비타민 E

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1. 개요

비타민 E는 토코페롤과 토코트리에놀을 포함하는 지용성 비타민 그룹이다. 각 그룹은 다시 여러 형태로 세분화되며, α-토코페롤이 가장 흔하고 생물학적으로 활성적인 형태이다. 비타민 E는 항산화제로서 세포막의 산화를 방지하고, 유전자 발현에도 영향을 미친다. 식물성 기름, 씨눈, 채소 등에 풍부하며, 결핍은 드물지만 신경계 질환을 유발할 수 있다. 섭취 기준은 국가별로 다르며, 과다 섭취는 권장되지 않는다. 비타민 E는 다양한 건강 문제에 대한 보충제로 연구되었지만, 효과와 안전성에 대한 의학적 증거는 일관되지 않다. 최근 전자담배 관련 폐 손상의 원인 물질로 지목되기도 했다.

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비타민 E - [화학 물질]에 관한 문서
기본 정보
RRR 알파-토코페롤 형태의 비타민 E
용도	비타민 E 결핍 항산화제
생물학적 표적	활성산소종
ATC 코드	A11HA03
MeSH ID	D014810
Drugs.com	Drugs.com 비타민 E 정보
화학 정보
CAS 등록번호	1406-18-4
일본화학물질사전 번호	J203.513H
KEGG	D02331 (의약품) C02477 (α-토코페롤) C14152 (β-토코페롤) C02483 (γ-토코페롤) C14151 (δ-토코페롤) C14153 (α-토코트리에놀) C14154 (β-토코트리에놀) C14155 (γ-토코트리에놀) C14156 (δ-토코트리에놀)
기타
설명	알파-토코페롤 활성을 나타내는 모든 토코페롤과 토코트리에놀을 포괄하는 일반적인 용어.

2. 화학적 특성

비타민 E는 크게 토코페롤과 토코트리에놀의 두 가지 그룹으로 나뉜다. 각 그룹은 α(알파), β(베타), γ(감마), δ(델타)의 네 가지 형태로, 총 여덟 가지 화합물로 구성된다.^[8]

토코페롤은 토콜의 메틸화 유도체로, 크로만이라는 고리 모양 구조에 메틸기가 붙는 위치와 유무에 따라 4종류(α, β, γ, δ)로 구분된다. α-토코페롤은 지용성 항산화제로서 글루타티온 퍼옥시다제 경로에서 작용하며, 지질 과산화 연쇄 반응에서 생성되는 지질 라디칼과 반응하여 세포막의 산화를 방지한다.^[9]^[2]^[10] 이 과정은 자유 라디칼 중간체를 제거하고 산화 반응이 계속되는 것을 막는다. 이 과정에서 생성된 산화된 α-토코페록실 라디칼은 아스코르브산(비타민 C), 레티놀(비타민 A) 또는 유비퀴놀과 같은 다른 항산화제에 의한 환원을 통해 활성화된 환원형으로 재활용될 수 있다.^[11] γ-토코페롤은 친핵체로서 친전자성 돌연변이원과 반응할 수 있다.^[12]

토코트리에놀은 토코페롤과 구조가 유사하지만, 세 개의 탄소-탄소 이중 결합을 가진 소수성 측쇄를 가진다는 점이 다르다. 토코트리에놀은 쌀겨 기름 등에 풍부하며, 토코페롤보다 세포 내에서 40~60배 강한 항산화력을 나타낸다. 토코트리에놀 섭취는 뇌졸중 관련 뇌혈관 장애 예방에 도움이 될 수 있다고 알려져 있다.

2. 1. 구조

비타민 E의 영양 성분은 100% RRR-구조 α-토코페롤 활성에 대한 등가량으로 정의된다. α-토코페롤 활성에 기여하는 분자는 네 가지 토코페롤과 네 가지 토코트리에놀이며, 각 그룹의 네 가지는 접두사 알파-(α-), 베타-(β-), 감마-(γ-), 델타-(δ-)로 구분된다.^[8]

RRR 알파-토코페롤; 세 개의 점선이 측쇄에 연결되는 부분이 키랄 중심이다.

토코페롤은 크로만 고리에 메틸기(CH₃)가 붙어 있는 구조이며, 메틸기의 위치에 따라 α, β, γ, δ-토코페롤로 구분된다.

α-토코페롤은 세 개의 "R" 부위 모두에 메틸기가 결합되어 있다.
β-토코페롤은 R1 = 메틸기, R2 = H, R3 = 메틸기이다.
γ-토코페롤은 R1 = H, R2 = 메틸기, R3 = 메틸기이다.
δ-토코페롤은 R1 = H, R2 = H, R3 = 메틸기이다.

토코트리에놀도 같은 구조를 가지지만, 불포화 측쇄에 세 개의 탄소-탄소 이중 결합이 있는 반면 토코페롤은 포화 측쇄를 가지고 있다.^[8]

형태	구조
α-토코페롤
β-토코페롤
γ-토코페롤
δ-토코페롤
토코페릴 아세테이트

메틸기의 치환 위치와 토코페롤의 활성비는 다음과 같다.

유도체	R¹	R²	R³	활성비
α	CH₃	CH₃	CH₃	100
β	CH₃	H	CH₃	40
γ	H	CH₃	CH₃	10
δ	H	H	CH₃	1

토코페롤은 세 개의 키랄 중심을 갖는 피틸 사슬을 가지고 있으며, 천연 식물 형태의 알파-토코페롤은 RRR-α-토코페롤(d-토코페롤)이다. 합성 형태(라세미 혼합물 또는 ''all-rac'' 비타민 E, dl-토코페롤)는 RRR, RRS, RSS, SSS, RSR, SRS, SRR, SSR의 여덟 가지 입체이성질체가 동일한 비율로 혼합되어 있으며, 생물학적 동등성은 점차 감소한다. 따라서 dl-토코페롤 1.36mg은 천연 형태인 d-토코페롤 1.0mg과 동등한 것으로 간주된다. 다시 말해, 합성 형태는 천연 형태의 73.5%의 효능을 갖는다.^[8]

네 가지 토코트리에놀(알파, 베타, 감마, 델타)은 네 가지 토코페롤과 구조가 유사하지만, 주된 차이점은 토코트리에놀이 세 개의 탄소-탄소 이중 결합을 가진 소수성 측쇄를 가지는 반면, 토코페롤은 포화 측쇄를 가진다는 점이다.

