【건강다이제스트 | 정현초 영양생리학 박사】
요즈음 비타민 K를 복용하거나 그에 관하여 문의하는 사람들이 점점 많아지고 있다. 한동안 ‘잊혔던 비타민’을 다시 찾는 이유는 무엇일까? 비타민 K는 동맥경화, 골다공증, 당뇨병, 암 등 현대인들을 조기 사망에 이르게 하는 질병과 증상을 예방하고 치유할 수 있기 때문이다. 그런 증상과 노화에 따르는 각종 질병을 예방하는 비타민 K의 역할에 관하여 공부하고 장수하는 비결을 알아보자.
비타민 K란 무엇인가?
1929년에 처음 발견된 비타민 K는 지용성 영양물질로 혈액을 응고시키는 데 중요한 역할을 한다. 21세기 들어 비타민 K가 다시 각광을 받게 된 것은 영양과 노화 방지에 관한 연구에 세계적인 권위가 있는 캘리포니아대학의 에임즈(B. Ames) 교수가 ‘Triage(자원의 선별적 분배) 이론’에서 그 비타민을 인용하면서부터다.주1)
비타민 K의 종류
천연적으로 존재하는 비타민 K는 K1(필로키논 : phylloquinone)과 몇 가지 다른 형태의 K2(메나퀴논 : menaquinone)이다.
K1은 음식으로 섭취할 수 있는 주요 비타민 K로 상추, 시금치, 브로콜리와 같은 녹색채소에 다량 함유되어 있으며, 식물성 기름에도 발견된다. K1은 장내 우호 세균에 의해 K2로 전환된다.
K2는 청국장, 낫토(natto: 일본의 콩 발효식품) 등에 많고 치즈, 버터, 우유와 계란 노른자에도 소량 함유되어 있다. 비타민 K2는 분자구조에 따라 메나퀴논-4(menaquinone-4: MK-4)와 메나퀴논-7(menaquinone-7: MK-7)로 나누어진다. MK-4는 비타민 K1이 전환된 것으로 K1과 마찬가지로 혈액 비타민 K의 수준을 속히 증진시키지만 생체이용률이 낮다. Mk-7은 K2의 수준을 오래 지속되도록 하며 생체이용률이 MK-4보다 훨씬 높다.
비타민 K의 작용기전
단백질은 수많은 아미노산으로 구성되어 있다. 비타민 K는 아미노산 중의 하나인 글루탐산(glutamic acid)을 화학적으로 변화시켜 그 단백질을 활성화한다. 화학적으로 변화된 물질이 감마-카르복실글루탐산(gamma-carboxylglutamic acid : Gla)이며, Gla를 포함한 단백질을 Gla-단백질이라 부른다.주2)
쉽게 설명하면 비타민 K는 Gla-단백질을 활성화하여 그 기능을 수행한다. 현재까지 16가지 종류의 비타민 K 의존 Gla-단백질이 발견되었다.
비타민 K의 주목할 만한 효능들
1. 혈액 응고 균형 유지에 필수적이다
피는 심장혈관을 통하여 자유롭게 흘러야 한다. 만일 혈관에 상처가 나면 혈액이 속히 응고되어 과다 출혈을 막아야 한다. 그러나 피가 비정상적으로 빨리 응고되어 혈관이 막히면 산소와 영양물질이 제대로 공급되지 못해 조직과 기관이 파괴될 수 있다. 비타민 K 의존 Gla-단백질이 응고와 항응고 사이의 섬세한 균형을 유지하는 역할을 한다.주3) 사실은 이 물질이 혈액의 응고(Koagulation; 독일어)에 작용하기 때문에 비타민 K로 불리게 된 것이다.
2. 비타민 k는 심혈관 질환을 예방한다
심혈관 질환에는 단지 콜레스테롤만이 관여하는 것은 아니다. 콜레스테롤이 산화되어 동맥 내벽에 플라크가 쌓이고 거기에 칼슘이 유입되어 석회화되면 동맥이 단단해지는 현상, 즉 동맥경화로 발전하고 그대로 계속 방치하면 위험한 심장과 순환질환이 발생할 수 있다.
예를 들면 석회화된 동맥은 좁아지고 유연성과 탄력성이 부족하여 다량의 혈액을 공급하여야 하는 상황에서 제대로 확장하고 축소할 수 없어서 고혈압이 발생한다. 심장발작으로 인한 돌연사는 대동맥의 석회화가 주요 원인이라고 한다.
그러나 너무 걱정할 필요는 없다. 우리 몸에는 심장, 동맥, 신장 등의 장기 안에서 석회화를 방지하는 메커니즘이 항상 작용한다. 비타민 K는 매트릭스(matrix Gla-protein(MGP))를 활성화하여 장기와 조직의 석회화를 막는다. MGP는 플라크 형성과 석회화를 일으키는 염증 유발 인자 중의 하나인 사이토카인(cytokines) 생산을 억제하여 동맥경화를 예방한다. 비타민 K2 또한 동맥벽의 신축성을 조절하는 주요 단백질, 엘라스틴(elastin)을 보호하여 혈관의 신축성을 증진시킨다.
