비타민D의 주요 기능들②

1, 비타민 D는 913개 유전자에 작용합니다.

활성 비타민 칼시트리올이 결합하는 수용체가 존재하는 조직은, 전신적으로 분포되어 있습니다. 따라서, 비타민D는 몸 전체에서 작용합니다. 즉, 신장, 뼈, 부갑상선, 매크로파지, 단구, 피부, 뇌, 췌장의 베타 세포, 전립선, 유방, 태반, 대장, 폐 등에 전신적으로 세포의 핵 근처에 존재합니다.

칼시트리올이 비타민D 수용체에 결합하여 면역계, 신경계, 호르몬계, 순환기계, 골격계 및 정신 신경계의 유전자를 발동시켜 세포 분화, 세포 재생, 신진 대사를 유지시켜줍니다.

또한, 발병 인자와 발암 인자를 제거하여 예방 효과를 나타내며 염증 과정을 억제하고 치유 과정을 가속화 하여 항염 작용도 발휘합니다.

2, 비타민D는 200여개 유전자를 조절하면서 항암 작용을 발휘합니다.

비타민D는 특히 발암 관련 유전자 200여종을 조절하면서 발암을 예방하고 암세포 증식을 억제해 줍니다.

지금까지 비타민D 결핍을 보충함으로서 항암 치료에 효과를 보았다거나 비타민D 결핍 상태와 관련이 깊은 암은 아래와 같습니다..

대장암, 식도암, 자궁경부암, 유방암, 담관암, 비호지킨스 림프종, 전립선암, 위암, 폐암, 췌장암, 직장암, 피부암, 난소암, 방광암, 신장암, 호지킨스 림프종 등이 있습니다.

3, 비타민D는 혈중 칼슘 농도를, 극 미량으로 조절하여 생명을 유지시켜 줍니다.

칼슘은 장벽에 존재하는 칼슘 부착 단백질(Calbinding D9k)에 결합하여야만 흡수가 됩니다. 칼슘을 섭취 할 때 마다 비타민D는 칼슘 부착 단백질(Calbiding D9K)을 만들어 줍니다.

따라서, 비타민D가 없으면 칼슘은 흡수되지 못합니다. 칼슘 보충제를 복용하는 자는, 반드시 비타민D 결핍을 먼저 치료해야만 합니다.

다음은 흡수된 칼슘이 어떻게 이용되는지 알아 보겠습니다.

①흡수된 칼슘 중 99%는 뼈를 재생 시키는데 이용됩니다.

②나머지 1%중 0.009%는 혈액과 세포 외액 중에서 존재하고, 나머지 0.001%만이 세포 내에 들어가서, 모든 신진 대사를 활성화하여 생명 활동을 유지 시켜 줍니다. 따라서, 세포 내 칼슘이 약간만 부족해도 생화학 반응이 정지 됩니다.

그리고 세포 내 칼슘이 약간만 초과 하면 세포는 사멸하게 됩니다. 따라서, 혈중 칼슘 농도는 매우 적은 농도 범위 내에서, 비타민D가 면밀하게 유지시켜줍니다.

또한, 혈중 칼슘 농도가 약간만 많아져도 모든 조직에 칼슘이 침착하여 기능을 상실한다. 비타민D와 부갑상선 호르몬은, 쌍벽을 이루어 혈액중 칼슘 농도를 조절해 주고 있습니다.

4, 뼈를 파괴시키고 재생시키는 작용을 총괄을 합니다.

뼈는 힘을 유지시키는 골격 구성체 이지만, 뼈 속 골수는 매초 마다, 적혈구와 백혈구, 혈소판 등을 만들어 주는 곳이므로, 뼈는 생명 활동이 가장 왕성한 조직이라고 할 수 있습니다. 

혈관과 신경이 가득 찬 가장 정밀한 공장인 것입니다. 이처럼 가장 주요한 조직인 뼈는 매 순간 파괴 되면서 재생해야 합니다. 이를 주관하는 것이 비타민D 입니다.

뼈는 파골 세포(Osteocyte)가 매 순간 뼈를 파괴하고 조골 세포(Osteoblast)가 매 순간 뼈를 만들어 주고 있다. 이를 행사하는 호르몬이 Osteocalcin 과 Osteopontin이며 비타민D는 이 두 호르몬을 만들어 주는 역할을 한다.