α-토코트리에놀의 경우 세 개의 "R" 자리에 각각 메틸기(CH₃)가 붙어 있다.
β-토코트리에놀의 경우: R1 = 메틸기, R2 = H, R3 = 메틸기.
γ-토코트리에놀의 경우: R1 = H, R2 = 메틸기, R3 = 메틸기.
δ-토코트리에놀의 경우: R1 = H, R2 = H, R3 = 메틸기.

토코트리에놀은 이소프레노이드 꼬리가 고리에 결합하는 지점인 2' 크로마놀 고리 탄소에 단 하나의 키랄 중심만을 가지고 있다.

2. 2. 토코페롤

α-토코페롤은 지용성 항산화제로서 글루타티온 퍼옥시다제 경로에서 작용하며, 지질 과산화 연쇄 반응에서 생성되는 지질 라디칼과 반응하여 세포막의 산화를 방지한다.^[9]^[2]^[10] 이 과정은 자유 라디칼 중간체를 제거하고 산화 반응이 계속되는 것을 막는다. 이 과정에서 생성된 산화된 α-토코페록실 라디칼은 아스코르브산(비타민 C), 레티놀(비타민 A) 또는 유비퀴놀과 같은 다른 항산화제에 의한 환원을 통해 활성화된 환원형으로 재활용될 수 있다.^[11]

mol당 323 kJ에서 토코페롤의 O-H 결합은 다른 대부분의 페놀보다 약 10% 약하다.^[18] 이 약한 결합으로 비타민은 과산화 라디칼 및 기타 자유 라디칼에 수소 원자를 기증하여 그들의 손상 효과를 최소화할 수 있다. 이렇게 생성된 토코페릴 라디칼은 비타민 C와 같은 수소 공여체와의 산화환원 반응을 통해 토코페롤로 재활용된다.^[19]

2. 3. 토코트리에놀

토코트리에놀은 토코페롤과 유사한 구조를 가지지만, 불포화 측쇄를 가진다는 주요 차이점이 있다. 토코트리에놀은 알파(α), 베타(β), 감마(γ), 델타(δ)의 네 가지 형태로 존재한다. 각 형태는 크로마놀 고리에 붙는 메틸기(CH₃)의 위치에 따라 구분된다.^[13]

α-토코트리에놀: 세 개의 "R" 자리에 모두 메틸기(CH₃)
β-토코트리에놀: R1 = 메틸기, R2 = H, R3 = 메틸기
γ-토코트리에놀: R1 = H, R2 = 메틸기, R3 = 메틸기
δ-토코트리에놀: R1 = H, R2 = H, R3 = 메틸기

토코트리에놀은 2' 크로마놀 고리 탄소에 단 하나의 키랄 중심을 가진다. 토코페롤의 피틸 꼬리에 있는 두 개의 키랄 중심은 토코트리에놀에서는 불포화(C-C 이중 결합)로 인해 존재하지 않는다. 식물에서 추출한 토코트리에놀은 항상 우회전성(d-토코트리에놀) 이성질체이다. 이론적으로 좌회전성(l-토코트리에놀)도 존재할 수 있지만, 시판되는 토코트리에놀 건강기능식품은 팜유 또는 쌀겨 기름에서 추출한 d-토코트리에놀이다.^[13]

토코트리에놀은 필수 영양소는 아니며, 권장 섭취량은 정해져 있지 않다. 하지만, 노화 관련 인지 장애, 심장병 및 암 위험 감소 등 여러 건강상의 이점이 보고되고 있다. 인체 연구에서 토코트리에놀 치료는 염증과 심혈관 질환의 바이오마커 개선과 관련이 있었지만, 임상적으로 유의미한 질병 결과에 대한 정보는 보고되지 않았다.^[14]^[15]^[16] 다른 질병의 바이오마커는 토코트리에놀 보충제의 영향을 받지 않았다.^[17]

토코트리에놀은 쌀겨 기름 등에 풍부하며, 토코페롤보다 세포 내에서 40~60배 더 강력한 항산화력을 나타낸다. 또한, 토코트리에놀 섭취는 뇌졸중 관련 뇌혈관 장애를 예방하는 데 도움이 될 수 있다고 알려져 있다.

3. 생체 기능

알파-토코페롤(α-tocopherol)은 지용성 항산화제로서 글루타티온 퍼옥시다제 경로에서 작용하며, 지질 과산화 연쇄 반응에서 생성되는 지질 라디칼과 반응하여 세포막의 산화를 방지한다.^[9]^[2]^[10] 이 과정은 자유 라디칼 중간체를 제거하고 산화 반응이 계속되는 것을 막는다. 이 과정에서 생성된 산화된 α-토코페록실 라디칼은 아스코르브산(비타민 C), 레티놀(비타민 A) 또는 유비퀴놀과 같은 다른 항산화제에 의한 환원을 통해 활성화된 환원형으로 재활용될 수 있다.^[11]

비타민 E는 비타민으로서 다양한 역할을 하며,^[3] 지질에 녹는 항산화제로서의 역할을 포함하여 많은 생물학적 기능이 제시되었다.^[3] 이러한 역할에서 비타민 E는 라디칼 스캐빈저(radical scavenger)로 작용하여 자유 라디칼에 수소(H) 원자를 제공한다. 323kJ/mol에서 토코페롤의 O-H 결합은 다른 대부분의 페놀보다 약 10% 약하다.^[18] 이 약한 결합으로 비타민은 과산화 라디칼 및 기타 자유 라디칼에 수소 원자를 기증하여 그들의 손상 효과를 최소화할 수 있다. 이렇게 생성된 토코페릴 라디칼은 비타민 C와 같은 수소 공여체와의 산화환원 반응을 통해 토코페롤로 재활용된다.^[19]

