나이 많거나 몸무게 늘수록 비타민 합성 방해돼 결핍
섭취 시 면역이나 암 질환·만성통증과 계절성 우울증에 큰 도움

경기도 안산시 단원구 백제약국 김연흥 약사

얼마 전 비타민D에 대한 방송이 나온 이후로 약국에 비타민D를 문의하는 손님이 급증했습니다. 우리가 학창시절 배운 비타민D에 대한 내용은 골밀도 증가와 관련된 내용이 대부분이지만 요즘 사람들의 관심은 비타민D의 골밀도 증가 이외의 효과에 집중되어 있습니다.

비타민D는 알면 알수록 매력적인 물질임은 분명한 것 같습니다. 하지만 우리가 기본적으로 알고 있는 비타민D에 관한 내용을 보완하지 않으면 시대의 흐름을 따라가지 못할 것 같습니다.

이번 회에서는 우리가 알고 있는 비타민D에 대한 내용들을 되짚어보고 또 앞으로 알아야만 될 내용들에 대해서도 살펴보도록 하겠습니다.

지금까지 발견된 프로비타민D는 D2~에서 D7까지 다양합니다. 자외선 조사를 통해 비타민 D2에서 D7까지 얻을 수 있지만, 그중에서 생물학적 활성이 높은 것은 D2와 D3 뿐입니다. 효모에서 많이 발견되는 Ergosterol과 동물의 피부에 많이 있는 7-Dehydrocholesterol이  각각 비타민D2(Ergocalciferol), 비타민D3(Cholecalciferol)로 전환됩니다.

비타민D2는 비타민D3로 전환되어야 이용이 되기 때문에 우리가 관심을 가져야 할 비타민D는 비타민D3(Cholecalciferol)이고 비타민D3의 결정체는 4,000만IU/g가 국제적 표준치입니다.

7-Dehydrocholesterol이 자외선B(UV-B)와 만나면 비타민D3가 합성되는데, UV-B는 파장 290~315nm의 좁은 영역에 있고, 또한 옷과 유리를 통과하지 못하기 때문에 실내 생활을 주로 하는 현대인은 비타민D3가 충분하게 합성되기는 어렵습니다. 
소장에서 흡수된 비타민D는 간에서 수산화과정을 거쳐 25D(25-hydroxycholecalciferol)로 전환되게 됩니다. 비타민D 검사를 할 때는 이 25D검사하는 것입니다. 따라서 검사결과 비타민D가 부족하다고 말하는 것은 이 25D가 부족하다는 뜻입니다. 1)

또한 이들은 신장으로 가서 1,25D3로 전환됩니다. 이렇게 활성화된 calcitriol은 혈액으로 유입되어 단백질과 결합하여 필요한 곳으로 이동하게 됩니다.

하지만 간과 신장의 기능이 정상이 아닐 때는 위의 과정에 문제가 생기기 때문에 신기능이 저하된 환자에게는 1-Hydroxycholesterol(원알파)을 투여해야 하며, 신기능과 간기능이 모두 저하되어 있다면 1,25-Dihydroxycholecalciferol(본키)를 투여해야 합니다. 2)

비타민D는 지용성 비타민이므로 소장에서 흡수되기 위해서는 담즙이 필요하며, 장내에 지방이 있을 때 흡수가 증가됩니다. 따라서 지방의 흡수를 방해하는 요인이 있다면(고지혈증약 복용, 스테로이드제, 호르몬제, 미네랄 오일 등의 섭취와 담낭 제거술 시술자등) 비타민D의 흡수도 방해받게 됩니다.

