건강 솔루션 비타민 D

건강 솔루션 비타민 D

마이클 홀릭 지음

푸른솔 / 2014년 11월 / 375쪽 / 28,000원





제1부 삶의 빛과 건강 호르몬



비타민 D는 무엇인가? - 호르몬인가 혹은 비타민인가?

우리에게 가장 흔한 건강 위해요인: 내가 사람들에게 비타민 D 결핍이 우리에게 가장 흔한 건강 위해요인이라고 말하면, 부유한 선진국들에서 돌아오는 반응은 꽤나 동일하다. “글쎄요. 그건 나나 우리나라의 그 누구에게도 해당되지 않을 텐데요. 게다가 우리의 의료 수준은 아주 좋거든요.” 그리고 내가 사람들에게 비타민 D를 건강한 수치로 유지하는 최선의 방법은 매주 2~3번 분별 있는 햇빛 노출을 통하는 것이라고 상기시킬 때, 들리는 반응을 간추리면 “설마 진심은 아니겠죠. 햇빛은 암과 노화의 악령입니다. 절대로 햇빛을 약물로 고려하지는 못하죠.”라는 것이다.

그러나 점점 더 많은 연구에서 비타민 D와 최적의 건강 사이에 연관성이 확인되고 있으며, 사람들의 태도도 변화되고 있다. 연구자들은 오래 전부터 ‘햇빛 비타민’이 인체가 칼슘을 흡수하도록 촉진해 뼈를 강화한다는 사실을 알고 있었으나, 최근에서야 우리는 비타민 D가 인체의 복잡한 체계에서 모든 계통 및 세포의 건강을 유지하는 데 얼마나 광범위한 역할을 하는지 이해하기 시작했다. 예를 들어 비타민 D는 뼈 건강만큼이나 심장 및 뇌 건강에도 중요할 수 있다. 체내 비타민 D의 수치를 증가시키면 고혈압에서 척추 통증까지, 당뇨병에서 관절염까지, 상기도 감염에서 감염병까지 그리고 섬유근육통에서 암까지 놀라울 정도로 많은 질환을 예방하거나 그러한 질환의 치료에 도움이 될 수 있다. 또한 생식력, 체중 조절과 기억도 향상시키는 것으로 보인다.

비타민이 아니라 호르몬이다: 우리는 비타민 D를 비타민, 즉 비타민 C 또는 니아신처럼 우리가 식사에서 섭취하고, 또 생물학적 반응에 관여해 신체가 최적으로 작용하도록 돕는 물질로 생각하는 경향이 있다. 그러나 그 이름에도 불구하고 비타민 D는 비타민이 아니며, 사람은 그것을 얻기 위해 식사에 의존할 수 없고 그것을 피부에서 만든다. 비타민 D의 신체에 대한 그 광범위한 효과는 호르몬이 작용하여 대사 경로, 세포 기능과 수많은 유전자의 발현에 영향을 미치는 것과 마찬가지이다.

비타민 D의 체내 활성대사산물은 사실 1,25-디히드록시비타민 D(간단히 1,25-vitamin D라고 부르자)라는 분자로, 이는 2,000개 이상의 유전자, 즉 인간 게놈의 약 6%를 직간접적으로 표적으로 하는 세코스테로이드(secosteroid) 호르몬이다. (나는 향후 비타민 D의 두 가지 서로 다른 유형, 즉 비타민 D2와 비타민 D3에 대해 얘기할 것이다. 하지만 편의상 비타민 D2 또는 비타민 D3를 비타민 D로 대신하고, 해당되는 곳에서만 비타민 D2 또는 비타민 D3라고 구체적으로 언급할 것이다.)

