지용성비타민 D, E, K

목차

• 비타민 D(체내대사, 체내기능, 대사에 영향을 미치는 요인, 섭취기준과 안전성, 풍부한 식품)
• 비타민 E(체내대사, 체내기능, 섭취기준과 안전성, 풍부한 식품)
• 비타민 K(체내대사, 체내기능, 섭취기준과 안전성, 풍부한 식품)

1. 비타민 D 

비타민 D에는 버섯 등의 식물성 식품에 함유된 에르고칼시페롤과 생선, 육류 등에 함유된 콜레칼시페롤이 있습니다. 비타민 D가 결핍되면, 성장기 아이들에게서 뼈의 기형이나 구루병(rickets)이 나타나고 성인에서 골연화증이 나타나기는 하지만 햇빛을 쬐면 피부세포에서 콜레스테롤 유도체로부터 충분히 합성될 수 있는 비타민입니다. 일반적으로 일주일에 2-3번 정도 10-15분 자외선 노출을 할 경우 필요량이 충족되므로 비타민 D의 경우 "조건적" 비타민 또는 활성 호르몬 전구체로 분류됩니다. 하지만 햇빛이 부족하거나 의복이나 자외선 차단제 등에 의해 햇빛이 차단된 경우, 지역이나 계절적으로 일조량이 부족할 경우 필요량이 달라집니다. 또한 나이가 많고 검은 피부의 경우 젊고 흰 피부에 비해 동일한 조건하에서 비타민D 합성이 적게 되므로 햇빛의 강도나 노출시간이 더 필요하게 됩니다 

 

1) 체내 대사 

식품으로 섭취된 콜레칼시페롤과 에르고칼시페몰은 식이지방과 함께 소장에서 흡수되며 혈액에서 운반단백질과 결합하여 간으로 운반되어 간에서 25(OH)비타민D3로 전환됩니다. 또한 자외선을 통해 피부에 존재하는 7-디하이드로콜레스테롤로부터 합성된 콜레칼시페롤도 간에서 25(OH)비타민D3로 전환되니다. 25(OH)비타민D3는 신장에서 활성형태로 전환되는데, 이것이 바로 1,25(OH),비타민 D3(칼시트리율)입니다. 이렇게 비타민 D는 다양한 형태로 존재하는데, 이들의 상대적인 생체활성을 비교해 보면, 비타민 D2, D3의 활성은 동일하지만, 25(OH)비타민D3의 생체활성은 이들의 2~5배 정도로 더 크며, 1,25(OH)2비타민D3의 경우 5-10배 정도로 활성이 가장 큽니다. 

2) 체내기능 

비타민 D는 칼슘과 인의 항상성을 유지하여 뼈의 건강을 유지하는데 사용됩니다. 앞서 언급했듯이 피부에서 합성된 비타민D3와 음식으로 섭취한 비타민D2, D3는 간에서 25(OH)비타민D3로 전환되고, 다시 신장에서 1,25(OH)2비타민D3로 전환됩니다. 1,25(OH)2비타민D3는 혈중 칼슘농도를 정상으로 유지시키는 호르몬과 같은 역할을 합니다. 혈중의 칼슘농도 가 낮으면 부갑상선호르몬 생성이 증가되어 뼈에서는 칼슘과 인이 용출되어 혈중으로 나오고 신장에서 칼슘배설이 감소하며 신장에서 1,25(OH)2D3 합성을 촉진하여 소장에서 칼슘과 인의 흡수를 증가시키게 됩니다. 이러한 일련의 과정을 통해 혈중 칼슘농도는 정상으로 돌아오게 됩니다. 따라서 비타민 D가 부족하게 되면, 칼슘과 인의 항성성뿐만 아니라 뼈 건강에 문제가 되므로 구루병이나 골연화증과 같은 결핍증상이 나타납니다.

3) 대사에 영향을 미치는 요인 

칼슘의 섭취가 부족하면 비타민 D의 활성형인 칼시트리올 합성이 증진됩니다. 인의 섭취가 높으면 칼시트리올 합성이 감소되고 반대로 인의 섭취가 낮으면 칼시트리을 합성이 증가됩니다. 혈중 칼슘농도에 따라 생성량이 달라지는 부갑상선호르몬 역시 비타민 D 합성량을 조절하게 됩니다. 다른 지용성 비타민처럼 지방흡수 불량인 경우(예를 들어 낭포성 섬유증 크론병, 지방변 환자 등) 비타민 D가 잘 흡수되지 못합니다. 특정 약물 또한 비타민 D의 대사에 영향을 주는데, 항고지혈증제는 비타민 D 흡수에 영향을 미치며 항경련제는 비타민 D 활성을 저하시키는 것으로 알려져 있습니다. 

