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국제 단위

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목차

1. 개요

국제 단위(IU)는 생물학적 제제 및 비타민의 효능을 측정하기 위한 단위이다. 생물학적 제제는 형태나 제조 방법에 따라 효능이 다를 수 있어, 질량만으로는 효능을 비교하기 어렵다. 이에 세계 보건 기구(WHO)는 각 물질의 기준 제제를 설정하고, 이를 기준으로 IU를 정의하여 상대적인 효능을 비교할 수 있도록 한다. 비타민의 경우, 다양한 형태의 비타머 간의 효능 차이를 설명하기 위해 IU 단위를 사용하며, 비타민 A, D, E 등의 IU는 특정 질량과 등가 관계를 가진다. IU 표기법은 언어에 따라 다르며, 숫자 1과의 혼동을 피하기 위해 U 또는 E로 표기하기도 한다.

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  • 단위 - 원자 질량 단위
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국제 단위

2. 생물학적 제제

생물학적 제제는 생물학적 기원에서 만들어진 약물 및 기타 제품이다. 형태(분말 대 용액), 생산 방법, 배치 간의 차이에 따라 상대적인 효능에 차이가 있는 경우가 많으므로 단순히 질량을 측정하는 것만으로는 충분하지 않다. ''국제 단위''는 이러한 모든 형태의 상대적 효능을 비교할 수 있게 해주므로, 동일한 생물학적 효과를 가진 서로 다른 형태 또는 제제는 동일한 수의 IU를 포함하게 된다. 이를 위해 세계 보건 기구 생물학적 표준화 전문가 위원회(WHO ECBS)는 해당 물질의 기준 제제를 제공하고, 해당 제제에 포함된 IU의 수를 임의로 설정하며, 동일한 물질의 다른 제제를 기준 제제와 비교하는 생물학적 분석 절차를 명시한다. 새로운 물질에 포함된 IU의 수는 임의로 설정되므로, 서로 다른 생물학적 물질의 IU 측정값 사이에는 등가가 없다.

정맥 주사용 옥시토신 30 IU

2. 1. 정의 과정

세계 보건 기구(WHO) 생물학적 표준화 전문가 위원회는 국제 협력 연구를 통해 국제 단위를 정의한다.[1] 여러 실험실에서 다양한 검정 시스템을 사용하여 물질의 생물학적 활성을 측정하고, 결과를 비교하여 표준화한다.[2][3][4]

연구는 ''국제 표준 제제'' 또는 ''IRP''라고 불리는 동결건조 형태의 고도로 정제된 화학 물질 제제를 사용하여 수행된다.[1] 각 제제는 정확하게 계량된 샘플로 나뉘어 앰플에 보관되며, 검정에 사용된다.[1] 검정 결과는 이전 표준에 대해 보정되며, 가장 좋은 결과를 제공하고 안정성이 높은 IRP가 다음 국제단위를 정의하는 데 사용된다.[1][2] 이 IRP는 "국제 표준"이라고 한다.[1]

2. 2. 예시


  • rhEGF 1 IU는 "91/530" 표준 바이알에서 0.001µg rhEGF의 효능으로 정의된다. 한 제조업체는 자사의 rhEGF가 91/530 표준보다 1.4배 더 강력하다고 보고한다.[6]
  • 옥시토신 12.5 IU는 "76/575" 표준 바이알에서 21µg의 순수 펩타이드 효능으로 정의된다.[7]


페니실린 정제가 완벽해지기 전에는, 배치 간 변동을 설명하기 위해 "국제 단위" (그리고 그 이전의 일부 비국제 임의 "단위")로 양을 설명하기도 했다. 페니실린 단위를 참조.

3. 비타민

비타민은 생물학적 효능이 뚜렷한 고유한 비타머를 가지며, 다양한 형태의 상대적 강도를 설명하기 위해 국제단위(IU)가 사용된다. 1934년 WHO(당시 국제 연맹 보건 기구)는 비타민 A, B1, 비타민 C, 비타민 D에 대한 국제 단위를 정의했다.[8]

3. 1. 질량 등가물

여러 비타민은 생물학적 효능이 뚜렷한 고유한 비타머를 가지고 있다. 이러한 다양한 분자 형태의 상대적 강도를 설명하기 위해 "국제 단위"라고 하는 시스템이 존재한다. 비타민과 같은 작은 분자는 효능이 동일한 제품을 얻기 위해 매우 쉽게 정제할 수 있다. 결과적으로 IU를 얻기 위해 (분석과 반대로) 간단한 질량 변환이 충분하다.