비타민 E는 유전자 발현에 영향을 미치며,^[20] 평활근 성장에 관여하는 프로테인 키나아제 C(PKC)와 같은 효소 활성 조절제로서 작용한다. PKC의 비활성화에 참여하여 평활근 성장을 억제한다.^[21] 또한 자유 라디칼을 소거함으로써 스스로 비타민 E 라디칼이 되어, 자유 라디칼에 의한 지질의 연쇄적 산화를 억제한다. 발생한 비타민 E 라디칼은 비타민 C 등의 항산화 물질에 의해 비타민 E로 재생된다.

자유 라디칼은 DNA나 단백질을 공격함으로써 암의 원인이 될 수도 있고, 지질 과산화 반응에 의해 지질을 연쇄적으로 산화시킨다고 여겨진다.^[127]

4. 합성

합성 비타민 E는 dl-α-토코페롤(all-rac-alpha-tocopherol)로, 8가지 입체이성질체(RRR, RRS, RSS, RSR, SRR, SSR, SRS, SSS)가 동일한 비율로 혼합되어 있다. all-rac-α-토코페롤은 톨루엔과 2,3,5-트리메틸히드로퀴논을 이소피톨과 반응시켜 염화수소 기체 존재 하에 철을 촉매로 사용하여 합성한다. 반응 혼합물을 여과하고 수성 가성소다로 추출하며, 톨루엔을 증발시켜 제거한 후 잔류물을 진공 증류하여 정제한다.^[27] 합성 α-토코페롤은 천연 α-토코페롤의 73.5% 효능을 갖는다.^[29]

4. 1. 생합성

광합성 식물, 조류, 시아노박테리아는 토코크로마놀(tocochromanols)을 합성한다. 토코크로마놀은 4가지 토코페롤(tocopherols)과 4가지 토코트리에놀(tocotrienols)로 구성된 화합물 계열이며, 영양학적 맥락에서는 비타민 E로 불린다. 생합성은 분자의 고리 구조 부분인 호모젠티스산(HGA)의 형성으로 시작된다. 측쇄가 부착되며(토코페롤의 경우 포화, 토코트리에놀의 경우 다중 불포화), 두 경우 모두 경로는 동일하여 감마(γ) 형태가 생성되고, 이로부터 알파(α) 또는 델타(δ) 형태가 생성되며, 다시 베타(β) 화합물이 생성된다.^[22]^[23] 생합성은 색소체에서 일어난다.^[23]

식물이 토코크로마놀을 합성하는 주된 이유는 항산화 활성 때문인 것으로 보인다. 식물의 서로 다른 부분과 서로 다른 종에서는 서로 다른 토코크로마놀이 우세하다. 잎, 그리고 잎이 많은 녹색 채소에서 주된 형태는 α-토코페롤이다.^[22] 위치는 엽록체 막이며, 광합성 과정과 매우 가깝다.^[23] 기능은 태양광의 자외선으로 인한 손상으로부터 보호하는 것이다. 정상적인 성장 조건에서는 α-토코페롤이 필수적인 것으로 보이지 않는다. 다른 광보호 화합물이 존재하며, 돌연변이로 인해 α-토코페롤을 합성할 수 없는 능력을 상실한 식물도 정상적인 성장을 보이기 때문이다. 그러나 가뭄, 고온 또는 염분 유도 산화 스트레스와 같은 스트레스가 많은 성장 조건에서는 정상적인 합성 능력을 가진 식물의 생리적 상태가 더 우수하다.^[24]

종자는 지질이 풍부하여 발아 및 초기 성장에 필요한 에너지를 제공한다. 토코크로마놀은 종자 지질이 산화되어 산패되는 것을 방지한다.^[22]^[23] 토코크로마놀의 존재는 종자의 수명을 연장하고 성공적인 발아와 묘목 성장을 촉진한다.^[24] 대부분의 식물 종자에서는 감마-토코페롤이 우세하지만 예외도 있다. 카놀라유, 옥수수 기름, 대두유의 경우 α-토코페롤보다 γ-토코페롤이 더 많지만, 홍화유, 해바라기유, 올리브유의 경우 그 반대이다.^[22]^[23]^[25] 일반적으로 사용되는 식용유 중에서 팜유는 토코트리에놀 함량이 토코페롤 함량보다 높다는 점에서 독특하다.^[25] 종자 토코크로마놀 함량은 환경 스트레스에도 의존한다. 예를 들어 아몬드의 경우 가뭄이나 고온은 견과류의 α-토코페롤과 γ-토코페롤 함량을 증가시킨다. 같은 논문에서는 가뭄이 올리브의 토코페롤 함량을 증가시키고, 고온이 대두의 토코페롤 함량을 증가시킨다는 점을 언급하고 있다.^[26]

비타민 E 생합성은 색소체에서 일어나며 시키미산 경로(Shikimate pathway)와 메틸에리트리톨 인산 경로(MEP pathway)라는 두 가지 다른 경로를 거친다.^[22] 시키미산 경로는 호모젠티스산(HGA)으로부터 크로마놀 고리를 생성하고, MEP 경로는 토코페롤과 토코트리에놀 간에 차이가 있는 소수성 꼬리를 생성한다. 특정 꼬리의 합성은 그것이 유래한 분자에 따라 달라진다. 토코페롤에서는 그 프레닐 꼬리가 게라닐게라닐 이인산(GGDP) 기에서 나오는 반면, 토코트리에놀의 피틸 꼬리는 피틸 이인산에서 나온다.^[22]