4) 섭취기준 

한국영양학회의 한국인 영양소 섭취기준(2020)에 따르면 골밀도 감소현상이 나타나는 65세 이상 고령자는 경우 하루 15㎍(600IU) , 그 외의 연령대(12~64세)에서는 하루 10㎍(400IU)입니다. 결핍되면 성장기 어린이들의 경우 뼈의 기형이 나타난다거나 구루병이 생길 수 있으며, 성인에게는 골연화증이 나타날 수 있습니다. 

 

5) 안전성 

비타민D 체내 필요량의 80-100% 정도가 자외선에 의해 합성되며, 상한 섭취량은 하루 60㎍ 입니다. 비타민 D를 과량 섭취한 경우 고칼슘혈증(hypercalcemia)이 나타날 수 있습니다. 

 

6) 비타민 D가 풍부한 식품 

비타민 D는 지방함량이 높은 정어리, 연어, 꽁치 등의 어류에 풍부합니다. 그 외의 식품에는 아주 소량 함유되어 있습니다. 

 

2.비타민E

비타민 E는 고리구조에 긴 탄소사슬 꼬리가 붙어있는 형태로 탄소사슬의 종류에 따라 8가지 화합물, 즉 4개의 토코페롤(알파, 베타, 감마, 델타)와 4개의 토코트리에놀(알파, 베타,감마, 델타)로 구분됩니다. 이 중 알파-토코페롤의 활성이 가장 높은데, 알파-토코페롤의 활성을 1이라 하면, 베타-토코페롤은 0.4, 알파-토코트리에놀은 0.3, 감마-토코페롤은 0.1-0.3, 델타-토코페롤은 0.01입니다. 건강기능식품에는 d-알파-토코페롤(d-a-tocopherol), dl-알파-토코페롤(dl-a-tocopherol), d-알파-토코페릴에시드호박산(d-a-tocopheryl succinate), d-알파-토코페릴 초산염(d-a-tocopheryl acetate), dl-알파-토코페릴 초산염(dl-a-tocopheryl acetate) 형태의 비타민 E가 사용됩니다. 

1) 체내기능 

비타민 E는 체내 산화 환원반응에 참여하여 자신이 산화되면서 다른 물질이 산화되는 것을 방지함으로써 체내의 산화적 스트레스를 감소시킵니다. 특히 유리기(활성산소)와 결합하여 불안정한 유리기를 중화시켜 세포막이 과산화 되는 것을 방지해줍니다. 또한 비타민 C와 함께 체내에서 LDL이 산화되지 않도록 도와주며, 산화된 LDL이 거품세포(foam cell)를 형성 하여 혈관내피세포를 손상시켜 병변이 확대되는 과정에서 혈소판의 기능을 차단시켜 병변의 확대를 막아줍니다.

비타민 E의 결핍증은 매우 희귀하지만 다른 지용성 비타민처럼 지방 흡수불량 상태일 경우 결핍증에 걸릴 확률이 증가합니다. 비타민 E 결됩증으로는 망막증, 적혈구의 미성숙 파괴, 용혈성 빈혈 등이 있으며, 특히 미숙아의 경우 비타민 E의 저장량이 충 분하지 않은 상태에서 태어나기 때문에 보충이 필요한 경우가 있습니다. 

2) 대사에 영향을 미치는 요인 

글루타티온 과산화물 분해효소는 비타민 E를 도와 세포의 산화적 손상을 감소시키는 역할을 합니다. 이 때 셀레늄이 글루타티온 과산화물 분해효소의 필수적 구성인자이므로 셀레늄을 충분히 섭취하면 비타민 E의 필요량이 감소합니다. 또한 함황아미노산은 글루타티온 과산화물 분해효소의 기질인 글루타티온의 합성에 필요하므로 함황아미노산 역시 비타민 E의 절약작용을 합니다. 아연, 망간, 구리는 항산화효소인 수퍼옥사이드 디스뮤테이즈(superoxide dismutase; SOD)의 구성요소로 체내에 충분량 존재할 경우 비타민 E 절약작용을 합니다. 다른 지용성 비타민들처럼 낭포성 섬유증, 크론병, 지방변 등 지방흡수불량 문제가 있을 경우 비타민 E 부족증이 생길 수도 있습니다. 