시판되는 비타민 E 제제나 보충제에서 d-α-토코페롤(천연형)의 함량을 나타내는 국제 단위와의 환산은 다음과 같다.

  • 합성인 라세미체 all-rac-α-토코페롤 아세트산 에스테르(dl-α-토코페롤 아세트산 에스테르) 1mg이 1IU로 정의된다.
  • dl-α-토코페롤 아세트산 에스테르를 구성하는 8종류의 디아스테레오머 중 RRR-α-토코페롤 아세트산 에스테르(d-α-토코페롤 아세트산 에스테르)의 생물 활성이 가장 높으며 1.36IU/mg이다.
  • RRR-α-토코페롤(d-α-토코페롤)의 생물 활성 1.49IU/mg는 아세트산 에스테르로부터 프리체로 분자량 환산하여 얻은 값이다.
  • 천연으로 존재하는 d-α-토코페롤의 동족체의 생물 활성 강도는 α:β:γ:δ=100:40:10:1로 되어 있다.


IU와 α-토코페롤 당량(α-TE)과 형태의 관계는 아래 표와 같다.

비타민 E의 형태 || IU/mg || 1 α-TE
RRR-α-토코페롤(d-α-토코페롤)1.491.00 mg
RRR-α-토코페롤 아세트산 에스테르1.361.10 mg
RRR-α-토코페롤 숙신산 에스테르1.211.23 mg
all-rac-α-토코페롤(dl-α-토코페롤)1.101.36 mg
all-rac-α-토코페롤 아세트산 에스테르1.001.49 mg
all-rac-α-토코페롤 숙신산 에스테르0.891.67 mg


3. 2. 비타민 E의 형태와 국제단위 (일본)

일본에서 시판되는 비타민 E 제제나 보충제에서 d-α-토코페롤(천연형)의 함량을 나타내는 데 국제 단위가 사용된다.

  • 합성 라세미체 all-rac-α-토코페롤 아세트산 에스테르(dl-α-토코페롤 아세트산 에스테르) 1mg은 1IU로 정의된다. 이는 랫트의 임신 능력에 대한 평가이며, 다른 생물 활성이나 항산화력의 지표는 아니다.[1]
  • dl-α-토코페롤 아세트산 에스테르를 구성하는 8종류의 디아스테레오머 중 RRR-α-토코페롤 아세트산 에스테르(d-α-토코페롤 아세트산 에스테르)의 생물 활성이 가장 높으며 1.36IU/mg이다.[1]
  • RRR-α-토코페롤(d-α-토코페롤)의 생물 활성 1.49IU/mg는 아세트산 에스테르로부터 프리체로 분자량 환산하여 얻은 값이다.[1]
  • 천연 d-α-토코페롤 동족체의 생물 활성 강도는 α:β:γ:δ = 100:40:10:1이다.[1]


다음은 국제 단위(IU)와 α-토코페롤 당량(α-TE)과 형태의 관계를 나타낸 표이다.

비타민 E의 형태 || IU/mg || 1 α-TE
RRR-α-토코페롤(d-α-토코페롤)1.49IU/mg1.00 mg
RRR-α-토코페롤 아세트산 에스테르1.36IU/mg1.10 mg
RRR-α-토코페롤 숙신산 에스테르1.21IU/mg1.23 mg
all-rac-α-토코페롤(dl-α-토코페롤)1.36 mg
all-rac-α-토코페롤 아세트산 에스테르1.49 mg
all-rac-α-토코페롤 숙신산 에스테르0.89IU/mg1.67 mg


4. 1 IU의 질량 등가물 (한국)

