후에는 생물학적 활성 형태인 AdoB12와 MeB12로 전환된다. 시아노코발라민은 안정성 때문에 식이 보충제 및 식품 강화에 주로 사용된다.[56] 히드록소코발라민은 비타민 B12 결핍증 치료나 시안 중독 치료에 사용된다.

"가짜 비타민 B12"는 비타민과 유사하지만 활성이 없는 코리노이드 화합물을 의미한다. 스피루리나에 함유된 코리노이드가 대표적인 예시이다.[17]

비타민 B12는 모든 비타민 중에서 화학적으로 가장 복잡하다.[4] 헴의 포르피린 고리와 유사한 코린 고리를 기반으로 하며, 중심 금속 이온은 코발트이다. 비타민 B12는 +1, +2, +3의 산화 상태를 가질 수 있으며, 이러한 전환 능력 덕분에 다양한 화학 반응에 참여할 수 있다.[105]

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코린 고리는 6개의 배위 자리 중 4개를 제공하고, 디메틸벤즈이미다졸 그룹이 5번째 자리를 제공한다. 6번째 자리는 시아노 그룹(–CN), 하이드록실 그룹(–OH), 메틸 그룹(–CH3), 또는 5′-데옥시아데노실 그룹 등이 결합할 수 있다. 역사적으로, 탄소-코발트 결합은 생물학에서 발견된 탄소-금속 결합의 초기 사례 중 하나이다.[106]

식품 내 비타민 B12 함량 측정에는 미생물학적 분석, 화학 발광 분석, 폴라로그래피, 분광 광도법, 고성능 액체 크로마토그래피 등 여러 방법이 사용된다.[107] 과거에는 ''락토바실루스 델브루에키이'' subsp. ''락티스''를 이용한 미생물학적 분석이 주로 사용되었으나,[72] 현재는 방사성 동위원소 희석 분석(RIDA)이 주로 사용된다.[72]

9. 1. 조효소 기능

비타민 B12는 조효소로 작용하는데, 이는 일부 효소 촉매 반응에 비타민 B12가 필요하다는 것을 의미한다.[56][110] 동물에서 비타민 B12가 필요한 세 종류의 효소는 다음과 같다.

# 이성질화 효소

#: 수소 원자가 인접한 두 원자 사이에서 직접 이동하고, 두 번째 치환체 X (탄소 원자, 알코올의 산소 원자 또는 아민일 수 있음)가 함께 교환되는 재배열 반응. 이들은 비타민의 AdoB12 (아데노실코발라민) 형태를 사용한다.[1]

# 메틸기 전이 효소

#: 두 분자 사이의 메틸기(–CH3) 이동. 이들은 비타민의 MeB12 (메틸코발라민) 형태를 사용한다.[116]

# 탈할로젠화 효소

#: 일부 혐기성 세균은 B12에 의존적인 탈할로젠화 효소를 합성하며, 이는 염소화된 오염 물질 분해에 잠재적인 상업적 응용이 가능하다. 미생물은 ''de novo'' 코리노이드 생합성이 가능하거나 외생 비타민 B12에 의존적일 수 있다.[111][112]

인간에게는 첫 번째 두 반응 유형에 해당하는 두 가지 주요 조효소 B12 의존성 효소 계열이 알려져 있다.

프로피온산 대사 경로의 단순화된 개략도. 메틸말로닐-CoA 뮤테이스는 조효소 아데노실코발라민을 필요로 하여 L-메틸말로닐-CoA를 숙시닐-CoA로 전환한다. 그렇지 않으면 메틸말론산이 축적되어 비타민 B12 결핍을 나타내는 지표가 된다.

  • 메틸말론산 CoA 뮤테이스(MUT)는 AdoB12 형태를 사용하여 L-메틸말로닐-CoA를 숙시닐-CoA로 전환하는 이성질화 효소이다. 이 과정은 일부 아미노산의 이화적 분해에서 숙시닐-CoA로의 중요한 단계이며, 이는 이후 구연산 회로를 통해 에너지 생산에 들어간다.[113] 이 기능은 비타민 B12 결핍 시 손실되며, 임상적으로 혈청 메틸말론산 (MMA) 농도 증가로 측정할 수 있다. MUT 기능은 적절한 미엘린 합성에 필요하다.[114]


폴레이트-메티오닌 사이클의 단순화된 개략도. 메티오닌 생성효소는 메틸기를 비타민에 전달한 다음 메틸기를 호모시스테인으로 옮겨 이를 메티오닌으로 전환한다.