참고로, 오스테오칼신은 파괴되는 뼈의 골격 위치를 재구성 해주고, 면역 세포의 활성화 (병균 방어 제거)에도 도움을 줍니다. 오스테오폰틴은 칼슘과 인의 농도를 적절히 조절 하고, 췌장에서 Insulin 분비를 촉진하여 혈당 조절도 해줍니다.

그리고, 비타민 D는 건물을 쌓는 벽돌공 같은 역할을 담당합니다.

따라서, 골다공증 약을 하나만 선택하여 복용한다면, 당연히 비타민D 만을 선택하는 것이 합리적이며 골다공증 약에는 반드시 비타민D3가 필수적으로 처방 되어야 하는 이유입니다.

5, 비타민D는 면역 세포와 면역 인자를 총괄 지배합니다.

비타민D는 면역 세포와 면역 인자를 모조리 지배하여 면역 기능을 총괄하는 호르몬입니다. 비타민D와 면역세포 관계입니다.

①비타민D는 면역 세포인 모노사이트와 매크로파지를 조절하며 여러 가지 면역 인자 합성을 필요에 따라 증감 시키는 역할을 합니다.  

참고로, 단구는 혈액 중에 존재하는 백혈구이며, 단구가  혈관 밖으로 유출 되었을 때, 매크로파지로 변형되어 폐나 간 등 장기 곳곳에 자리 잡고 있으면서 면역 사령관 역할을 담당합니다. 그리고 매크로파지는 침입자를 직접 삼켜 용해시키기도 하지만 T-림프구에 제균 명령을  전달하기도 합니다.

②비타민D는 면역 세포인 덴드리틱 셀을 조절하며, 여러 가지 면역 인자의 합성을 증감시킵니다. 덴드리틱 셀은 주로 피부 호흡기 위장계 표피에 존재하며, 병원균 (항원)의 정체(종류)를 다른 면역 세포에게 알려 주는 역할을 합니다.

비타민D와 면역인자 관계입니다.

①비타민D와 T-림프구 관계 : 비타민D는 T-림프구를 조절하며 여러 가지 면역 인자 합성을 증감 시킵니다. 참고로, T-림프구는 전신 배회 하며 침입자를 직접 제거하며, 면역 인자 합성을 증감 시키고 매크로파지로부터 병원균의 정체를 인계 받아 이를 B-림프구에 전달해 줍니다.

②비타민D와 B-림프구 관계 : 비타민D는 B-림프구를 조절하며 여러 가지 면역 인자 합성을 증감시킵니다. 참고로, B-림프구는 전신 배회하며, T-림프구로부터 전달받은 병원균의 정체를 기반으로 항체를 만듭니다.

비타민D와 적응성면역과 내인성 면역과의 관계입니다.

①비타민D는 내인성 면역 기능(Innate Immunity)를 증강시키는 바 이 기능은 경험 없는 균이 침입 했을 때 균의 종류를 비 특이 적으로(즉 종류를 구별 할 필요 없이) 제균 합니다.

② 비타민D 는 적응성 면역 기능(Adaptive Immunity)를 조절하는 바 이는 한번 침입한 경험이 있는 병원균에 대해 병원균의 종류를 구별한 후 (즉 특이적으로) 준비된 전략으로 제균하는 기능을 발휘 합니다.

③비타민D와 면역인자 관계에서 이번에는 비타민D가 내인성 면역 기능을 동원하여 

비특이적으로 감염 균을 예방 치료한다는 내용에 대해서 알아보겠습니다.

바이러스, 세균, 진균(곰팡이) 및 기생충이 침입하면 활성 비타민D가 일차적으로 내재적 면역 기능(Innate immunity)을 증가시켜 미생물의 종류에 상관 없이 무차별 공격을 가하도록 합니다.

미생물을 제거하려는 과립구(granulocyte) 인 호중구(Neutrophil), 호산구(Eosinophil), 호염기구(Basophil), 단구(Monocyte), 단구가 변화된 대식 세포(Macrophage), Natural Killer cell 등이 침입자(미생물)쪽으로 방향을 잡아 집중 이동 할 수 있도록 활성 비타민D을 증가시켜줍니다.

비타민D는 마크로파지로 하여금 생리적 항생 물질인 Cathelicidin, Densine 등을 합성케 하여 바이러스, 세균, 진균 등을 제거합니다.

※ 비타민 D 결핍과 면역에 관한 연구 내용을 소개합니다.

