1. 들어가며
자 이번 시간에는 활성형 비타민에 대한 이야기를 해보고자 한다. 건강에 대한 개념이 “치료”에서 “예방”으로 초점이 맞춰지면서 비타민을 단지 “생존”을 위한 필수 요소로 생각하기보다는 과량을 섭취하여 질병을 “예방” 하고자 하는 적극적인 활용을 추구하는 움직임이 활발해지고 있다. 이와 관련하여 약국에서 비타민 제품 문구에 활성형 비타민이라는 단어를 쉽게 찾아볼 수 있다. 그렇다면 활성형 비타민이란 무엇일까?
비타민을 복용할 때 섭취량이 중요하긴 하지만 진짜 중요한 것은 비타민이 몸 안에서 잘 작용할 수 있느냐 하는 여부이다. 어떠한 원인에서 흡수가 잘 안되거나, 배설이 너무 빨라지거나, 체내에서 실제 비타민인 제 역할을 할 수 있도록 구조적 전환이 이루어지지 않는다면 아무리 많은 양을 섭취한다고 해도 밑이 완전 빠진 독에 물만 계속 붓는 상황이 되게 된다. 정상적인 대사과정을 거치면서 비타민이 본연의 역할을 수행하고 수행 후에 또다시 적절한 과정을 거쳐 배설되는 것이 필요하다. 독 밑에 수도꼭지를 달고 어느 정도 물이 차 있게 한 후 적당한 시간이 지나면 적절하게 빼 줘야 하는 것이다.
그림1. 일반 비타민과 활성형 비타민 : 일반 비타민은 흡수 후 바로 빠져나가고 체내 이용률을 높인 활성형 비타민은 각 성분의 역할을 수행할 시간을 확보할 수 있다.
2. 활성형 비타민 전략
활성형 비타민은 비타민의 생체이용률을 높여 그 역할을 충분히 수행하도록 하는 개념이다. 물론 대부분의 경우는 활성형 비타민으로 투여시 크게 걱정할 만한 부작용이 생기지는 않는다. 그렇다면 과연 어떠한 전략으로 비타민의 체내 이용률을 높일 수 있을까? 필자가 각 활성형 비타민을 분석하여 정리한 결과를 바탕으로 설명드리겠다.
2-1. 전략1-활성형 (type1) 비타민
첫째, “체내에서 바로 사용 가능한 형태”로 복용하는 방법이다. 편의상 활성형(type1) 비타민으로 명명하겠다.
그림2. 활성형 (type1) 비타민 전략
자세히 알아보면 몇몇 비타민은 우리 몸에 들어가 몇 단계를 거쳐 형태가 전환되어야 실제 비타민의 생리 활성을 체내에서 구현할 수 있다. 예를 들면 엽산의 경우 폴산(folate)으로 섭취를 하는 경우 체내에서 효소반응에 의해 메틸테트라히드로폴산 (methyltetrahydrofolate)로 전환이 되어야 methyl기를 공여할 수 있는 엽산의 기능을 수행할 수 있다. 즉 체내에서 에너지와 시간을 소비해야만 엽산의 역할을 할 수 있는 것이다. 이러한 이유로 엽산의 기본형인 폴산 (folate)로 섭취하는 것이 아니라 체내에서 바로 사용할 수 있는 형태의 엽산, 즉 메틸테트라히드로폴산 (methyltetrahydrofolate)의 형태로 섭취하면 효율적으로 엽산을 이용할 수 있다. 즉, 체내에서 바로 이용할 수 있는 형태 (the ready-to-use form)를 활성형(type1) 비타민의 첫 번째 전략으로 분류할 수 있다.
또 다른 케이스는 비타민 D이다. 비타민 D는 두 가지 타입 비타민 D2와 D3가 존재하고 이들을 비타민 D로 섭취한다. 하지만 이들 비타민 D 유도체는 체내에서 간, 신장에서 활성형 비타민 D (1,25-dihydroxy vitamin D) 로 전환이 되어 칼슘의 흡수를 돕는다. 따라서 그냥 비타민 D으로 섭취하는 것보다 활성형(type1) 비타민 D (1,25-dihydroxy vitamin D) 섭취한다면 훨씬 더 효율적으로 골대사에 적용할 수 있습니다. 다만 활성형(type1) 비타민 D는 효과가 너무 커서 오히려 칼슘 제제와 함께 복용 시 칼슘의 침작이 너무 증가함으로 활성형(type1) 비타민 D와 칼슘은 동시 복용은 피하는 것으로 되어 있다.
