어두운 곳에서의 시각, 즉 암순응(scotopic vision)을 담당하는 광수용세포는
간상세포(rod cell)입니다. 간상세포는 빛에 매우 민감하여 밝기가 낮은 환경에서 주로 활성화되며, 밝은 곳에서 색을 구별하는
원추세포(cone cell)와는 기능적으로 구분됩니다.
간상세포의 바깥분절(outer segment)에는
로돕신(rhodopsin)이라는 시각색소가 존재합니다. 로돕신은 단백질 성분인 옵신(opsin)과 색소 성분인
11-시스-레티날(11-cis-retinal)이 결합한 구조입니다. 빛이 로돕신에 도달하면 11-시스-레티날이 올-트랜스-레티날(all-trans-retinal)로 이성질화(isomerization)되면서 옵신과 분리되고, 이 과정이 광변환(phototransduction) 신호전달을 촉발하여 시각 신호가 생성됩니다
[4].
여기서 11-시스-레티날은
비타민 A의 알데하이드 대사산물입니다. 동물은 비타민 A를 체내에서 새로 합성할 수 없으므로 반드시 식이를 통해 섭취해야 하며, 섭취한 비타민 A는 간에서 저장된 뒤 필요 시 레티날로 전환되어 시각색소 재합성에 사용됩니다
[4]. 따라서 비타민 A가 결핍되면 간상세포에서 로돕신을 정상적으로 재생하지 못하게 됩니다.
비타민 A 결핍 환자에서는 실제로 간상세포 기능이 소실되고 암순응이 지연되는 소견이 관찰됩니다. 원발성 담즙성 간경변증과 크론병 환자를 대상으로 한 연구에서, 야맹증을 호소한 환자들은 초기에 측정 가능한 간상세포 기능이 전혀 없었고 원추세포의 암순응도 지연되었으나, 비타민 A 경구 보충 후
8일 이내에 시각 기능이 정상으로 회복되었습니다
[1]. 낭포성 섬유증 환자 43명을 대상으로 한 연구에서도 비타민 A 결핍이 확인된 8명에서 암순응 검사 이상이 나타났고, 비타민 A 보충 후 4명에서 암순응 검사가 호전되었습니다
[3].
혼동 주의! 원추세포의 시각색소는 요돕신(iodopsin)이며 밝은 곳에서의 색각을 담당합니다. 간상세포는 로돕신, 원추세포는 요돕신이라는 연결을 정확히 구분해야 합니다.
비타민 A 결핍 시 간상세포의 로돕신 재합성이 저하되어 암순응 장애, 즉 야맹증(night blindness)이 가장 먼저 나타납니다. 이는 비타민 A 결핍의 초기 안과적 징후로, 결막건조증(xerosis)이나 각막연화증과 같은 더 심각한 합병증으로 진행하기 전에 나타날 수 있습니다
[3].
야맹증은 간상세포 기능 저하를 반영하는 대표적인 임상 지표이므로, 비타민 A 결핍이 의심되는 환자의 사정에서 암순응 검사와 혈청 비타민 A 농도 측정이 함께 고려됩니다.참고 문헌 (논문 출처)
- [1]
Visual function and rhodopsin levels in humans with vitamin A deficiency.일반논문Kemp CM, Jacobson SG, Faulkner DJ, Walt RW (1988) · DOI: 10.1016/s0014-4835(88)80076-9
- [3]
Night blindness and conjunctival xerosis caused by vitamin A deficiency in patients with cystic fibrosis.일반논문R J Rayner, J C Tyrrell, Eric Hiller, C B Marenah, M A Neugebauer, Stephen A Vernon (1989) · DOI: 10.1136/adc.64.8.1151
- [4]
Mechanisms of vitamin A metabolism and deficiency in the mammalian and fly visual system.일반논문Dewett D, Lam-Kamath K, Poupault C, Khurana H, Rister J (2021) · DOI: 10.1016/j.ydbio.2021.03.013