판토텐산(Pantothenic acid)은 비타민 B군에 속하는 수용성 비타민으로, 비타민 B5라고도 불린다. 모든 동물이 코엔자임 A(CoA)를 합성하기 위해 필요로 하는 필수 영양소이다. 코엔자임 A는 세포의 에너지 생산과 단백질, 탄수화물, 지방의 합성 및 분해에 필수적인 역할을 한다.
화학적 특성
판토텐산은 판토산(pantoic acid)과 β-알라닌(β-alanine)의 결합으로 이루어진 화합물이다. 화학식은 C₉H₁₇NO₅이며, 수용성 비타민으로서 체내에 오래 저장되지 않고 과잉분은 소변으로 배출된다. 순수한 상태에서는 점성이 있는 황색 액체로 알려져 있으며, 중성 pH에서 안정하지만 산, 알칼리, 열에 의해 쉽게 분해되는 특성이 있다.
어원
"판토텐산"이라는 이름은 그리스어 "πάντοθεν(pantothen)"에서 유래하였으며, 이는 "모든 곳에서(from everywhere)"라는 뜻이다. 이는 판토텐산이 거의 모든 식품에 소량으로 존재하기 때문에 붙여진 이름이다.
생물학적 기능
판토텐산의 주요 기능은 코엔자임 A(CoA)의 합성에 관여하는 것이다. 코엔자임 A는 시트르산 회로(TCA 회로)를 포함한 세포의 주요 이화 경로에서 필수적인 조효소로 작용하며, 아세틸-CoA의 형태로 피루브산이 TCA 회로에 진입하는 과정에 필요하다. 또한 지방산 합성에 필요한 아실 운반 단백질(ACP)의 형성에도 관여한다. 이 외에도 아실화 및 아세틸화 반응, 신호 전달, 다양한 효소 기능에 필요하다.
식품 급원
판토텐산은 동물성 식품과 식물성 식품 모두에 널리 분포한다. 주요 급원으로는 소 간, 닭고기, 계란, 우유 등 유제품, 버섯, 해바라기씨, 아보카도, 감자, 토마토, 귀리, 통곡물 등이 있다. 다만 백미나 백밀가루로 가공하는 과정에서 곡물의 외층에 존재하는 판토텐산이 상당량 제거될 수 있다.
권장 섭취량
미국 국립의학원(IOM)은 판토텐산에 대해 충분한 근거가 부족하여 RDA(권장섭취량) 대신 AI(충분섭취량)를 설정하였다. 성인(14세 이상)의 AI는 하루 5mg이며, 임신 중에는 6mg, 수유 중에는 7mg으로 제시된다. 유럽식품안전청(EFSA)도 유사한 수준의 AI를 설정하고 있다.
결핍
판토텐산은 거의 모든 식품에 존재하므로 인간에서 결핍은 매우 드물다. 결핍 사례는 주로 제2차 세계대전 당시 포로수용소 수용자나 극심한 영양실조 상태에서 관찰되었다. 결핍 증상으로는 손발의 저림이나 화끈거림, 두통, 피로, 과민성, 불면, 위장 장애 등이 보고되었다. 다만 이러한 결핍은 다른 영양소 결핍을 동반하는 경우가 많아 판토텐산 단독 결핍의 특이적 증상을 구분하기는 어렵다.
안전성
판토텐산에 대해서는 인체에서 고용량 섭취로 인한 유해 영향에 대한 보고가 없어 상한섭취량(UL)이 설정되지 않았다. 다만 매우 고용량(예: 하루 10g)을 섭취한 일부 개인에서 경미한 설사와 위장 장애가 보고된 바 있다.
역사
판토텐산의 필수성은 1933년 로저 J. 윌리엄스(Roger J. Williams)에 의해 효모의 성장에 필요하다는 사실이 밝혀지면서 처음 확인되었다. 이후 1940년에 화학 구조가 결정되었으며, 1953년 프리츠 리프만(Fritz Lipmann)이 코엔자임 A의 발견과 중간 대사에서의 중요성에 대한 공로로 노벨 생리학·의학상을 수상하였다.
관련 질환
판토텐산 키나아제 2(PANK2) 유전자의 돌연변이는 판토텐산 키나아제 연관 신경변성(PKAN)이라는 희귀 유전 질환을 유발할 수 있다. 이 질환은 뇌 철 축적과 관련된 신경변성의 한 유형으로, 근긴장이상, 경직, 색소성 망막병증 등의 증상을 나타낼 수 있다.
