영양학

비타민 : 비타민D 뼈에만 중요한 것이 아니다. 11

안녕하세요 몬스터짐의 스포츠영양사 우수입니다.

오늘의 Nutrition School은 칼슘과 함께 뼈건강을 책임지는 비타민인 비타민 D의 대사 및 그 작용에 대한 것인데, 특히 골격근에 작용하는 비타민 D의 작용에 대해 알아보겠습니다.

비타민 D는 칼슘과 인의 항상성을 조절하는 역할로 가장 잘 알려져 있습니다. 비타민 D의 생물학적 활성물질인 1,25-dihydroxyvitamin D[1,25(OH)2D]는 소장에서 칼슘과 인의 흡수, 신장에서 재흡수 및 골격에서 이동을 조절하는 역할을 합니다. 지난 십여년동안, 비타민 D가 호르몬으로서 여러가지 세포 기능을 조절한다는 근거들이 나타났으며, 비타민 D 수용체(VDR)는 인체에서 많은 양이 발견된다는 것 또한 이런 근거들을 뒷받침하고 있습니다.

비타민D와 VDR의 결합은 세포 발달, 분화 및 성장과 관련된 유전자 발현에 영향을 줄 수 있으며, 이를 토대로 비타민 D의 골격근에 대한 잠재적인 영향에 대한 연구들이 이루어졌습니다. 근이영양증(근육병: 근육이 점점 쇠약해져 가는 질병)은 비타민 D결핍 및 만성적 신장질환으로 인한 근육과 비타민 D의 대사 문제라는 임상적 근거가 나타났고, 근육량, 근력, 운동수행능력의 감소 및 노인들에게 낙상사고의 증가는 혈장 25-hydroxyvitamin D의 수준과 관련되어있다는 보고서도 있습니다.

비록 간접적인 메커니즘이 발표되었지만, 골격근 세포 내 VDR을 국한시키는 것은 골격근 내 비타민 D의 역할에 대한 직접적인 메커니즘을 제공하는 근거가 될 수 있습니다. 근육 약화 또는 근이영양증은 극심한 비타민 D결핍의 상태로 표현되기도 합니다. 한 연구는 비타민 D 부족이 유발한 골연화증과 인접한 근육의 이영양증의 상관관계에 대해 설명했고 이것이 비타민 D 보충에 의해 억제될 수 있다고 발표했습니다. 또한 일부 연구들은 근이영양증이 저칼슘혈증이나 저인산혈증과 같은 대사적 이상과 독립적으로 발생할 수 있다는 것을 보고하고 있습니다.

근육증후근의 임상적 특징은 소아에게는 근위축(Muscle Atrophy), 근육 약화 및 근긴장저하를 보이며 성인에게는 만성 골격근 통증과 함께 인접부의 근이영양증이 나타납니다. 이로 인해 계단 오르내리기, 앉아있거나 쭈그려앉은 자세(스쿼트자세)에서 일어서기, 물건 들어올리기가 어려운 상태가 될수 있습니다. 기타 증후로는 오리걸음(비정상적인 걸음걸이, 뒤뚱뒤뚱 걷는 현상으로 waddling gait이라 표현) 및 감각의 보존 또는 심부건반사(신경이상)와 함께 전신 근육위축을 포함합니다.

* 심부건반사 : Deep Tendon Reflex라고 표현하며 외부적 자극에 대해 본래는 뇌로 정보를 전달하고 뇌가 그 정보를 해석하여 적절하게 반응하도록 규정하고 있으나, 자극 중에 뇌를 거치지 않고 척추뼈 속에 있는 척수를 돌아서 바로 반응을 보이는 경우를 말함. 척수가 손상되거나 말초신경에 문제가 있는 경우 반사가 나타나지 않는 현상이 발생할 수 있음.

심각한 비타민 D결핍 및 인접부위 근이영양증을 가진 성인의 근육 생검을 한 샘플의 조직학적 분석은 Type II 근육(속근)섬유의 위축이 상당함을 보고했습니다. Type II 섬유는 속도와 힘을 내는데 효율적인 근육으로 비타민 D가 결핍된 사람의 근육 단면도는 섬유간 공간 증가 및 지방, 섬유증 및 글리코겐입자의 침윤된 흔적을 볼 수 있으며, 90명의 젊은 여성을 대상으로 한 연구는 낮은 혈장 비타민 D 농도를 가진 사람의 근육속에 상당량의 지방 침윤이 발생한다고 보고했습니다.