일반적으로 말해 비타민은 인체가 만들 수 없지만 인체의 적절한 기능에 필요한 유기화합물이다. 식사나 보충을 통해 섭취하는 비타민은 성장, 발달과 대사 반응에 필수적이다. 반면 호르몬은 체내에서 간단한 전구체로부터 합성되고 멀리 있는 조직들로 가서 의도된 효과를 내고 여러 대사를 촉진한다. 그 성장 과정을 보면 비타민 D는 외부 공급원의 도움을 받아 순차적인 반응을 일으키며 합성되는데, 피부 세포에 존재하는 콜레스테롤 유사 분자의 전구체(7-dehydrocholesterol; provitamin D3)가 햇빛의 자외선 B 부분을 흡수하여 소위 프리비타민 D3(previtamin D3)를 생성함으로써 그 과정이 시작된다. 그러면 프리비타민 D3는 체온의 도움을 받아 스스로 신속히 변환되어 비타민 D를 생성하며, 생성된 비타민 D는 즉시 피부 세포에서 나와 혈류로 향한다. 그러나 비타민 D가 호르몬으로 작용할 수 있으려면 먼저 두 단계의 활성화를 거쳐야 하는데, 하나는 간에서 또 하나는 신장에서 이루어진다.

대부분의 사람은 대략 오전 10시에서 오후 3시 사이에 그리고 주로 늦은 봄, 여름과 초가을의 햇빛 노출로부터 비타민 D 요구량을 얻는다. 비타민 D는 지용성이기 때문에 체지방에 저장되고 겨울철 내내 분비되어 연중 내내 비타민 D가 충분할 수 있다. 그런데 자외선 차단지수(SPF)가 8인 자외선 차단제를 피부에 바르면, 차단제는 UVB 광선의 약 90%를 흡수해 피부에서 비타민 D를 만드는 능력이 약 90% 감소할 것이다. SPF가 30이면 그 능력이 99% 감소한다. 참고로 미국 중서부에서 비흑색종 피부암 병력이 있는 농부들은 항상 자외선 차단을 하라는 말을 들었으며, 그들은 그렇게 했다. 우리가 여름철 끝 무렵에 그들로부터 비타민 D의 혈중 수치를 측정하였더니 거의가 결핍이었다.

뼈 건강에서 뇌 건강까지: 이전에 생각했던 것(비타민 D 수용체가 뼈, 장과 신경에만 있다는 것)과는 달리 우리는 이제 비타민 D 수용체가 체내 ‘도처’에 있다는 사실을 안다. 비타민 D 수용체가 뇌에 존재하고, 비타민 D의 활성형은 기분을 상승시키는 세로토닌의 생성을 촉진한다는 증거도 있다. 이는 비타민 D가 어떻게 우울증의 감소에 도움이 될 수 있는지를 설명해준다. 한편 과학계의 많은 사람은 비타민 D가 세포 성장을 조절할 수 있으므로 건강을 위한 보초 역할을 한다고 생각한다.

이는 그것이 암의 시발에 영향을 미칠 수 있다는 의미이다. 세포가 자신의 성장을 제어하지 못하기 시작하고 악성 암세포가 되는 길에 접어들면, 활성형 비타민 D가 세포 성장을 제어하는 유전자를 발현시키거나 ‘세포자멸사’를 유도함으로써 구조에 나설 수 있다. 종양이 뿌리를 내리고 성장하기 시작하면, 활성형 비타민 D에게는 하나 더 비책이 있다. 암이 생존하기 위해 필요로 하는 영양분을 공급하는 혈관이 형성되지 못하도록 하는 것이다. 불행히도 일단 악성 과정이 시작되면, 암은 영리하게 활성형 비타민 D의 유익한 효과에 저항하게 되는 시스템을 개발한다. 이 때문에 평생에 걸쳐 비타민 D를 충분히 유지하는 것이 중요하다. 사실 폐암이 겨울에 발견된 사람은 여름에 진단되었을 경우보다 더 빨리 사망할 가능성이 있는 것으로 알려져 있다. 뼈 건강도 관련 있다. 햇빛 노출은 골밀도의 증가와 유지 그리고 노인들 사이에 사망과 장애의 주요 원인 중 하나인 골절의 감소에 도움이 된다.

오늘날 결핍 유행의 복잡성: 우리가 햇빛을 두려워하고 자외선 차단제를 과도하게 사용함으로써 비타민 D를 충분한 수치로 유지하는 능력을 심각하게 위축시켰다고 말하는 것은 한 측면에 불과하다. 오늘날의 결핍 유행을 독특한 문제로 만드는 기타 변수들이 있다. 연령, 성별, 인종, 지리상 위치, 문화 요인, 식사, 약물 그리고 비만, 간 질환, 장 질환 및 신장 질환과 같은 특정 질환이 모두 감안되는 요인이다. 체중을 제어하기 위해 비만대사 수술을 받은 사람들은 추가로 문제가 발생한다.