4. 2. 산업적 합성

합성 비타민 E는 dl-α-토코페롤(all-rac-alpha-tocopherol)로,^[27] 8가지 입체이성질체(RRR, RRS, RSS, RSR, SRR, SSR, SRS, SSS)가 동일한 비율로 혼합되어 있다. 톨루엔과 2,3,5-트리메틸히드로퀴논을 이소피톨과 반응시켜 염화수소 기체 존재 하에 철을 촉매로 사용하여 all-rac-α-토코페롤을 합성한다. 반응 혼합물을 여과하고 수성 가성소다로 추출하며, 톨루엔을 증발시켜 제거한 후 잔류물(all-rac-α-토코페롤)을 진공 증류하여 정제한다.^[27] 합성 α-토코페롤은 천연 α-토코페롤의 73.5% 효능을 갖는다.^[29]

5. 결핍증

비타민 E 결핍은 드물게 발생하며, 식이성 지방 흡수 또는 대사의 이상으로 인해 발생한다.^[37] 낭포성 섬유증 및 기타 지방 흡수 장애는 혈청 비타민 E 수치를 낮출 수 있다.^[3] 알파-토코페롤 전달 단백질(alpha-tocopherol transfer protein, α-TTP) 유전자 돌연변이와 같은 유전적 이상이 있는 사람들은 정상적인 양의 비타민 E를 섭취하더라도 비타민 E 결핍증을 동반한 운동실조증(AVED)을 나타낸다. α-TTP 부족을 보상하기 위해서는 많은 양의 알파-토코페롤을 식이 보충제로 섭취해야 한다.^[32]^[33] 비만 수술 또한 비타민 결핍을 유발할 수 있으며, 장기간 추적 관찰 결과 비타민 E 결핍 유병률은 16.5%로 보고되었다.^[34]

흡수 장애 또는 대사 이상으로 인한 비타민 E 결핍은 신경 문제를 일으킬 수 있는데, 운동실조증, 말초신경병증(peripheral neuropathy), 근병증, 망막병증(retinopathy) 및 면역 반응 저하 등이 나타날 수 있다.^[37]^[3] 미숙아에게서는 용혈성 빈혈, 심부 감각 이상 및 소뇌실조의 원인이 될 수 있다.

5. 1. 특발성 비타민 E 결핍증

비타민 E 결핍증은 원인에 관계없이 임상 증상이 비교적 일정하다. 신경 증상은 프리드라이히 운동실조증과 거의 구별이 안 되지만, 일부 경우 망막색소변성증을 동반하는 점이 다르다.^[129] 기본적인 신경 증상은 하지에 고도로 현저한 심부 감각 장애, 후삭성 운동 실조, 구음 장애와 사지 힘줄 반사 소실이다. 심부 감각 장애는 중증이며, 진동 감각은 소실되고, 사지 관절 위치 감각 장애도 고도이다. 일부 환자에서는 망막색소변성증이나 척추측만증, 함몰족, 바빈스키 징후, 진전을 인지한다. 지능 장애, 안진, 섬유속성 연축, 자율 신경 증상은 인지되지 않는다. 두부 MRI에서는 소뇌나 뇌간의 위축이나 이상 신호 영역은 인지되지 않는다. 척수 MRI에서는 척수에 이상이 인지될 수 있다. 전기생리학적 소견에서는 정중신경의 SEP에서는 N13과 피질 전위의 소실을 인지하지만 말초 신경의 전위는 인지된다. 치료법은 흡수 불량을 동반하는 경우 비타민 E의 근육 주사이며, 흡수 불량이 아닌 경우 경구 대량 투여로 신경 증상의 경미한 개선이나 진행의 정지가 기대할 수 있다.

6. 섭취 기준

한국 보건복지부가 제정한 2010년판 식사섭취기준에서는 α-토코페롤만을 기준으로 비타민 E의 적정 섭취량(AI) 및 상한 섭취량(UL)을 설정하고 있다. 이는 혈액 및 조직에 존재하는 비타민 E 동족체의 대부분이 α-토코페롤이기 때문이다.^[128]

2010년 한국인의 비타민 E 섭취 기준 (18-29세)^[128]
구분	적정 섭취량 (mg/day)	상한 섭취량 (mg/day)
성인 남성	7	800
성인 여성	6.5	650

비타민 E 1 mg은 1 국제단위(IU)로 환산된다.

미국 국립의학원(National Academy of Medicine)은 2000년에 비타민 E의 추정평균필요량(EARs)과 권장섭취량(RDAs)을 업데이트했다. 14세 이상 여성과 남성의 비타민 E EAR은 1일 12 mg, RDA는 1일 15 mg이다.^[37] 1일 1,000 mg의 인체 상한선이 설정되었다.^[37] EAR, RDA, AI 및 UL은 집합적으로 식이 기준 섭취량으로 불린다.^[37]

미국의 비타민 E 권장 섭취량 (1일 기준, mg)^[37]
연령	권장 섭취량 (RDA)	상한 섭취량 (UL)
생후 0~6개월 영아	4 (AI)	-
생후 7~12개월 영아	5 (AI)	-
1~3세 영유아	6	-
4~8세 아동	7	-
9~13세 아동	11	-
14~18세 청소년	15	-
19세 이상 성인	15	1,000
임신	15	-
수유	19	-

유럽식품안전청(European Food Safety Authority, EFSA)은 10세 이상 여성과 남성의 인구 기준 섭취량(PRIs)을 각각 1일 11 mg과 13 mg으로 설정했다. 임신의 경우 1일 11 mg, 수유의 경우 1일 11 mg이다. 1~9세 어린이의 경우 6~9 mg/일로 연령이 증가함에 따라 증가한다.^[38] 상한선은 300mg으로 정했다.^[39]

세계보건기구(World Health Organization)는 성인이 1일 10 mg을 섭취할 것을 권장한다.^[44] 전 세계 요약 보고서에 따르면 알파-토코페롤의 중앙값 식이 섭취량은 1일 6.2 mg이었다.^[44]

7. 함유 음식물

Vitamin E^영어는 지용성이므로, 식물성 기름, 밀이나 쌀의 씨눈, 우유, 알의 노른자위, 채소의 푸른 잎 따위에 들어 있다.^[1] 특히 해바라기유(해바라기유), 면실유, 홍화유(홍화유), 쌀겨기름, 옥수수기름 등의 유지류, 아몬드, 땅콩, 콩 등의 종실류, 캐비아, 연어알, 명란 등의 어란류, 청어류, 마요네즈 등에 많이 함유되어 있다.