  • ''MTR'' 유전자에 의해 암호화된 메티오닌 생성효소는 메틸기전이효소 효소로, MeB12를 사용하여 5-메틸테트라하이드로폴산에서 호모시스테인으로 메틸기를 전달하여 테트라하이드로폴산 (THF)과 메티오닌을 생성한다.[116] 이 기능은 비타민 B12 결핍증에서 손실되어 호모시스테인 수치가 증가하고 폴산이 5-메틸-테트라하이드로폴산으로 갇히게 되면서 THF (폴산의 활성 형태)를 회수할 수 없게 된다. THF는 DNA 합성에 중요한 역할을 하므로 THF의 가용성이 감소하면 특히 적혈구와 흡수를 담당하는 장벽 세포에서 빠른 세포 회전을 보이는 세포의 비효율적인 생산을 초래한다. THF는 MTR을 통해 재생되거나 식단에서 신선한 폴레이트를 섭취하여 얻을 수 있다. 따라서 악성 빈혈의 거대적아구성 빈혈을 포함하여 B12 결핍증의 모든 DNA 합성 효과는 충분한 식이 폴레이트가 있으면 해결된다. 따라서 B12의 가장 잘 알려진 "기능"(DNA 합성, 세포 분열 및 빈혈과 관련된 기능)은 효율적인 DNA 생산에 필요한 활성 형태의 폴레이트의 B12 보존에 의해 매개되는 선택적 기능이다.[116]

9. 2. 흡수

비타민 B12는 B12 특이적 수송 단백질을 통해 흡수되거나 수동 확산을 통해 흡수된다.[56] 수송 매개 흡수 및 조직 전달은 합토코린(HC), 내인자(IF), 트랜스 코발라민 II(TC2) 및 각 막 수용체 단백질을 포함하는 복잡한 과정이다. HC는 침에 존재한다. 비타민을 함유한 음식이 위로 분비되는 염산과 펩신에 의해 소화됨에 따라 HC는 비타민에 결합하여 산성 분해로부터 비타민을 보호한다.[56][118] 위를 떠날 때 유미즙의 염산은 중탄산염에 의해 십이지장에서 중화되고,[119] 췌장 단백질 분해 효소는 HC에서 비타민을 방출하여 위장에 음식물이 있을 때 위 벽세포에서 분비되는 단백질인 IF에 결합할 수 있도록 한다. IF는 비타민을 원위 회장에서 큐빌린과 무양막 수용체 단백질로 전달하며, 이들은 함께 큐밤 수용체를 형성한다. 수용체는 IF-B12 복합체에 특이적이므로 IF에 결합되지 않은 비타민 내용물에는 결합하지 않는다.[56][118]

B12의 장 흡수에 대한 연구는 단일 경구 투여량당 흡수의 상한선이 약 1.5μg이며, 효율성은 50%임을 확인한다. 반면, B12 흡수의 수동 확산 과정은 일반적으로 음식 섭취로부터 비타민의 총 흡수의 매우 작은 부분인데, 경구 B12 투여량이 매우 많을 때 HC 및 IF 매개 흡수를 초과할 수 있으며, 효율성은 약 1%이다. 따라서, 식이 보충제 B12 보충을 하루 500~1000μg으로 하면 기저 흡수 결함을 수정하지 않고도 악성 빈혈 및 특정 B12 흡수 결함을 매일 경구 메가도스로 치료할 수 있다.[118]

IF/B12 복합체가 큐밤에 결합한 후 복합체는 해리되고 유리 비타민은 문맥 순환으로 수송된다. 그런 다음 비타민은 순환 혈장 수송체 역할을 하는 TC2로 전달되며, TC2 및 해당 수용체의 생산에 유전적 결함이 있으면 B12와 영아 거대적혈모구 빈혈에 기능적 결함이 발생할 수 있으며, 심지어 일부 경우에는 정상 혈액 B12 수치를 보이더라도 비정상적인 B12 관련 생화학이 발생할 수 있다. 비타민이 세포 내에서 역할을 하기 위해서는 TC2-B12 복합체가 세포 수용체 단백질에 결합하여 세포내이입되어야 한다. TC2는 리소좀 내에서 분해되고 유리 B12는 세포질로 방출되어 세포 효소에 의해 생체 활성 보조 효소로 전환된다.[118][120]