한편 피부에서 여름의 비타민 D 합성 활동을 겨울의 경우와 비교해보면 겨울의 비타민 D 합성이 80~100%로 감소되어 있다(플로리다와 같은 곳에서도). 조지아의 애틀랜타보다 북쪽으로 더 멀리 사는 사람은 약 11월부터 3월까지 근본적으로 피부에서 비타민 D를 전혀 만들 수 없다. 적도에서 태양이 빛난다고 해도 이른 아침이나 늦은 오후에는 여전히 비타민 D를 만들지 못하는데, 태양의 천정각이 너무 사각이어서 비타민 D를 만드는 UVB 광자의 대부분이 오존층에 의해 흡수되기 때문이다.

사람들이 자신은 통상적인 고위험 범주들의 어디에도 들지 않기 때문에 자신이 비타민 D 결핍이라는 가능성에 대해 의구심을 표할 때, 나는 그들에게 식사와 일일 복합비타민으로는 요구량을 충족시키기가 거의 불가능하다는 사실을 주지시킨다. 사람들은 균형이 잘 잡힌 식사를 하면 자신이 필요로 하는 모든 영양소를 섭취한다고 생각한다. 하지만 식사 공급원에서 얻는 비타민 D는 매우 적다. 한 잔의 우유 또는 비타민 D 강화 주스나 음식 1인분에는 100IU밖에 없다.

어류, 식물플랑크톤, 공룡과 인간 - 비타민 D의 진화와 햇빛의 과학

햇빛의 과학 - UV 광선에서 활성형 비타민 D까지: 나는 30여 년 전 순환형 비타민 D(25-vitamin D)와 그 후속 활성형 비타민 D(1,25-vitamin D, 인간에게 직접적인 건강 효과를 제공하는 유형의 비타민 D)를 확인했다. 일단 비타민 D의 활성화가 신장에서 일어난다는 사실이 인식되자, 우리는 활성형을 사용하여 신장 질환과 골 질환 그리고 폐경 후 골다공증이 있는 환자들을 치료할 수 있을 것이라는 희망을 가졌다. 그러나 우리는 곧 이것이 비타민 D 이야기의 시작에 불과하다는 사실을 깨달았다.

1979년 드루카 그룹은 본질적으로 체내 거의 모든 조직이 비타민 D의 활성형을 인식하는 것으로 보인다고 보고했다. 아울러 우리와 기타 실험실들은 계속해서 체내 모든 조직 및 세포에 비타민 D 수용체가 있다는 사실을 입증했다. 그리고 우리는 아마도 비타민 D가 그저 칼슘과 골 대사를 조절하는 것 이외의 생물학적 작용을 할 것이라는 점을 이해하기 시작했다.

태양 광선의 비타민 D 생성 - UVA나 UVC가 아니라 UVB: 비타민 D를 만드는 경이는 물론 태양으로부터 시작된다. 태양 광선은 다양한 파장의 전자기 복사 에너지를 가진 꾸러미들로 이루어져 있어, 파장이 가장 길고 에너지가 가장 적은 적외선에서 빨, 주, 노, 초, 파, 남, 보의 가시광선을 거쳐 파장이 가장 짧고 에너지가 가장 많은 자외선까지 있다. 자외선(UV)은 UVA, UVB와 UVC로 구성되어 있는데 UVC(200~280nm)와 일부 UVB(281~289nm)는 대기의 오존층에 의해 완전히 흡수되므로 지표면이나 인간 피부에 도달하지 못한다. 반면 UVA(320~400nm)와 대부분의 UVB(290~319nm)는 다양한 정도로 지표면에 도달하고 인체에 서로 다른 영향을 미친다.