3) 섭취기준과 안전성 

비타민 E의 충분섭취량은 성인의 경우 하루 12mg a-TE입니다. 결핍이 발생되는 경우는 매우 희귀하지만 지방흡수 불량일 경우 위험도가 높아집니다. 결핍증으로는 망막증, 적혈구의 미성숙파괴, 용혈성 빈혈이 있습니다. 성인 남녀의 상한섭취량은 540mg a-TE으로 과잉섭취 시 혈액응고 과정 중 비타민 K의 기능을 방해하여 혈액이 응고 되지 못하므로 출혈 위험이 높아질 수 있습니다. 

4) 비타민 E가 풍부한 식품 

비타민 E는 마요네즈, 카놀라유, 홍화씨유, 해바라기씨유 등의 식물성 기름과, 아몬드, 땅콩 등 견과류에 풍부하게 들어있습니다. 

 

3. 비타민K

비타민 K는 혈액응고(coagulation)를 의미하는 덴마크어 "Koagulalion"의 K에서 유래되었 습니다. 이름에서 추측할 수 있는 것처럼 비타민 K의 주요기능은 혈액응고입니다. 비타민 K는 3가지 종류가 있는데, 생물학적으로 가장 유용한 형태이면서 푸른잎 채소, 브로컬리, 완두콩 등 식물성 식품에 풍부한 필로퀴논(phylloquinones)과 대장의 박테리아에 의해 합성되기도 하고 생선유 및 육류를 통해 섭취 가능한 메나퀴논(menaquinones), 체내 조직에서 메나퀴논으로 전화되는 메나디온(menadione)이 이에 속합니다. 

1) 체내기능 

비타민 K는 간에서 7가지 혈액응고 인자를 합성할 때 필요한 물질입니다. 프로트롬빈 전구체에서 비활성인 프로트롬빈으로 전환될 때 비타민 K가 필요하며, 내인성 혈액응고 과정과 외인성 혈액응고 과정에서 비타민 K가 관여합니다. 비타민 K는 혈액응고 과정에 관여하는 단백질에 칼슘 결합능력을 부여하여 응고작용에 참여하게 합니다. 또한 뼈에서는 비타민 K 의존형 단백질이 합성됩니다. 예를 들면 오스테오칼신을 비타민 K에 의해 카르복신기가 결합된 오스테오칼신으로 전환시켜 뼈에 인회석결정을 형성하도록 한다는 최근 연구 보고도 있습니다. 또한 비타민 K는 염증으로부터 몸을 보호하여 심혈관계질환이나 골다공증 등을 방어할 수도 있습니다. 따라서 비타민 K 섭취가 부족하거나 흡수가 불량하여 체내 필요량보다 부족한 경우 혈액응고에 결함이 생겨 출혈 위험이 있을 수 있습니다. 

2) 대사에 영항을 미치는 요인 

비타민 K와 대사상으로 관련된 몇가지 영양학적인 요인들이 있습니다. 비타민 A의 과도한 섭취는 비타민 K의 흡수를 방해합니다. 비타민 E를 과도하게 십취하면 비타민 K와 관련된 혈액응고인자가 감소되면서 출혈이 일어날 수 있습니다. 체내 흡수율이 낮은 지방은 비타민 K의 흡수를 방해하므로 섭취  시 주의해야 합니다. 역시 다른 지용성 비타민들처럼 낭포성 섬유증, 크론병, 지방변 등 지방흡수불량 문제가 있을 경우 비타민 K 부족증이 생길 수도 있습니다. 비타민 K의 대사는 약물과도 관련이 있는데 와파린과 같은 항응고제는 비타민 K의 재활성을 방해하기도 하며, 항생제의 경우 비타민 K 대사에 영향을 주어 비타민 K의 결핍을 유발하기도 합니다. 

3) 섭취기준과 안전성 

비타민 K의 충분섭취량은 성인 여성의 경우 65㎍ , 남성은 75㎍ 입니다. 비타민 K의 경우 상한섭취량은 설정되어 있지 않습니다. 결핍될 경우 혈액응고에 결함이 생겨 출혈 위험이 발생할 수 있습니다. 천연 비타민은 체내 해로운 영향은 없으나 합성형 비타민 K의 경우 과량 섭취 시 용혈성 빈혈에 걸릴 가능성이 있습니다. 

4) 비타민 K가 풍부한 식품 

비타민 K는 푸른잎 채소에 풍부하게 들어있습니다. 또한 브로콜리, 완두콩, 대두유, 카놀라유도 좋은 급원입니다.