제산제는 위산을 중화시키고, 산 생성을 차단하는 약물(예: 양성자 펌프 억제제)은 위장에서 음식물로부터 B12의 방출을 막아 B12 흡수를 억제한다.[121] B12 흡수 불량의 다른 원인으로는 내인자 결핍, 악성 빈혈, 비만 수술, 췌장 기능 부전, 폐쇄성 황달, 열대성 스프루 및 체강 질병, 원위 회장의 방사선 장염 등이 있다.[118] 연령도 요인이 될 수 있다. 노인은 위벽 세포 기능 감소로 인해 종종 무위산증을 보이며, 따라서 B12 결핍 위험이 증가한다.[122]

9. 3. 저장 및 배설

성인의 체내에 저장된 비타민 B12의 총량은 2mg~5mg이며, 이 중 약 50%가 간에 저장된다. 매일 약 0.1%가 창자로의 분비를 통해 손실되는데, 이는 이러한 분비물이 모두 재흡수되는 것은 아니기 때문이다.[56] 담즙은 B12 배설의 주요 형태이며, 담즙으로 분비되는 대부분의 B12는 장간 순환을 통해 재활용된다. 혈액의 결합 능력을 초과하는 과도한 B12는 일반적으로 소변으로 배설된다. B12의 매우 효율적인 장간 순환으로 인해 간은 3~5년 치의 비타민 B12를 저장할 수 있다. 따라서 흡수 장애가 없는 성인의 경우 이 비타민의 영양 결핍은 드물다.[56] 내인성 인자 또는 원위 회장 수용체가 없는 경우에는 몇 달에서 1년 치의 비타민 B12만 저장된다.[123]

10. 합성

비타민 B12는 코발트의 배위 착물로, 코린 고리 리간드의 중심에 코발트가 있으며, 벤즈이미다졸 리간드와 아데노실기가 추가로 결합되어 있다.[13] 이와 유사하게 작용하는 여러 관련 종들이 알려져 있으며, 이들은 모두 비타민으로 기능한다. 이러한 화합물들은 "코발라민"이라고 불리며, 유사한 분자 구조를 가지고 있다. 각 분자는 비타민 결핍 생물학적 시스템에서 비타민 활성을 나타내는데, 이를 비타머라고 한다. 비타민 활성은 조효소로서, 일부 효소 촉매 반응에 필요하다는 것을 의미한다.[56][110]

비타민 B12에는 다음과 같은 형태가 있다.


  • 아데노실코발라민
  • 시아노코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 시안으로 대체된 형태이다.
  • 히드록소코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 수산화물로 대체된 형태이다.
  • 메틸코발라민: 비타민 B12의 아데노실 리간드가 메틸기로 대체된 형태이다.


시아노코발라민은 인공적인 비타민 B12 형태이다. 세균 발효를 통해 생성된 아데노실코발라민(AdoB12)과 메틸코발라민(MeB12)은 아질산나트륨과 열이 있는 환경에서 시안화칼륨을 첨가하면 시아노코발라민으로 변환된다. 섭취된 시아노코발라민은 생물학적으로 활성인 AdoB12와 MeB12로 변환된다. 비타민 B12의 두 가지 생체 활성 형태는 세포질 내의 메틸코발라민과 미토콘드리아 내의 아데노실코발라민이다.

시아노코발라민은 시안이 분해로부터 분자를 안정화시키기 때문에 식이 보충제 및 식품 강화에 사용되는 가장 일반적인 형태이다. 메틸코발라민도 식이 보충제로 제공된다.[56] 비타민 B12 결핍증 치료에 아데노실코발라민 또는 메틸코발라민 형태를 사용하는 데는 이점이 없다.[14][15][114]

히드록소코발라민은 비타민 B12 결핍증을 치료하기 위해 근육 내 주사할 수 있다. 또한 시안 배위체가 수산화기로 치환되어 비독성 시아노코발라민을 생성하고 소변으로 배설되므로 시안 중독 치료 목적으로 정맥 내 주사할 수도 있다.