UVA는 UVB보다 100배나 더 많이 지표면에 도달하며, UVA는 UVB보다 에너지를 훨씬 덜 함유하고 있지만 피부 층에 더 깊숙이 침투할 수 있다. 거기서 UVA는 탄력 구조물에 영향을 미치고, 프리 라디칼을 증가시키며, 주름을 유발하고, 아울러 면역계와 멜라닌 세포, 즉 피부 색소 세포에 영향을 준다. 이 때문에 UVA는 흑색종의 주요 원인인 것으로 생각된다. 반면 UVB는 고에너지 유형의 광선으로 DNA와 단백질에 의해 흡수되고 침투력이 덜하다. UVB는 피부를 붉게 하고 장기적으로 비흑색종 피부암의 주요 기여요인이다. UVB에 피부가 붉게 그을리면 흑색종을 촉진할 수도 있다.

또한 UVB는 피부에서 비타민 D의 생성을 자극하는 반응을 촉발하는 유일한 유형의 UV 광선이다. 그런데 최근까지 대부분의 자외선 차단제는 UVB 광선만 차단하였으며, 이는 미국과 기타 유럽 국가들에서 흑색종의 증가를 촉진하였을 수도 있다. 피부를 붉게 그을리는 UVB 광선만 차단하는 자외선 차단제를 믿는 사람들이 밖에서 햇빛에 무제한 머무르고, 그사이 깊숙이 침투하는 UVA 광선에 대해서는 보호를 받지 못하기 때문이다. 자외선 차단제를 전혀 바르지 않았다면 사람들은 흑색종 위험을 증가시킬 수 있는 선량의 UVA를 받을 정도로 오랫동안 햇빛을 받으며 머무를 수 없었을 것이다. 다행히도 연구자들은 이제 ‘광범위’ 자외선 차단제를 개발하였으며, 이는 대부분의 UVA와 거의 모든 UVB 광선을 차단한다(SPF에 따라). 한편 지표면에 도달하는 UV 광선의 양은 몇 가지 요인에 따라 다르다. 그러한 요인의 하나는 손상을 일으키는 태양 UV 광선의 대부분을 흡수하는 성층권 오존층이다. 그러나 오존층이 얼마나 흡수하는지는 연중 어느 시기인지와 기타 자연 현상에 달려 있다. 전체적으로 오존층은 산업 오염 그리고 이제는 금지되었지만 이전에 냉장고와 일부 헤어스프레이 등 소비자용품에 의해 방출된 물질들로 인해 얇아져 있다.

UVB에서 활성형 비타민 D까지: UVB 광선이 피부의 표면에 닿을 때 연쇄반응이 시작되는데, 거기서 7-디히드로콜레스테롤이 바로 피부의 상층에서 프리비타민 D3(previtamin D3)로 전환된다. 그러면 이 화합물은 급속히 비타민 D3로 변화되고, 비타민 D3는 피부 세포에서 방출되어 혈류에 들어갈 수 있다. 이러한 비타민 D3는 콜레칼시페롤이라고도 하며, 여전히 생물학적으로 불활성이다. 간이 받아들여 순환형인 25-비타민 D(25-vitamin D)를 생성해야 비로소 활성형이 되는데, 그 전에 일부는 피하 지방(피부 바로 밑의 지방층)에 저장된다. 비타민 D는 지용성이므로 바로 거기에 저장되어 겨울철 동안 필요에 따라 방출된다.

한편 비타민 D의 순환형은 그 기능을 수행하기 전에 또 다른 관문(신장)을 통과해야 한다. 여기서 25-비타민 D는 활성형인 1,25-비타민 D가 된다. 칼슘 대사 및 뼈 건강의 조절을 담당하는 것이 바로 이 활성형이다. 비타민 D가 충분하지 않으면 칼슘을 사용할 수 없으며, ‘결핍’이면 식사 또는 보충제에 함유된 칼슘의 10~15%밖에 흡수하지 못한다. 그리고 비타민 D ‘부족’이면 식이 칼슘을 30% 이하로 흡수한다. 요컨대 부족이라는 것은 엄밀히 말해 결핍은 아니지만, 여전히 인체의 완전한 요구량을 충족시키지 못하고 있다는 의미이다.