주요 식물성 기름 (100g) 중 각종 토코페롤 함량(mg)^[2]
식품명	α-토코페롤	β-토코페롤	γ-토코페롤	δ-토코페롤
해바라기유(하이올레이크)	38.7	0.8	2.0	0.4
면실유	28.3	0.3	27.1	0.4
홍화유(하이올레이크)	27.1	0.6	2.3	0.3
쌀겨기름	25.5	1.5	3.4	0.4
옥수수기름	17.1	0.3	70.3	3.4
카놀라유	15.2	0.3	31.8	1.0
대두유	10.4	2.0	80.9	20.8
팜유	8.6	0.4	1.3	0.2
올리브유	7.4	0.2	1.2	0.1
에고마유	2.4	0.6	58.6	4.6
아마씨유	0.5	0	39.2	0.6
참깨유	0.4	Tr	43.7	0.7

8. 의학적 응용

비타민 E는 항산화 작용을 통해 세포 손상을 막고, 여러 건강 문제에 도움을 줄 수 있는 보충제로 제안되어 왔다.^[3] 미국에서는 일반의약품으로 널리 사용되지만, 다양한 질병의 치료나 예방에 대한 효과는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 비타민 E는 피부 건강, 면역 기능,^[58] 심혈관 질환,^[67] 알츠하이머병,^[66] 특정 암^[67] 등에 대한 치료제로 연구되고 있지만, 대부분의 연구 결과는 제한적이거나 결론을 내리기 어렵다. 고용량 비타민 E 복용은 오히려 건강에 위험할 수 있으므로, 균형 잡힌 식단을 통해 섭취하는 것이 권장된다.^[3]

비타민 E는 자유 라디칼을 제거하여 지질의 산화를 억제하며,^[127] 발생한 비타민 E 라디칼은 비타민 C와 같은 항산화 물질에 의해 재생된다. 자유 라디칼은 DNA나 단백질을 공격하여 암의 원인이 될 수 있고, 지질 과산화 반응을 통해 지질을 산화시키는 것으로 알려져 있다.^[127]

기초 연구에 따르면, 방사선에 노출될 경우 적혈구의 용혈 반응이 발생하는데, 이는 활성산소 생성으로 인한 세포막 파괴 때문이다. 쥐를 이용한 실험에서 비타민 E 투여는 방사선에 의한 적혈구 용혈 및 세포소기관의 지질 과산화 반응을 억제했으며, SOD도 비슷한 효과를 나타냈다.

세계보건기구(WHO)는 비타민 E 강화 식품에 대한 권장 사항을 제시하지 않는다.^[54] 유아용 조제분유에는 알파-토코페롤이 포함되어 있으며, 일부 국가에서는 시리얼, 액상 영양 제품 등에 첨가되기도 한다.^[51] 2022년 미국에서는 100만 건 이상 처방되어 244번째로 많이 처방된 약물이다.^[59]^[60]

8. 1. 모든 원인 사망률

두 건의 메타 분석 결과, 비타민 E는 식이 보충제로서 모든 원인 사망률을 개선하거나 악화시키지 않는다는 결론이 나왔다.^[61]^[62] 장기 임상 시험에 대한 메타 분석에서는 알파-토코페롤만을 보충제로 사용했을 때 모든 원인 사망률이 2% 증가했지만 통계적으로 유의미하지 않았다는 결과가 나왔다. 같은 학술지 논문에서는 알파-토코페롤을 다른 영양소(비타민 A, 비타민 C, 베타카로틴, 셀레늄)와 함께 사용했을 때 모든 원인 사망률이 3% 증가하는 통계적으로 유의미한 결과가 보고되었다.^[7]

8. 2. 노화 관련 황반변성

코크란 연구 검토에 따르면 장기간 비타민 E 보충제 섭취는 연령 관련 황반변성(AMD) 발생 위험에 변화를 주지 않았으며, 보충제 섭취는 말기 AMD 발생 가능성을 약간 증가시킬 수 있다는 결론이 나왔다.^[63]

8. 3. 인지 장애 및 알츠하이머병

두 개의 메타분석에서 건강한 연령 일치 대조군에 비해 알츠하이머병 환자의 비타민 E 혈중 농도가 더 낮다는 것이 보고되었다.^[64]^[65] 그러나 비타민 E 보충제 임상시험에 대한 검토 결과, 보충제가 알츠하이머병 발병 위험을 줄이거나 질병 진행을 늦춘다는 충분한 증거는 없다는 결론이 나왔다.^[66]

8. 4. 암

비타민 E 섭취와 일부 암 발생 사이에는 연관성이 있다는 연구 결과가 존재한다. 관찰 연구에서는 비타민 E 섭취가 신장암 및 방광암 발생 위험을 낮춘다는 결과가 보고되었다.^[68]^[69] 그러나 대규모 임상 시험에서는 비타민 E 보충제 섭취군과 위약을 섭취한 대조군 사이에 방광암 발생률에 차이가 없다는 결과가 나타났다.^[70]

폐암의 경우, 관찰 연구에서는 비타민 E 섭취와 폐암 발생 위험 사이에 역의 상관관계가 나타났지만,^[71] 남성 흡연자를 대상으로 한 대규모 임상 시험에서는 비타민 E 보충이 폐암 발생에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.^[72] 하루 215mg 이상의 비타민 E 보충제를 섭취한 사람들에게서는 오히려 폐암 위험이 증가했다는 보고도 있다.^[73]