"가짜 비타민 B12"는 비타민과 유사한 구조를 가지고 있지만 비타민 활성이 없는 코리노이드 화합물을 의미한다.[16] 가짜 비타민 B12는 스피루리나의 주요 코리노이드인데, 스피루리나는 때때로 비타민 B12 활성을 갖는다고 잘못 알려진 조류 건강 식품이다.[17]

10. 1. 생합성

비타민 B12는 효소 디아미나제와 코신테타제에 의해 생성된 테트라피롤 구조 틀에서 유래하며, 이는 아미노레불린산을 포르포빌리노겐 및 하이드록시메틸빌란을 거쳐 유로포르피리노젠 III으로 변환한다. 후자는 헴, 엽록소, 시로헴 및 B12 자체에 공통적으로 사용되는 최초의 매크로사이클릭 중간체이다.[126][127] 이후 단계, 특히 구조에 추가적인 메틸 그룹의 통합은 13C 메틸-표지된 S-아데노실 메티오닌을 사용하여 연구되었다. 비타민 생합성에 관련된 8개의 유전자가 과발현된 ''Pseudomonas denitrificans''의 유전자 조작된 균주가 사용된 후에야, 메틸화 및 기타 단계의 완전한 서열을 결정할 수 있었고, 이로써 경로의 모든 중간체를 완전히 확립했다.[128][129]

다음 속의 종과 개별 종이 B12를 합성하는 것으로 알려져 있다.[130][131]

프로피오니박테리움 shermanii
슈도모나스 denitrificans
스트렙토마이세스 griseus
아세토박테리움
에어로박터
아그로박테리움
알칼리게네스
아조토박터
바실루스
클로스트리디움
코리네박테리움
플라보박테리움
락토바실루스
마이크로모노스포라
마이코박테리움
노카르디아
프로테우스
리조비움
살모넬라
세라티아
연쇄상구균
크산토모나스


10. 2. 산업적 생산

비타민 B12의 산업 생산은 선택된 미생물의 발효를 통해 이루어진다.[132] 한때 곰팡이로 여겨졌던 세균인 ''Streptomyces griseus''는 수년 동안 비타민 B12의 상업적 공급원이었다.[133] 오늘날에는 ''Pseudomonas denitrificans'' 종과 ''Propionibacterium freudenreichii'' subsp. ''shermanii''가 더 일반적으로 사용된다.[132] 이들은 수율을 높이기 위해 특별한 조건에서 배양된다. 론-풀랑은 유전자 공학을 통해 ''P. denitrificans''의 수율을 향상시켰다.[134] 다른 일반적으로 사용되는 세균인 ''Propionibacterium''은 외독소나 내독소를 생성하지 않으며, 미국 식품의약국(FDA)에 의해 일반적으로 안전한 것으로 인정(GRAS 지위 획득)되었다.[135]

2008년 비타민 B12의 전 세계 총 생산량은 35000kg이었다.[136] 1972년 로버트 번스 우드워드와 알베르트 에센모저에 의해 B12의 완전한 합성 실험실 합성이 달성되었지만, 이 과정은 70단계 이상이 필요하고 수율이 0.01% 미만이므로 상업적 잠재력이 없다.[140]

10. 3. 실험실 합성

1972년 로버트 번스 우드워드[137]와 알베르트 에셴모저[138][139]가 B12의 완전한 실험실 합성을 이루어냈다. 이 작업에는 19개국 출신의 91명의 박사후 연구원(대부분 하버드)과 12명의 박사 과정 학생(ETH 취리히)의 노력이 필요했다. 이 합성은 연구 그룹이 이전에 보고된 바 있는 비타민 B12로의 화학적 전환을 거치는 알려진 중간체인 코비린산을 제조했기 때문에 형식적인 전합성을 구성한다. 비타민 B12 합성은 72단계의 화학적 단계를 거치고 전체 화학 수율이 0.01% 미만이어서 실용적인 의미는 없다.[140] 1972년 이후 산발적인 합성 노력이 있었지만,[139] 에셴모저-우드워드 합성은 유일하게 완료된(형식적인) 전합성으로 남아 있다.