비타민 D 상태에 대한 유일한 검사: 비타민 D 상태를 정확히 측정하려면 활성형 비타민 D, 혹은 피부 세포에서 간으로 이동하는, 생물학적으로 불활성인 유형의 혈중 수치를 사용해서는 안 된다. 순환형(25-비타민 D)이 가장 중요한 비타민 D 측정 수치이다. 실험실 보고서에는 ‘혈청 25(OH)D’라고 적혀 있을 수 있는데, 이것이 맞는 유형이다. 의사들의 20% 이상이 잘못된 검사를 지시하곤 한다.

비타민 D2대 비타민 D3 - 차이는 무엇인가?: 피부에서 만들어지는 비타민 D는 비타민 D3이다. 한편 효모로부터 만들어지고 60년 이상 식품 강화와 보충제에 쓰여온 비타민 D2는 25-비타민 D 수치의 유지에 비타민 D3보다 덜 효과적인 것으로 비난받아왔다. 전문적이지 못한 언론이 비타민 D 보충제에 대해 주의해야 하고, 비타민 D2가 아니라 비타민 D3를 복용하도록 해야 한다는 생각을 심어왔기 때문이다. 그런데 2008년 나는 건강한 젊은 성인이 1,000IU의 비타민 D2를 섭취하면 1,000IU의 비타민 D3를 섭취하는 건강한 성인과 동일한 정도로 25-비타민 D의 혈중 수치가 증가한다고 보고했다.

비타민 D2가 비타민 D3의 파괴를 증진시키지 않는다는 점을 확인하기 위해 나는 500IU의 비타민 D2와 500IU의 비타민 D3를 동일한 캡슐로 투여받는 그룹을 포함시키도록 연구를 설계했고, 그 결과 25-비타민 D의 혈중 수치가 10ng/mL 증가하고 1,000IU의 비타민 D2 또는 1,000IU의 비타민 D3를 섭취할 경우에 성취되는 수치와 대등하다는 사실을 관찰했다. 다시 말해 나는 비타민 D2가 비타민 D3만큼 효과적이라는 사실을 입증하였고 이 뿌리 깊은 미신을 잠재웠다. 그 이래 기타 실험실들도 소아에서 이러한 연구 결과를 확인했다. 오늘날 판매되는 대부분의 보충제는 비타민 D3이나, 비타민 D2로부터 공급받아도 아무런 해가 없고, 비타민 D2는 보충제에 동물 공급원이 함유되기를 원하지 않는 채식주의자들에게 이상적인 대안이다. 고용량의 처방 비타민 D(무려 투여당 5만IU)로 중증 비타민 D 결핍을 치료받는 환자들은 비타민 D2를 투여받으며, 이는 의사들이 그러한 용량으로 비타민 D 결핍을 예방하고 치료하기 위해 사용할 소 있는 유일의 FDA 승인 비타민 D이고 효과도 우수하다. 나는 환자들에게 이러한 양의 비타민 D를 최대 6년 동안 투여했는데도 독성이 없었다.



제2부 비타민 D 수치의 회복을 위한 3단계 해결방안



단계 1: 햇빛을 들어오게 한다 - 최적의 건강을 위한 분별 있는 햇빛 노출

왜, 햇빛과 보충제는 같지 않다: 나는 논의 내내 비타민 D의 공급을 확보하는 데 사실상 햇빛을 우리의 삶으로 들어오게 하는 것보다 더 나은 방법은 없다는 점을 암시했다. 내가 보충제 외에 분별 있는 햇빛 노출을 요구하는 이유는 다음다. ‘보충만으로는 비타민 D의 상태를 건강한 범위인 최소 30ng/mL으로 올리기가 쉽지 않다. 또 하나 고려해야 할 것은, 피부에서 만들어진 비타민 D는 식사에서 섭취한 비타민 D보다 혈액에서 최소 2배 더 오래 지속된다. 그리고 햇빛에 노출될 때에는 비타민 D뿐만 아니라 식사 공급원이나 보충제에서는 얻지 못하는 최소 5가지에서 최대 10가지의 광합성물도 만들어진다. 아울러 햇빛은 무료로 이용할 수 있다.’