전립선암에 대한 연구 결과는 더욱 엇갈린다. 혈청 알파-토코페롤 농도를 기반으로 한 메타 분석에서는 전립선암 발생 위험이 감소하는 경향을 보였지만,^[74] 다른 관찰 연구 메타 분석에서는 유의미한 관계가 발견되지 않았다.^[75] 남성 흡연자를 대상으로 한 임상 시험에서는 전립선암 발생률이 32% 감소했지만,^[76] 55세 이상 남성을 대상으로 한 SELECT 시험에서는 비타민 E 보충군에서 오히려 전립선암 발생 위험이 17% 증가했다.^[77]

대장암에 대해서는 무작위 대조 임상 시험과 SELECT 시험 모두에서 비타민 E 보충이 대장암 발생 위험에 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.^[78]^[79] 여성 건강 연구에서도 모든 유형의 암 발생률, 암 사망률, 특히 유방암, 폐암, 대장암 발생률에 유의미한 차이가 없었다.^[80]

이러한 연구 결과의 차이는 연구에 사용된 비타민 E의 형태와 용량 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 합성 비타민 E는 천연 비타민 E와 생체 동등성이 다르지만, 임상 시험과 식이 보충제에 널리 사용된다.^[81] 한 연구에서는 비타민 E 보충제 섭취와 함께 암 위험이 다소 증가했으며, 인용된 임상 시험의 90% 이상이 합성 형태인 dl-알파-토코페롤을 사용했다고 밝혔다.^[73]

8. 4. 1. 암 건강 주장 (미국 FDA)

미국 식품의약국(FDA)은 1993년부터 식품 및 건강기능식품의 건강에 대한 허위·과장 광고를 심사하고 승인하는 절차를 시작했다.^[82] 청원을 심사한 결과에 따라 제안된 주장은 기각되거나 승인된다. 승인되면 포장 라벨에 특정 문구를 사용할 수 있다. 1999년에는 증거 전체에 대한 과학적 합의가 없는 경우, 한정적 건강 관련 주장(QHC, Qualified Health Claim)을 설정할 수 있는 두 번째 절차가 마련되었다. FDA는 한정적 건강 관련 주장 청원을 "승인"하지 않고, 대신 매우 구체적인 주장 문구와 해당 문구 사용에 대한 제한 사항을 포함하는 시정조치 권고서를 발행한다.^[82]

비타민 E와 관련하여 최초의 QHC는 2003년에 발표되었다. "일부 과학적 증거에 따르면 항산화 비타민 섭취는 특정 유형의 암 위험을 줄일 수 있습니다."라는 내용이었다. 2009년에는 주장이 더 구체화되어 비타민 E가 신장암, 방광암, 대장암의 위험을 줄일 수 있다는 내용이 허용되었지만, 증거가 약하고 주장된 효과가 매우 불확실하다는 내용을 함께 명시해야 했다. 뇌암, 자궁경부암, 위암, 폐암에 대한 추가 주장 청원은 기각되었다. 2012년 5월 추가 개정을 통해 비타민 E가 신장암, 방광암, 대장암 위험을 줄일 수 있다는 내용이 허용되었으며, "FDA는 이러한 주장에 대한 과학적 증거가 매우 부족하다고 결론지었습니다."라는 더 간결한 단서 문구가 추가되었다. 암 관련 주장을 하는 모든 회사 제품 라벨에는 이 단서 문구가 포함되어야 한다.^[83]

8. 5. 백내장

한 연구에서 혈청 토코페롤을 측정한 결과, 혈청 농도가 높을수록 연령 관련 백내장(ARC)의 상대적 위험이 23% 감소하는 것과 관련이 있는 것으로 나타났다. 이러한 효과는 피질성 또는 후낭하 백내장이 아닌 핵 백내장의 차이 때문인 것으로 나타났다.^[84] 반면, 알파-토코페롤 보충제의 임상 시험에 대한 메타 분석에서는 위약과 비교하여 ARC 위험에 통계적으로 유의미한 변화가 없다고 보고했다.^[84]^[85]

8. 6. 심혈관 질환

비타민 E가 심혈관 질환에 미치는 영향에 대한 연구는 상반된 결과를 보인다. 이론적으로는 LDL-콜레스테롤의 산화적 변형이 죽상동맥경화증(atherosclerosis)과 심장마비로 이어지기 때문에, 항산화제 역할을 하는 비타민 E가 산화된 콜레스테롤을 감소시켜 심혈관 질환의 위험을 낮출 수 있다는 가설이 있었다. 비타민 E는 동맥 내면 세포의 정상적인 기능 유지, 항염 작용, 혈소판(platelet) 부착 및 응집 억제에도 관여하는 것으로 나타났다.^[86] 비타민 E가 풍부한 음식 섭취와 알파-토코페롤의 혈청 농도가 높을수록 관상동맥질환(coronary heart disease) 위험이 낮아진다는 연구 결과도 있었으나,^[86]^[87] 이러한 관찰 연구들은 비타민 E 외에 다른 요인이 작용했을 가능성을 배제할 수 없다는 한계가 있었다.^[86]

무작위 대조 시험(randomized clinical trial)에 대한 메타 분석에서는 다른 항산화 영양소 없이 비타민 E를 섭취했을 때 심장 마비의 상대 위험이 18% 감소했다고 보고되었다.^[88] 그러나 메타 분석에 포함된 두 건의 대규모 시험에서는 심장 마비, 뇌졸중, 관상 동맥 사망률 또는 모든 원인 사망률에 대한 어떠한 이점도 보이지 않았거나,^[89] 알파-토코페롤 그룹에서 심부전 위험이 더 높았다.^[90] 또한, 비타민 E 보충제는 허혈성 또는 출혈성 뇌졸중(stroke)의 발생률을 감소시키지 않는다.^[91]^[92] 다른 항산화제와 함께 비타민 E를 보충하면 허혈성 뇌졸중의 위험이 9% 감소하는 반면, 출혈성 뇌졸중의 위험은 22% 증가했다는 연구 결과도 있다.^[92]