비타민D는 소장의 상피세포에서 칼슘이온의 운반에 필요한 단백질(CaBP, calcium-binding protein)의 생합성을 촉진시키며, 이들 단백질이 많이 형성될 때 칼슘의 흡수는 증가합니다. 비타민D에 의해 인의 흡수도 촉진되며, 이들 두 무기질의 농도가 증가함으로 인해 뼈의 정상적인 석회화가 이루어집니다. 3)

비타민D는 파골세포를 자극해 뼈의 칼슘 방출을 증가시킴으로써 혈청 중 칼슘과 인산염의 농도를 적절한 수준으로 유지시킵니다. 혈청 중 칼슘 또는 인산염의 농도가 저하되면 부갑상선이 반응해 부갑상선 호르몬이 분비됩니다. 이 호르몬은 신장의 Hydroxy 효소를 자극하여 25D가 1,25D로 전환되도록 합니다. 따라서 비타민D는 뼈에서 혈액으로 칼슘과 인산염의 방출을 촉진하는 동시에 신장의 대사를 촉진하는 역할을 합니다. 4)

또한 비타민D는 신장에서 칼슘과 인산염의 재흡수를 촉진하기도 합니다. 적당한 칼슘과 인산염의 농도 유지는 뼈의 석회화에 필수적입니다.

이와 같이 비타민D는 소장에서 칼슘의 흡수를 돕고, 신세뇨관에서 인산염의 재흡수를 돕습니다. 뼈의 성장에 필요한 연골형성에 영향을 주는 조골세포에 직접 작용하기 때문에 어린이의 성장 및 뼈, 치아의 발육에 영향을 미칩니다. 근육의 약해짐을 방지하고, 심박동을 정상화 합니다. 골다공증, 저칼슘혈증치료에 이용되며 면역을 증강시킵니다. 갑상선기능을 돕고, 정상적인 혈전을 생성시킵니다. 이와 같은 미네랄의 균형을 이루는 작용 외에도 세포분열에 중요한 여러 가지 유전인자의 역할을 정상화하는데 필수성분입니다.

비타민D의 권장소비량은 하루 400IU이고 4000IU를 넘어가면 독성증세가 나타날 수 있습니다. 그 증세는 식욕감퇴, 메스꺼움, 구토, 갈증, 설사, 허약, 체중감소 등이 있습니다. 또한 뼈 조직뿐 아니라 심장과 근육 등의 각종 연조직에 칼슘이 침착됩니다. 특히 신장에 석회화가 일어나 기능장애를 일으켜 요독증을 일으키는 경우도 있습니다. 이때는 비타민D의 투여를 중단하고 칼슘 함유량이 적은 식사를 하면 없어집니다.

여기까지가 전통적으로 약사들이 알고 있는 비타민D에 대한 내용들입니다.

지금까지는 앞에 소개된 내용 정도만 정확히 알고 있어도 문제될 것이 없었지만 최근의 비타민D에 대한 응용과 이해는 이 내용을 살짝 뛰어넘어야 될 것 같습니다. 따라서 지금부터는 약사들이 좀 더 신경 써서 알아두면 도움이 될 비타민D에 관계된 내용에 대해 소개하고자 합니다.

비타민D 합성에 방해가 되는 요인들
1. 위도
2. 계절
3. 고도
4. 하루 중 시간
5. 대기오염
6. 구름 덮인 하늘
7. 햇빛 차단제의 사용
8. 피부의 멜라닌 양
9. 나이
10. 몸무게
11. 몸을 덮고 있는 옷의 양

1번부터 7번까지는 그 이유를 쉽게 예상할 수 있을 것 같아 따로 부연설명을 하지는 않겠습니다. 하지만 8, 9, 10항은 그 이유를 쉽게 이해하지 못할 수도 있으니 그 이유를 설명해 보도록 하겠습니다.

피부의 멜라닌 양
멜라닌은 피부색을 표현해주는 피부 속의 색소입니다. 또 그 멜라닌은 UV-B를 흡수해서 비타민D의 생산을 방해하기 때문에 검거나 어두운 피부를 가진 사람들이 비타민D를 합성하기 더 어렵습니다.

나이
나이든 사람일수록 비타민D 결핍이 될 위험성이 더 높아집니다. 나이가 들어감에 따라 햇빛에 노출되더라도 피부에서 비타민D 생성량이 줄어들게 되는데, 그 이유는 UV-B를 접하고도 비타민D를 생성할 수 있는 효율이 떨어지는 것과 나이가 들수록 햇빛에 노출되는 시간이 줄어드는 것도 한 원인이라고 할 수 있습니다. 나이가 든 사람일수록 비타민D가 더 필요합니다.