3. 비타민 K는 골다공증을 예방한다
골격에는 Gla-단백질 오스테오칼신(osteocalcin)이 있다. 비타민 K에 의해 활성화된 오스테오칼신은 칼슘 등의 골격 무기물질들을 단단하게 부착하여 강력한 뼈를 생산한다. 비타민 K가 부족하면 뼈는 필수적인 칼슘을 제대로 부여잡지 못해 결국 골다공증이 발생한다. 더욱 심각한 상황은 유리된 칼슘이 혈류에 유입되어 석회화되고 위에서 설명한 동맥경화 등의 심장질환을 일으키게 된다.
4. 비타민 K는 특히 여성에게 효과가 있다
여성이 폐경기에 접어들면 칼슘이 뼈에서 유리되어 동맥에 쌓이는 경우가 많다. 소위 ‘석회화 패러독스(calcification paradox)’라 불리는 이런 증상이 폐경기 여성들에게 골다공증과 심혈관 질환을 유발하여 이중으로 고통 받게 한다. 여성호르몬의 생산 저하로 인해 발생하는 위 두 가지 증상은 비타민 K를 복용하면 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다.
5. 비타민 K와 당뇨병
비타민 K를 섭취하는 사람들에게는 당뇨병 발병률이 현저하게 낮다. 이는 인슐린 생산을 증진하고 식욕을 줄이는 비타민 K 의존 단백질의 영향으로 추정하고 있다. 당뇨병 환자는 뼈가 골절되기 쉽다. 그 이유는 아마도 오스테오칼신이 제대로 활성화되지 않아서 뼈에 칼슘이 완전하게 부착되지 못하기 때문일 것이다.
6. 비타민 K와 암
암을 예방하고 치유하는 비타민 K의 효과에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 세포의 생존, 전환, 증식과 같은 신호전달 과정에 중요한 역할을 하는 비타민 K 의존 단백질이 발견되고 있다. 예를 들면 에스트라디올(estradiol)을 에스트론(estrone)으로 변화시키는 핵심 효소, 17베타-HSD4이다. 에스트라디올은 에스트론보다 훨씬 강한 에스트로겐으로 과다하면 여러 가지 암을 유발할 수 있다.
비타민 K는 에스트라디올을 덜 활동적인 에스트론으로 변화시켜 암의 진행을 늦추는 데 도움이 된다. 간암, 직장암, 전립선암, 폐암, 백혈병 등 여러 종류의 암에 대한 비타민 K의 효과가 발표되고 있다.
7. 비타민 K의 다른 효과
혈액응고, 심혈관질환, 골다공증, 당뇨, 암 이외에도 비타민 K는 다음과 같은 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이는 비타민 K 의존 단백질이 여러 기관에 존재하고 그 비타민이 항산화제로 작용하여 활성산소로부터 세포를 보호하기 때문이다.
● 두뇌세포의 기능을 향상시키고 치매를 예방한다.
● 노화를 방지한다. 피부의 엘라스틴의 석회화를 방지하여 피부의 주름을 막아준다.
● 골다공증 치료제, 포사맥스(Fosamax)와 같이 사용하면 골다공증 치료에 상승 효과가 있다.
● 타박상 제거에 효과적이다.
● 정맥류를 예방 및 치유한다.
비타민 K 복용은 이렇게~
혈액의 응고에는 소량의 비타민 K가 필요하기 때문에 결핍되는 경우는 매우 드물다. 그러나 동맥과 골격을 보호하고 유지하기 위해서는 많은 양이 요구된다. 나이가 들수록 더 많은 양의 비타민 K를 음식으로부터 섭취하거나 복용하여야 한다. 세 가지 종류, 비타민 K1, 비타민 K2(MK-4)와 비타민 K2(MK-7)를 함께 사용하는 것이 효과적이다. 하루 권장량은 다음과 같다.
● K1: 1,500mcg
● MK-4: 1,000mcg
● Mk-7: 200mcg
비타민 K는 지용성이기 때문에 지방이 많은 음식과 함께 복용하면 흡수가 잘 된다. 다른 지용성 비타민과는 달리 체내에 축적되지 않으므로 자주 복용하여야 한다. 비타민 D와 함께 복용하면 상승 효과가 있다. 아스피린과 쿠마딘(Coumadin) 같은 혈장용해제(blood-thinner)를 복용하는 사람들은 전문가와 상의하여야 한다.
한때 단지 혈액응고 비타민으로만 여겨졌던 비타민 K가 이제는 동맥경화, 골다공증, 당뇨, 암 등 여러 가지 증상에 효능이 있는 다기능 비타민으로 인식되고 있다. 비타민 K의 다양한 효과는 단백질을 활성화하는 것부터 시작된다. 앞으로 그런 단백질은 더 많이 발견될 것으로 예상된다. 비타민 K1, Mk-4와 Mk-7를 함께 복용하면 현대인을 조기 사망에 이르게 하는 증상과 질환들을 예방하여 장수할 수 있을 것이다.
주1) Triage(긴급성, 유효성에 의해 한정된) 자원의 선별적 분배 이론에 관하여 다음에 자세히 소개할 기회가 있을 것이다. 이는 병원 전문용어이기도 하다.
주2) 이 화학적 변화는 글루탐산(glutamic acid) 잔기를 감마-카르복실글루탐산(gamma-carboxylglutamic acid; Gla) 잔기로 변환하는 카르복실화(carboxylation) 반응을 통해 성취된다. 더 자세한 내용을 원하는 독자는 생화학 텍스트를 참조할 것.
주3)혈액응고 과정에는 프로트롬빈(prothromin) 등의 여러 가지 인자가 관여한다.