물질1 IU 당 질량
인슐린45.5 µg
비타민 A0.3 µg
비타민 C50 µg
비타민 D0.025 µg
비타민 E1mg


5. 역사

1931년, 국제 연맹 보건 기구의 생물학적 표준화 상설 위원회는 비타민 A, B1, C, D에 대한 임시 표준을 지정했다. 이 초기 표준은 현대적 척도로 볼 때 매우 조악했다. 비타민 A 표준은 많은 카로티노이드의 혼합물이었고, 비타민 B1은 풀러의 흙에 쌀겨를 흡착시킨 결과였으며, 비타민 C는 레몬 주스 샘플, 비타민 D는 오일 속의 조사된 에르고스테롤 샘플이었다. 1935년에 A, C, D 표준은 순수 물질을 사용하도록 변경되었다. 즉, 오일 속의 순수 베타-카로틴, 결정성 아스코르브산, 결정성 에르고칼시페롤이 사용되었다. 이 위원회는 또한 전간기에 생물학적 제제(항독소, 인슐린, 뇌하수체 추출물 및 성 호르몬)에 대한 초기 표준을 확립했다.[1]

1944년, 국제 연맹 관계자들은 왕립 학회와 협력하여 페니실린에 대한 최초의 국제 표준을 설정했다. 전후 세계 보건 기구는 1953년에 두 번째 표준을 설정했다. 두 표준 모두 순수한 결정성 물질을 사용하여 정의되었다.[1]

6. 표기법

"국제 단위"라는 명칭은 영어 및 다른 언어에서 대문자로 표기되는 경우가 많지만, 주요 영어 사전에서는 이를 보통 명사로 취급하여 소문자를 사용한다.[15] 이 명칭에는 여러 가지 약어가 허용된다. 영어에서는 보통 ''IU''로, 로망스어군에서는 ''UI''로(예: 스페인어 ''unidad internacional'', 포르투갈어 ''unidade internacional'', 프랑스어 ''unité internationale'', 이탈리아어 ''unità internazionale'', 루마니아어 ''unitate internațională''), 여러 게르만어파 언어에서는 ''IE''로(예: 독일어 ''internationale Einheit'', 네덜란드어 ''internationale eenheid'') 사용된다.

글자 "I"가 숫자 "1"과 혼동될 가능성을 없애기 위해, 일부 병원에서는 투여량에 대해 말하고 쓸 때 "I"를 생략하고 '''U''' 또는 '''E'''만 사용하도록 규정하고 있으며, 다른 병원에서는 "단위" (또는 "국제 단위"라는 단어)를 완전히 표기하도록 요구한다.[16] (예를 들어, "리터당 3 국제 단위"는 "3 U/L"로 줄여 쓸 수 있다. "리터" 기호(L)는 덜 혼란스러운 표기법이 사용되므로 영향을 덜 받는다.)

참조

[1] 논문 Canadian Society of Clinical Chemists position paper: standardization of selected polypeptide hormone measurements. 1992-12
[2] 논문 What are we measuring in gonadotropin assays?
[3] 논문 Calibration is the key to immunoassay but the ideal calibrator is unattainable.
[4] 논문 Immunoassay standardization
[5] 웹사이트 WHO International Collaborative Study of the Proposed 4th International Standard for Prolactin, Human https://www.who.int/[...] 2016
[6] 웹사이트 Unit Conversion Table https://www.rndsyste[...]
[7] 웹사이트 WHO International Standard OXYTOCIN 4th International Standard NIBSC code: 76/575 Instructions for use (Version 4.0, Dated 30/04/2013) https://www.nibsc.or[...]
[8] 간행물 Vitamin Standards 1935-03
[9] 웹사이트 Dietary Reference Intakes Tables: Unit Conversion Factors http://www.hc-sc.gc.[...]
[10] 웹사이트 Vitamin D: Fact Sheet for Health Professionals https://ods.od.nih.g[...] 2018-01-06
[11] 웹사이트 Unit Conversions https://dietarysuppl[...] National Institutes of Health 2018-11-21
[12] 간행물 Standardisation and Estimation of Vitamin A 1935-12
[13] 논문 World Standard and Unit for Penicillin 1945-06-22
[14] 논문 The second international standard for penicillin
[15] OED international unit
[16] 웹사이트 Facts about the Official "Do Not Use" List http://www.jointcomm[...] The Joint Commission 2013-05-30
[17] 서적 Pharmaceutical Calculations Parsons Printing Press


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