'운동수행능력 향상'에 유익한 다기능 호르몬 비타민D

[한방생약]

'운동수행능력 향상'에 유익한 다기능 호르몬

비타민D

성분 개요
비타민D는 칼슘과 인의 항상성 유지를 통해 뼈 건강에 중요한 역할을 하는 지용성 비타민이다. 전통적으로 비타민D는 부갑상샘 호르몬(parathyroid hormone, PTH)과 함께 칼슘·인 대사를 조절하여 뼈의 형성과 유지에 필수적인 기능을 수행하는 것으로 알려져 있다. 

최근 연구에서는 비타민D의 확장된 기능이 다수 밝혀지고 있다. 비타민D가 단백질 합성, 근육 기능, 면역 조절, 염증 억제, 회복력 향상 등 운동 수행 능력 및 부상 예방과 관련있는 생리적 역할을 하는 다기능 호르몬이라는 것이다. 활성형 비타민D는 비타민D 수용체와 결합해 작용하는데, 근육세포에도 비타민D 수용체가 존재하여 비타민D가 근육세포의 증식과 성장을 촉진하며, 결핍 시에는 골격근 발달에 영향을 줄 수 있다는 연구 결과도 있다. 

또한 비타민D가 속근 섬유(FT fibers) 기능을 개선하고 점프력과 스프린트 능력에도 영향을 미친다는 보고가 있다. 따라서 비타민D는 단순한 뼈 건강뿐 아니라 운동 수행 능력, 근력, 부상률 감소 등 다양한 영역에 영향을 미칠 수 있는 것으로 파악되며, 특히 운동선수에게 비타민D의 충분한 보충의 중요성이 강조되고 있다. 

비타민D의 종류
비타민D는 스테로이드 호르몬과 유사한 구조를 가지며 지용성을 띤다. 자연에서 섭취 가능한 비타민D는 동물성(D3)과 식물성(D2) 두 가지 형태가 있다. 동물성 비타민D3는 사람이나 동물의 피부에서 7-dehydrocholesterol이 UVB에 의해 전환된 cholecalciferol(비타민D3)이며, 식물성 비타민D2는 식물이나 버섯 등이 UVB를 받아 합성하는 ergocalciferol(비타민D2)이다. 두 형태 모두 체내에서 활성화되는 생화학적 과정은 동일하여 기본적인 작용은 비슷한 것으로 알려져 있다.
 

그러나 식물성 비타민D2는 활성화 과정에서 관여하는 효소에 대한 친화도가 동물성 비타민D3보다 낮고, 혈중 농도 유지 효율도 떨어지는 것으로 보고된다. 이에 따라 장기적인 효과에서는 동물성 비타민D3가 더 우수한 것으로 평가된다.

비타민D의 체내 활성화 과정
비타민D는 체내에서 여러 단계를 거쳐 활성화된 뒤 혈액을 통해 이동하며 수용체에 결합해 작용한다는 점에서 호르몬적 특성을 가진다.

피부에 존재하는 7-dehydrocholesterol이 UVB에 노출되면 cholecalciferol(비타민D3)로 전환되고, 이 물질은 간에서 25-hydroxylase(CYP2R1)에 의해 수산화되어 저장형 비타민D3인 25[OH]D3(calcidiol) 형태가 된다. 이후 신장에서 1a-hydroxylase(CYP27B1)에 의해 한 번 더 수산화가 이루어지면 활성형 비타민D3인 1,25[OH]2D3(calcitriol) 형태로 전환된다. 

비타민D 섭취
비타민D는 음식으로 섭취되는 비율(약 10%)보다 햇빛의 자외선 B(UVB)에 노출되어 피부에서 합성되는 비율(약 90%)이 훨씬 크다. 비타민D는 기름진 생선, 계란, 버섯, 치즈 등에서 섭취할 수 있지만, 식이만으로는 체내 요구량을 충족하기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 야외 활동이 적은 사람들은 보충제를 통해 비타민D 수치를 유지할 필요가 있다. 

비타민D는 간에서 한 번 수산화를 거쳐 생성된 저장형 25[OH]D와, 신장에서 추가 수산화를 거쳐 생성된 활성형 1,25[OH]2D의 두 형태로 혈액을 순환한다. 활성형 비타민D는 반감기가 약 4시간으로 매우 짧은 반면, 저장형 비타민D는 반감기가 약 15일로 안정적이기 때문에, 혈중 비타민D 농도는 일반적으로 저장형 25[OH]D를 기준으로 측정한다. 이 때 혈중 25[OH]D의 농도가 20ng/mL 이하인 경우는 결핍, 21-29ng/mL의 경우는 부족/불충분으로 보며, 30ng/mL 이상을 적정수준으로 정의한다. 

스포츠 내분비 가이드라인과 국제올림픽위원회(IOC)는 운동선수의 경우 혈중 25[OH]D 농도를 최소 30ng/mL 이상, 가능하면 40~60ng/mL 범위로 유지할 것으로 권고하고 있다. 

미국 의학연구소(Institute of Medicine, IOM)는 “얼마를 섭취하면 혈중 25(OH)D가 20ng/mL 이상이 되는가”를 기준으로 일반 성인들의 권장섭취량(RDA)을 600IU로 정하였다. 하지만 20ng/mL는 최소한으로 생리적 결핍만을 막는 수준이기 때문에, 다른 학회에서는 30ng/mL 이상을 적정 수준으로 보며 더 높은 섭취량을 권장한다. 하버드 보건대학 자료에서는 일일 섭취량을 1000~2000IU로 제시하고 있으며, 내분비학회와 스포츠의학회는 1500~2000IU를 권장한다. 특히 운동선수에게는 예방 및 유지 목적으로 1500~2000IU 섭취를 권장하며, 부족 상태라면 약 8주간 3000~5000IU를, 심한 결핍(＜10ng/mL) 상태라면 의사 처방에 따라 더 고용량을 복용하거나 주사로 투여하기도 한다. 

특히 일조량이 감소하는 11월부터 비타민D 결핍이 쉽게 발생한다. 따라서 겨울이 오기 전 또는 시즌 준비에 돌입하기 전에 25(OH)D 수치를 확인하고 보충 계획을 세우는 것이 바람직하다. 약 8~12주 후 재검사하여 정상 수치로 회복됐다면 시즌 중에는 유지용량으로 관리하면 된다. 

비타민D 결핍 위험이 높은 운동선수들은 훈련 환경에서 태양 노출이 적은 선수들이다. 대표적으로 실내에서 훈련하는 피겨나 체조 선수들이나, 이른 아침과 늦은 오후에 훈련하여 하루 중 체표면의 약 35%가 최소 20분 정도 햇빛에 노출되는 않는 종목의 선수들도 여기에 포함된다. 이 밖에도 여자 선수, 연령이 높은 선수, BMI 수치가 높은 선수는 비타민D 수치가 낮게 나타날 가능성이 있다. 비타민D의 결핍은 근력 저하, 피로 골절 위험 증가와 연관되므로, 이러한 조건에 해당하는 선수들은 비타민D 보충에 더 각별히 신경 써야 있다.