8. 6. 1. 심혈관 건강 주장 거부 (미국 FDA, 유럽식품안전청)

미국 예방 서비스 태스크포스(United States Preventive Services Task Force)는 2022년 이전 보고서의 업데이트에서 심혈관 질환이나 암 예방을 위한 비타민 E 보충제 사용을 권장하지 않았다. 이점과 해악의 균형을 평가할 만한 충분한 증거가 없으며, 보충제의 순 이점이 없다는 점에 대해 중간 정도의 확실성으로 결론을 내렸다.^[67]

비타민 E가 심혈관 질환에 미치는 영향에 대한 연구는 상반된 결과를 보였다. 이론적으로는 LDL-콜레스테롤의 산화적 변형이 관상 동맥의 폐색을 촉진하여 죽상동맥경화증(atherosclerosis)과 심장마비로 이어지기 때문에, 항산화제 역할을 하는 비타민 E가 산화된 콜레스테롤을 감소시켜 심혈관 질환의 위험을 낮출 수 있다고 보았다. 또한 비타민 E는 동맥 내면 세포의 정상적인 기능 유지, 항염 작용, 혈소판(platelet) 부착 및 응집 억제에도 관여하는 것으로 나타났다.^[86] 비타민 E가 풍부한 음식 섭취와 알파-토코페롤의 혈청 농도가 높을수록 관상동맥질환(coronary heart disease) 위험이 낮아진다는 연구 결과도 있었다.^[86]^[87] 그러나 관찰 연구에서는 비타민 E가 풍부한 식단에 심장 건강을 증진시키는 다른 성분이 더 많거나, 심장 건강에 해로운 성분이 더 적을 수 있으며, 이러한 식단을 선택하는 사람들이 다른 건강한 생활 습관을 선택할 수도 있다는 문제점이 지적되었다.^[86]

무작위 대조 시험(randomized clinical trial)에 대한 메타 분석에서는 다른 항산화 영양소 없이 비타민 E를 섭취했을 때 심장 마비의 상대 위험이 18% 감소했다고 보고되었다.^[88] 그러나 메타 분석에 포함된 두 건의 대규모 시험에서는 심장 마비, 뇌졸중, 관상 동맥 사망률 또는 모든 원인 사망률에 대한 어떠한 이점도 보이지 않았거나,^[89] 알파-토코페롤 그룹에서 심부전 위험이 더 높았다.^[90]

비타민 E 보충제는 허혈성 또는 출혈성 뇌졸중(stroke)의 발생률을 감소시키지 않는다.^[91]^[92]

2001년, 미국 식품의약국(Food and Drug Administration)은 비타민 E와 심혈관 건강에 대한 건강 기능성 표시 제안을 거부했다.^[93] 유럽식품안전청(European Food Safety Authority, EFSA)도 2010년에 비타민 E 섭취와 정상 심장 기능 또는 정상 혈액 순환 유지 사이에 인과 관계가 있다는 주장을 검토하고 거부했다.^[94]

8. 7. 비알코올성 지방간 질환

보충 비타민 E는 상승된 간 효소, 지방증, 염증 및 섬유화를 상당히 감소시켜, 비타민이 성인의 비알코올성 지방간 질환(NAFLD) 및 더 심각한 하위 집합인 지방간염(NASH) 치료에 유용할 수 있음을 시사하지만, 소아에게는 그렇지 않다.^[95]^[96]^[97]^[98]^[99]

8. 8. 운동 후 회복

건강한 성인의 경우, 운동 후 비타민 E는 근육통, 근력, 인터루킨-6, 크레아틴 키나아제와 같은 염증 또는 근육 손상 지표에 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다.^[100]

8. 9. 파킨슨병

비타민 E 섭취와 파킨슨병 위험 사이에는 역상관 관계가 관찰되지만, 위약 대조 임상 시험을 통해 이를 확인하는 증거는 없다.^[101]^[102]

8. 10. 임신

세계보건기구는 임신 중 비타민 E와 C를 함께 복용하는 것을 권장하지 않는다.^[103] 코크란 연구 검토에 따르면, 건강한 여성이나 임신 합병증 위험이 있는 여성 모두에서 비타민 E와 C의 병용이 사산, 신생아 사망, 조산, 자간전증 또는 기타 산모나 유아의 결과를 감소시킨다는 근거가 없다는 결론이 나왔다.^[104]

8. 11. 국소 적용

토코페릴 아세테이트는 상처 치료 및 일부 화장품 피부 관리 제품에 널리 사용되지만, 상처 치유를 개선하고 흉터 조직을 감소시킨다는 주장을 뒷받침할 충분한 증거가 없다는 결론이 반복적으로 제시되고 있다.^[105] 또한, 토코페릴 리놀레에이트와 토코페롤 아세테이트와 같은 비타민 E 유도체를 함유한 피부 관리 제품 사용으로 인한 알레르기 접촉성 피부염 보고도 있다.^[106]^[107]^[108]