①심한 비타민 D 결핍증을 가진 경우 결핵과 같은 감염에 대한 감수성이 높아집니다.

②화학주성, 포식작용, 염증항진 시토카인 생산 등 큰 포식 세포의 결함이 보고되었습니다.

③항원 특이성 세포면역 반응도 결함이 있음이 알려져 있습니다.

④VDR의 유전적 변이와 자가면역질환의 연관성에 대한 연구도 보고되었습니다.

VDR 유전자 다형성(polymorphism)은 면역세포의 증식과 시토카인 생산에 영향을 미치며, 여러 인종에서 제1형 당뇨병과 다발성 경화증의 질병 감수성에 연관됨이 보고되었습니다. 그 외에 전신홍반루푸스와 류마티스관절염에서도 VDR의 특정 대립 유전자가 질환의 발생과 연관되어 있었습니다. 

6, 비타민D와 자가 식균 작용에 관한 내용입니다.

비타민D는 자가 세포 소화 작용(Autophage)을 필요에 따라 증가 또는 감소시켜 질병의 발병을 억제하거나 치유케 하며 수명을 연장 시켜줍니다.

참고로, 자가 세포 소화 작용은 병원 미생물 이나 이종 물질을 세포 내 리소좀이라는 폐물 처리장을 통해 파괴 및 용해시켜 녹여 버리는 작용을 말하며, 앞에서 배운 내인성 면역 기능도 자가 소화 작용입니다. 자가 세포 소화 작용은 다음과 같습니다.

①암세포를 자가 용해 시킵니다.

②심장 비대와 과잉 염증 유발 인자 NFκB의 작용 억제해 줍니다.

③불필요한 세포는 자살케 하고 필요한 경우 수명 연장해 줍니다.

④세포 유해 산소 Reactive Oxygen Species (ROS) 생성을 억제합니다.

⑤자가 세포 파괴 인자 Tumor Necrosis Factor를 억제합니다

⑥과잉 에너지 소비 인자 mTOR 작용을 억제하여 항암 작용 및 생존에 관여합니다.

7, 항염 작용을 발휘합니다.

비타민D가 발휘하는 항염작용은 과잉 염증 반응에 대한 항염 작용이며 자가소화 기능의 상당 부분이 비타민D의 항염 작용입니다. 인체가 상해를 입었을 때 상해 정도가 더 악화되지 않도록 여러 가지 방어 반응이 나타나는 것을 염증이라고 합니다. 따라서, 염증이 적절한 상태로 유발되는 것은 필요 악적 존재입니다. 그러나 염증 반응이 과도 하게 나타날 때 필요이상으로 증상(발열, 부종, 통증, 가려움증)이 심해지는 경우를 과잉 염증 반응이라고 합니다.

8, 정신 분야 신경계에 대한 다양한 작용을 합니다.

중추 신경계인 뇌와 뇌 척수액과 말초 신경계에 비타민D 수용체가 널리 분포되어 있음이 입증 되었습니다. 이를 근거로 정신 신경계에 대한 다양한 작용이 동물 실험을 통해 입증되고 있습니다. 비타민 D는 신경 보호 작용 및 신경 세포 분열 및 증식 촉진 그리고 신경 세포 내 독성 물질 제거를 해줍니다. 다음과 같은 정신 신경 질환에 비타민 D가 작용합니다.

①뇌하수체에서는 전신 호르몬계 종합 조절 및 자율신경 조절을 해줍니다.

②노화성, 뇌졸중성 인지기능 장애, 기억 장애 등의 치매에 도움을 줍니다.

③원인 불명의 치매증, 인지기능 장애, 기억 장애 등의 알츠하이머병에 도움을 줍니다.

④이 밖에도 돌발성 경련 강직 같은 간질이나, 동작 장애가 있는 파킨슨병에 도움을 줍니다.

9, 장수 유전자 (Klotho) 발현을 활성화 하여 수명 연장시켜 줍니다.

조직 퇴화 인자를 억제 Klotho라는 유전자는 조직 곳곳에서 발현하여 조직이 유해산소(ROS) 에 의해 퇴화되는 것을 억제하므로 장수 유전자라고 합니다.

비타민D는 수명 유전자 Klotho와 상호 feed back 상태를 유지하며 세포의 퇴화를 억제합니다. 따라서 비타민D는 장수 비타민이라고 불려지고 있습니다. Klotho는 수명에 해당하는 실을 자아내는 그리스 여신의 이름입니다.