몸무게(체지방량)
콜레스테롤에서 비타민D가 만들어지기 때문에 언뜻 생각하면 체중이 많이 나가는 사람이 비타민D가 더 잘 생성될 것으로 생각하기 쉽지만, 생성된 비타민D가 지방세포에 흡수되어버려서 신체 각 조직과 기관이 비타민D를 사용하기가 더 어려워집니다. 따라서 체중이 많이 나가는 사람이 더 많은 비타민D를 섭취해야 합니다.
이외에도 모유만 먹고 자란 어린이나 유색인종에게서 비타민D 결핍이 보다 자주 발견된다고 합니다. 5)

그렇다면 비타민D가 부족할 수밖에 없는 이유를 잘 알았으니 비타민D의 골밀도 증가 이외의 기능에 대해서 알아봐야겠지요?

비타민D 농도가 낮거나 VDR(Vitamin D Receptor)의 유전적 변형이 있는 경우, 골연화증, 골다공증 뿐 아니라 유방암, 대장암, 전립선암 등의 악성종양, 고혈압, 당뇨병, 면역장애와 관련된 질환 등이 증가한다는 보고들이 많습니다.

· 비타민D와 암
비타민D는 세포의 성장을 둔화시킵니다. 암세포의 두 가지 특징은 분화(specialization)가 결여되고 빠른 성장 또는 증식을 한다는 것입니다. 유방을 포함한 폐, 피부(흑색종, melanoma),대장, 뼈를 포함한 많은 악성 종양이 비타민D 수용체(VDR)를 가지고 있음이 알려졌습니다. 비타민D3의 생물학적 활성형인 칼시트리올과 그 유사체는 분화를 유도하고 많은 암과 비 암세포의 증식을 방해한다고 알려졌습니다.

비타민 D가 암을 억제하는 기전을 간단히 살펴보자면

세포자멸사(apoptosis)
세포자살은 세포가 건강한 세포로 대체 되어야 할 상황에 놓였을 때 오래된 또는 병든 세포가 스스로 사멸하는 과정을 말합니다. 암세포는 이런 기능이 사라진 적인데 비타민D는 세포자살이 정상적으로 이뤄지도록 돕습니다.

세포 분화(Cell differentiation)
세포는 고유의 기능을 하도록 변화합니다. 배아 상태의 세포는 성장하면서 점차 특화된 조직과 기관의 기능에 맞추어 변모합니다. 암세포는 분화능력을 상실하여 계속 성장과 분열만 하게됩니다. 비타민D는 암세포가 다시 분화 과정을 거쳐 세포가 속한 기관에 알맞게 성상 기능을 하는 세포로 성장할 수 있도록 돕습니다.

세포 증식(Cellular proliferation)
체내의 세포가 성장하고 분열하여 수가 늘어가는 것이 증식입니다. 세포의 증식을 조절하는 유전자는 비타민D의 영향을 받습니다. 만약에 비타민D 농도가 낮으면 세포 증식을 조절하는 유전가의 기능이 저하됩니다.

세포성장 조절(regulating cell growth)
비타민D는 혈관이 새로 생성되는 혈관신생과정을 막습니다. 암세포는 지속적으로 성장하기 위해 새로운 혈관을 만드는데 비타민D는 혈관신생과정에 영향을 주는 유전자에 영향을 주어 암세포가 새로운 혈관을 만들지 못하도록 조절합니다.

전이의 감소(reduction of metastasis)
암세포의 전이는 세포의 일부가 혈액을 통해 신체의 다른 부위로 이동하여 정상의 조직 사이에 파고들어 암세포 종괴를 형성하는 것을 뜻합니다. 비타민D는 이 과정을 방해하는 것으로 알려져 있습니다.
이런 과정이 비타민D의 암세포 억제에 대한 기전으로 알려져 있습니다. 몇 몇의 연구결과들은 비타민D가 유방암, 폐암, 대장암과 전립선암에 효과가 있는 것으로 소개하고 있습니다.