9. 전자담배 관련 폐 손상

미국 질병통제예방센터(CDC)는 2020년 2월, 이전 연구에 따르면 흡입된 비타민 E 아세테이트(α-토코페릴 아세테이트)가 정상적인 폐 기능을 방해할 수 있다고 밝혔다.^[109] 2019년 9월, 미국 식품의약국(FDA)은 미국에서 최근 발생한 전자담배 관련 폐 질환 발병 사례와 관련된 전자담배 액상에서 토코페릴 아세테이트(비타민 E 아세테이트)의 양성 반응이 확인되었다고 발표했다.^[110] 불법 THC 전자담배 카트리지 제조업체들은 비타민 E 아세테이트를 농축제로 사용했다.^[111] 2019년 11월까지 CDC는 전자담배 관련 폐 손상에서 비타민 E 아세테이트를 매우 강력한 원인 물질로 확인했지만, 다른 화학 물질이나 유독 물질이 원인일 가능성을 배제하지는 않았다. 이러한 발견은 전자담배 관련 폐 손상 환자의 폐 액체 샘플을 기반으로 한 것이다.^[112]^[113] 비타민 E 아세테이트의 열분해는 발암성 알켄과 벤젠과 함께 매우 독성이 강한 케텐 가스를 생성한다.^[114]

10. 약물 상호작용

식품을 통해 섭취하는 알파-토코페롤, 기타 토코페롤 및 토코트리에놀(식이성 비타민 E의 구성 성분)은 약물과의 상호작용을 일으키지 않는 것으로 보입니다.^[36] 하지만 알파-토코페롤을 1일 300mg을 초과하는 양으로 식이 보충제 형태로 섭취하면 아스피린, 와파린, 타목시펜 및 시클로스포린 A와 상호 작용하여 기능에 변화를 줄 수 있습니다.^[36] 아스피린과 와파린의 경우, 고용량의 비타민 E는 항응고 작용을 증강시킬 수 있습니다.^[3]^[36] 여러 임상 시험에서 비타민 E는 면역억제제인 시클로스포린 A의 혈중 농도를 낮추었습니다.^[36] 미국 국립보건원(National Institutes of Health) 산하 식이보충제 사무소(Office of Dietary Supplements)는 비타민 E와의 병용 투여가 항암 방사선 치료 및 특정 유형의 항암 화학 요법의 기전을 방해할 수 있다는 우려를 제기하며, 이러한 환자에게 비타민 E 사용을 권장하지 않습니다. 해당 사무소가 인용한 자료에서는 치료의 부작용 감소 사례가 보고되었지만, 암 생존율 저하도 보고되어 치료에 의한 의도적인 산화적 손상으로부터 종양이 보호받을 가능성을 제기하고 있습니다.^[3]

비타민 E는 체내 비타민 K1의 양 또는 활성을 감소시킨다.

11. 과잉증

동물 실험에서 비타민 E를 과다 섭취하면 뼈가 감소하여 골다공증이 될 위험이 높아진다는 보고가 있었다.^[130] 비타민 E는 지용성이기 때문에 체내에 축적되기 쉬우므로 과다 섭취는 권장되지 않는다.

일본에서는 비타민 E와 비타민 K1(피로퀴논) 사이에 상호 작용이 있어, 비타민 E가 체내 비타민 K1의 양 또는 활성을 감소시킨다고 보고되었다.

12. 역사

비타민 E는 1922년 허버트 맥린 이반스와 캐서린 비숍에 의해 발견되었으며,^[115] 1935년 이반스와 글래디스 앤더슨 에머슨에 의해 캘리포니아 대학교 버클리에서 순수한 형태로 처음 분리되었다.^[116] 쥐의 식이성 생식 능력 인자로 처음 확인되었기 때문에, "토코페롤"이라는 이름이 붙여졌다. 이는 그리스어 "τόκος" ([tókos, 출산]과 "φέρειν" ([phérein, 낳다 또는 가지다]에서 유래한 것으로, "임신을 유지하다"를 의미하며, "-ol" 접미사는 알코올 화합물임을 나타낸다. 캘리포니아 대학교 그리스어 교수인 조지 M. 캘훈이 명명 과정에 도움을 주었다.^[117] 1938년 어하르트 페른홀츠가 그 구조를 밝혀냈고, 같은 해 파울 카러와 그의 연구팀이 처음으로 합성했다.^[118]

비타민 E 발견 후 거의 50년 후, 미국 의학 협회지에 실린 "질병을 찾는 비타민"이라는 논설에는 "...연구를 통해 비타민의 많은 비밀이 밝혀졌지만, 확실한 치료 효과와 인간에게서 명확한 결핍 질환은 발견되지 않았다"는 내용이 있었다. 동물 실험에서는 성공적인 임신에 필요한 것으로 나타났지만, 유산 위험이 있는 여성에게는 이점이 관찰되지 않았다. 혈관 건강에 대한 증거는 설득력이 없는 것으로 여겨졌다. 이 논설은 어린이의 용혈성 빈혈 예방에 대한 일부 예비적인 인체 증거를 언급하며 마무리되었다.^[119]

비타민 E의 관상 동맥 질환에서의 역할은 1946년 이반 슈트와 동료들에 의해 처음 제안되었다.^[120]^[121] 같은 연구 그룹은 더 많은 심혈관 연구를 진행했으며,^[122] 여기에는 대량의 비타민 E가 동맥경화증의 발병을 늦추거나 심지어 역전시킬 수 있다는 제안이 포함되었다.^[123] 그러나 그 후의 연구에서는 비타민 E 보충제와 비치명적 뇌졸중이나 심근 경색과 같은 심혈관 질환 또는 심혈관 사망률 사이에 연관성이 없음을 보여주었다.^[124]

비타민 E가 함유된 오일의 국소 도포가 화상과 상처 치유에 도움이 된다는 믿음은 오래전부터 존재했지만,^[105] 과학적 검토에서 이러한 주장은 반박되었다.^[106]^[107]

유아 영양에서 비타민 E의 역할에 대한 연구 역사는 오래되었다. 1949년부터 미숙아를 대상으로 한 시험에서 경구 알파-토코페롤이 부종, 두개내 출혈, 용혈성 빈혈 및 망막증으로부터 보호하는 것으로 나타났다.^[125] 최근 검토에서는 조산아의 비타민 E 보충이 두개내 출혈과 망막증의 위험을 줄였지만 패혈증 위험이 증가했음을 지적했다.^[126]

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