11. 약물 상호작용

위산은 비타민 B12를 단백질에서 분리하여 흡수하는 데 필요하다. H2 차단제 또는 프로톤 펌프 억제제 (PPI) 약물을 사용하면 위산과 펩신의 분비가 감소하여 단백질 결합(식이) 비타민 B12의 흡수가 감소할 수 있지만, 보충 비타민 B12의 흡수는 감소하지 않는다. H2 수용체 길항제의 예로는 시메티딘, 파모티딘, 니자티딘, 라니티딘 등이 있다. 프로톤 펌프 억제제(PPI)의 예로는 오메프라졸, 란소프라졸, 라베프라졸, 판토프라졸, 에소메프라졸 등이 있다. 이러한 약물 요법이 2년 이상 지속되거나, 사람의 식이 섭취가 권장 수준보다 낮지 않는 한 임상적으로 유의미한 비타민 B12 결핍과 거대 적아 구성 빈혈은 발생하지 않는다. 사람이 무산증 (위산 분비의 완전한 부재)이 되면 증상성 비타민 결핍이 발생할 가능성이 더 높으며, 이는 H2 차단제보다 프로톤 펌프 억제제에서 더 자주 발생한다.

장기간 항당뇨병 메트포르민을 복용하는 사람의 최대 30%에서 비타민 B12 혈청 수치가 감소한다.[100][101] 비타민 B12의 식이 섭취가 충분하거나 예방적 B12 보충이 이루어지는 경우에는 결핍이 발생하지 않는다. 결핍이 감지되면 B12 보충제로 결핍을 교정하면서 메트포르민 복용을 계속할 수 있다.[102]

특정 약물은 경구 섭취된 비타민 B12의 흡수를 감소시킬 수 있는데, 여기에는 콜키신, 서방형 칼륨 제품, 그리고 젠타마이신, 네오마이신, 토브라마이신과 같은 항생제가 포함된다.[103] 항경련제인 페노바르비탈, 프레가발린, 프리미돈 및 토피라메이트는 혈청 비타민 농도가 정상보다 낮은 것과 관련이 있다. 그러나 발프로산을 처방받은 사람들의 혈청 수치는 더 높았다.[104] 또한, 아목시실린, 에리스로마이신, 메토트렉세이트 및 피리메타민과 같은 특정 약물은 비타민 검사를 방해할 수 있다.[103]

12. 역사

1849년에서 1887년 사이에 토마스 애디슨은 악성 빈혈 사례를 기술했고, 윌리엄 오슬러와 윌리엄 가드너는 처음으로 신경병증 사례를 기술했으며, 하이엠은 이 질환에서 말초 혈액 내 거대 적혈구를 기술했는데, 그는 이것을 "거대 혈구" (현재는 대적혈구라고 함)라고 불렀으며, 파울 에를리히는 골수에서 거대적아구세포를 확인했고, 루드비히 리히트하임은 척수병증 사례를 기술했다.[141]

1920년대, 조지 위플(George Whipple)은 다량의 생 간을 섭취하면 개에게서 혈액 손실로 인한 빈혈을 가장 빠르게 치료할 수 있다는 것을 발견했으며, 간 섭취가 악성 빈혈을 치료할 수 있다고 가설을 세웠다.[142] 에드윈 콘(Edwin Cohn)은 천연 간 제품보다 악성 빈혈 치료에 50~100배 더 강력한 간 추출물을 제조했다. 윌리엄 보스워스 캐슬(William Bosworth Castle)은 위액에 "내인성 인자"가 포함되어 있으며, 이 인자가 고기 섭취와 결합하면 이 상태에서 비타민 흡수가 일어난다는 것을 증명했다.[141] 1934년, 조지 위플은 간 농축액을 사용하여 악성 빈혈의 효과적인 치료법을 발견한 공로로 윌리엄 P. 머피(William P. Murphy) 및 조지 미노트(George Minot)와 함께 1934년 노벨 생리학·의학상을 수상했으며, 이후 간 농축액에 다량의 비타민 B12가 함유되어 있다는 것이 밝혀졌다.[141][143]