· 비타민D와 심혈관 질환
심혈관 질환에는 고혈압, 관상동맥질환, 심부전, 뇌졸중 등이 포함됩니다. 비타민D의 결핍은 혈관 벽의 근육에 영향을 미치며 혈관 벽에 칼슘 침착과 염증을 유발시키는 것으로 알려졌습니다. 또한 혈압을 관장하는 중추 내분비 기관에도 영향을 미칩니다. 이런 요인들로 인해 비타민D가 부족하면 심혈관 질환이 증가할 수 있다고 예상합니다.

· 비타민D와 만성통증
비타민D가 부족하면 PTH의 영향으로 근육과 뼈에서 칼슘이 유리됩니다. 근육과 뼈의 강도가 떨어지게 되면서 만성통증을 일으키게 됩니다.

· 비타민D와 건선
빠른 속도로 분열하는 세포를 증식이라고 말합니다. 세포증식은 성장기와 상처치유(재생,regeneration)중에 관찰됩니다. 반면 분화(differentiation)는 신경 세포와 같이 특별한 기능을 위한 세포의 특수화(specialization)를 가져옵니다. 따라서 증식과 분화는 반대적 입장에 있다고 볼 수 있습니다. 일반적으로 세포의 분화는 증식에 있어서 감소를 초래합니다. 건선(psoriasis)은 각질세포(keratinocyte)라고 불리는 피부 세포의 증식이 특징적인 질병이다. 각질 세포에서 VDR(Vitamin D receptor)의 발견은 심한 건선의 치료를 위해 칼시드리올 유사체를 포함하는 크림의 사용을 가능케 했습니다.

· 비타민D와 면역
VDR은 면역계에서 중요한 역할을 하는 T세포에서도 발견됩니다. T세포는 항원을 인식하고 면역반응을 조절하는 기능을 하고 있는데, 자가 면역 질환과 알레르기는 T세포 매개 면역에 문제가 생겼을 때 발생합니다. 과량의 1,25D는 이런 면역계 질환의 억제에 도움이 됩니다.

· 비타민D와 만성피로
일조량이 적은 계절에 특히 피로감을 많이 느끼고 통증을 느낀다면 비타민D 결핍을 의심하는 게 좋습니다. 6) 이외에도 다발성경화증, 계절성 정서장애, 천식, 독감과 1,2형 당뇨에도 도움이 되는 것으로 알려져 있습니다.

지금까지 약국에서 알아야만 할 비타민D에 대해 알아봤습니다. 좀 더 정확한 정보를 소개하고 싶지만 비타민D에 대한 연구는 아직까지 진행 중인 것으로 보입니다. 충분한 데이터가 준비되어 있지 않기 때문에 아직은 사용에 좀 더 신중해야 할 것 같습니다. 하지만 지금까지 알려진 내용만 가지고도 충분히 다양한 질환에 비타민D를 취급할 수 있을 것 같습니다.

비타민D 단일제제는 정제, 캡슐, 액상제품 형태로 나오고 있고, 또한 오메가-3와 복합으로 나오는 제품, 비타민B군과 복합으로 나오는 제품, 칼슘 마그네슘과 혼합되어 있는 제품 등 다양한 복합제도 나오고 있습니다. 사용할 수 있는 형태는 다양한 것 같습니다. 우리 약사들이 잘 사용만 하면 되겠죠.

분명 비타민D의 임상은 칼슘의 흡수촉진이 그 첫 번째가 될 것입니다. 하지만 그 외의 부가적인 효과 역시도 무시하지 못할 수준에 있다고 생각합니다. 면역에 관계된 질환과 암과 관계된 질환, 만성통증과 계절성 우울증 모두 쉽게 치료할 수 없는 난치성 질환입니다. 이 질환의 치료에 우리가 쉽게 접할 수 있는 비타민D가 도움이 될 수 있다는 사실은 너무나 고마운 일입니다. 비타민D를 열심히 공부하여 많이 응용하시길 바랍니다.

각주)-----------------
1) 비타민D혁명 소림칼사 저
2) 분자교정요법 박성호 저
3) 일반약 임상약학 최병철 저
4) 일반의약품(약학정보원) 김성철 저
5) 비타민D 다이어트 제임스다우드, 다이엔 스태포드 저
6) 비타민D 다이어트 제임스다우드, 다이엔 스태포드 저