비타민 D결핍 상태에 있는 사람이 비타민 D 보충을 받는 경우 근육량 증가에 따라 근육 강도 및 수행능력의 향상이 될 수 있다고 주장되었으며, 2개의 연구가 비타민 D의 보충이 근섬유 조성 및 근섬유 크기에 영향을 주는지에 대해 수행되었습니다. 이 연구들은 Type II 근섬유에 대한 선택적 효과를 보고하였고, 뇌졸증 생존자인 일본 노인 여성들을 상대로 한 연구에서 매일 비타민 D 1000 IU를 보충한 경우 Type II 근섬유가 96%나 증가한 것으로 나타났습니다.

혈장 비타민 D 농도가 높은 사람은 걸음걸이와 앉았다 일어나기 속도가 농도가 낮은 사람에 비해 빨랐으며 특히, 기본적으로 높은 비타민 D 농도를 가진 성인의 경우 비타민 D 보충이 근육의 수행능력와 크게 연관성이 없는 것으로 보고되어 혈장 비타민 D가 부족한 사람(외부 활동을 잘 안하거나, 일광을 쪼일 기회가 별로 없는 사람)의 경우에 비타민 D 보충이 신체수행능력의 역치를 상승시킨다고 볼 수 있습니다. 이를 볼 때, 비타민 D 상태와 근육 강도 및 수행능력의 상관관계는 주로 노인들에서 연구되었지만 노인들에서만 나타나는 특징은 아닙니다.

비타민 D가 근육의 기능과 관련된 메커니즘을 연구한 근육 분석에서는 그 기능을 근육 수축 과정 중 이완기의 연장과 관련됨을 공개했습니다. 비타민 D는 근육의 근형질세망(SR: Sarcoplasmic Reticulum)에서 칼슘 조절에 영향을 준다는 것으로, 비타민 D결핍시 SR의 칼슘과 결합기능이 감소한다는 것입니다. 근육 수축은 활동전위가 아세틸콜린을 작동시키고 아세틸콜린이 SR에서 칼슘방출을 도와 액틴과 미오신이란 근육수축단백질의 결합이 이루어지는 과정이며 비타민 D 결핍은 SR에 칼슘이 결합되는 능력을 감소시켜 근 수축을 억제하는 것입니다. 근육에 대한 비타민 D의 영향은 칼슘결합장소를 증가시키거나 칼슘결합장소의 효율성을 증가시켜 SR의 칼슘축적을 돕는다는 것으로 정의됩니다.

다른 연구들은 근육 단백질 대사에 대한 비타민 D의 영향을 연구했으며, 비타민 D결핍 쥐에 비타민 D를 보충하고 분리한 횡경막 근육에서 ATP함량과 류신 흡수의 증가를 발견했고 이는 근단백질 합성의 증가와 일치하며, 이는 비타민 D상태가 골격근 대사 및 기능에 영향을 미친다는 것을 말합니다.  

최근들어 비타민 D와 골격근과 관련된 연구들이 이루어 지고 있습니다. 비타민D가 기본적으로 근 수축에 중요한 역할을 하는 칼슘 대사를 관장하며 호르몬 적인 역할을 하기 때문에 비타민 D와 관련하여 운동수행능력 증가 및 근육량 증가와 관련된 연구들이 급속하게 이루어지고 있어 조금 더 결과를 지켜봐야 할 것 같습니다. 다만, 확실한것은 비타민 D는 칼슘의 대사를 조절하기에 뼈의 건강과 근 수축을 위해 항상 비타민D를 필요량 만큼 섭취하고 피부에 영향이 없을 정도로 자외선을 충분히 받아 비타민 D대사를 활성화 시키시기 바랍니다.

Written by 우수

*외부 필진이 제공한 컨텐츠로 몬스터짐의 입장과 다를 수 있습니다.