메리 쇼 쇼브는 미국 농무부 유제품 산업국에서 요구르트 및 기타 배양 유제품을 만드는 데 사용되는 박테리아 균주 ''Lactobacillus lactis'' Dorner (LLD)에 관한 연구를 배정받았다. LLD의 배양 배지에는 간 추출물이 필요했다. 쇼브는 같은 간 추출물이 악성 빈혈을 치료하는 데 사용된다는 것을 알고(그녀의 시아버지가 이 병으로 사망했다), LLD를 활성 화합물을 식별하는 분석 방법으로 개발할 수 있다고 결론 내렸다. 메르크에서 소액의 연구비를 지원받아 칼 폴커스와 협력하여 LLD 분석법을 개발했다. 이를 통해 "LLD 인자"가 박테리아의 성장에 필수적이라는 것을 확인했다.[144] 쇼브, 폴커, 알렉산더 R. 토드는 케임브리지 대학교에서 LLD 분석법을 사용하여 간 추출물에서 악성 빈혈 방지 인자를 추출하고 정제하여 비타민 B12라고 명명했다.[145] 1955년, 토드는 비타민의 구조를 규명하는 데 기여했다. 분자의 완전한 화학 구조는 결정학 데이터를 기반으로 도로시 호지킨에 의해 결정되었고, 1955년[146]과 1956년에 발표되었으며,[147] 이 업적과 다른 결정학적 분석으로 그녀는 1964년 노벨 화학상을 수상했다.[148] 호지킨은 이후 인슐린의 구조를 해독했다.[148]

조지 위플, 조지 미노트, 윌리엄 머피는 비타민 연구에 대한 공로를 인정받아 1934년 노벨상을 수상했다. 알렉산더 R. 토드(1957), 도로시 호지킨(1964), 로버트 번스 우드워드(1965)는 이 연구에 중요한 기여를 했다.[149]

로버트 번스 우드워드

13. 사회와 문화

1970년대에 볼티모어의 의사 존 A. 마이어스는 여러 질병에 대해 비타민과 미네랄을 정맥 주사하는 프로그램을 개발했다. 이 공식에는 1000μg의 시아노코발라민이 포함되었으며, 마이어스 칵테일로 알려지게 되었다.[150] 1984년 그가 사망한 후, 다른 의사들과 자연요법사들이 피로, 저에너지, 스트레스, 불안, 편두통, 우울증, 면역 저하, 체중 감량 촉진 등을 치료한다는 근거 없는 주장을 하며 "정맥 내 미세 영양소 요법"을 처방하기 시작했다.[150] 그러나 사례 연구 보고서 외에는[150] 과학 문헌에서 확인된 이점은 없다.[151] 클리닉과 스파의 의료 종사자들은 이러한 정맥 주사 복합 제품의 변형뿐만 아니라 비타민 B12 근육 주사도 처방한다. 메이요 클리닉 리뷰는 비타민 B12 주사가 에너지 증진 효과를 제공하거나 체중 감량에 도움이 된다는 확실한 증거가 없다고 결론지었다.[152]

노인들에게 의사들이 시아노코발라민 주사를 부적절하게 반복적으로 처방하고 투여하는 증거가 있으며, 한 대규모 연구 대상자 대다수가 정상 혈청 농도를 보이거나 주사 전에 검사를 받지 않았다는 사실에서 이를 알 수 있다.[153]

14. 가짜 비타민 B12

"가짜 비타민 B12"는 비타민과 유사한 구조를 가지고 있지만 비타민 활성이 없는 코리노이드 화합물을 의미한다.[16] 가짜 비타민 B12는 때때로 이 비타민 활성을 갖는다고 잘못 주장되는 조류 건강 식품인 스피루리나의 주요 코리노이드이다.[17]

슈도비타민 B12는 인간에게 생물학적으로 비활성인 B12 유사체를 지칭한다.[16] 스피루리나를 포함한 대부분의 시아노박테리아와 김(건조 해조류 식품)을 만드는데 사용되는 ''Porphyra tenera'' 와 같은 일부 조류는 생물학적으로 활성인 B12 대신 주로 슈도비타민 B12를 함유하는 것으로 밝혀졌다.[17][95] 이러한 유사 비타민 화합물은 일부 종류의 조개류,[16] 식용 곤충,[96] 그리고 때로는 보충제 및 강화 식품에 첨가된 시아노코발라민의 대사 분해 산물로 발견될 수 있다.[97]

슈도비타민 B12는 ''Lactobacillus delbrueckii'' subsp. lactis를 이용한 미생물학적 분석을 사용할 때 생물학적으로 활성인 비타민 B12로 나타날 수 있는데, 이 박테리아는 인간에게는 사용할 수 없음에도 불구하고 슈도비타민을 사용할 수 있기 때문이다. B12 함량을 신뢰할 수 있게 측정하기 위해 보다 발전된 기술이 사용되고 있다. 그러한 기술 중 하나는 실리카겔로 사전 분리한 다음 B12 의존성 ''E. coli'' 박테리아로 평가하는 것이다.[16]

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