비타민 B군의 경우 인산화 (인산과 결합되어 있는 형태)하여 섭취하는 경우도 이와 같은 원리라고 할 수 있습니다. 비타민 B2인 리보플라빈 (riboflavin)의 인산화된 형태인 리보플라빈 포스페이트 (riboflavin phosphate)와 비타민 B6인 피리독신 (pyridoxine)의 인산화된 형태인 피리독신 포스페이트 (pyridoxine phosphate)의 경우가 비타민 B군 중 대표적인 활성형(type1) 비타민이다. 이들은 인산화되어 여러 반응의 조효소로써 역할을 함으로 이들의 인산화된 형태를 섭취하면 “체내에서 바로 사용”할 수 있다.
이처럼 활성형 비타민의 첫 번째 전략을 이용한 활성형(type1) 비타민은 “체내에서 바로 이용될 수 있는 형태 (the ready-to-use form)”로 섭취하는 방법이다.
2-2. 전략2-활성형 (type2) 비타민
두 번째 경우는 체내 체류시간을 높이는 방법입니다.
두 번째 전략을 이용하는 비타민들은 주로는 흡수가 잘 안되거나 체내에서 외부로 배설이 빠른 비타민이다. 즉 “체내 흡수율을 높이고 오랫동안 체류할 수 있도록 하는 것”이 이러한 비타민의 기능을 향상시킬 수 있다. 이러한 전략을 이용한 활성형 비타민들을 활성형 (type2, the well-absorbed/sustained form) 비타민으로 명명하고 설명하겠다. 특히 수용성 비타민의 경우는 말 그대로 수용성이기 때문에 장내에서 흡수가 어려운 경우가 많다. 왜냐하면 장관 내에서 비타민이 흡수될 때 세포 사이 또는 세포를 통하여 흡수가 되어야 하는데 이는 인지질 이중층을 통과하는 과정을 반드시 거쳐야 한다. 이 과정에서는 분자의 지용성이 어느 정도 확보가 되어야 지질층을 통과할 수 있는데 특히 수용성 비타민의 경우 그 수용성 때문에 쉽게 흡수되지 못하는 경우가 많다.
대표적인 수용성 비타민인 비타민 C의 경우 이러한 장벽으로 극복하기 위하여 리포좀기술을 이용하는 경우가 있다. 리포좀안에 비타민 C를 포획하여 제제화한 후 섭취하면 장내 흡수율이 높아지는 원리이다. 생체 인지질 이중층과 같은 구성인 리포좀으로 비타민 C를 포장하면 장내 투과성이 증가하는 원리이다. 이는 제제의 변화를 주어 흡수도를 높이는 전략으로 크게 보면 활성형 (type2)에 포함시킬 수 있다고 생각된다.
그림3. 리포조말 비타민C (흡수율을 높인 제형으로 활성형 (type2)에 포함)
대표적인 수용성 비타민인 비타민 C의 경우 이러한 장벽으로 극복하기 위하여 리포좀기술을 이용하는 경우가 있다. 리포좀안에 비타민 C를 포획하여 제제화한 후 섭취하면 장내 흡수율이 높아지는 원리이다. 생체 인지질 이중층과 같은 구성인 리포좀으로 비타민 C를 포장하면 장내 투과성이 증가하는 원리이다. 이는 제제의 변화를 주어 흡수도를 높이는 전략으로 크게 보면 활성형 (type2)에 포함시킬 수 있다고 생각된다.
하지만 연구결과를 살펴보면 리포조말 비타민 C의 흡수율은 일반 비타민 C에 비해 1.3-1.7배정도 증가되어 가성비를 고려하면 크게 이점은 없어 보인다. 그럼에도 불구하고 방법론적으로 분류하자면 활성형 (type2) 전략으로 분류할 수 있다.
유사한 이유로 지용성 비타민도 흡수를 높이기 위해 식사중에 복용한다든지, 기름과 같이 예를 들면 오메가 3와 같이 복용을 하는 것이 흡수에 유리할 수 있다.
이렇게 제제를 변경하여 체내 흡수율을 높이는 방법도 있다. 하지만 단지 흡수율을 향상시키는데 그치지 않고 여기에 배설을 늦추는 방법을 더하여 체내 지속성을 높이는 방법이 앞서 언급한 진정한 의미의 활성형 (type2, the well-absorbed/sustained form) 비타민으로 분류할 수 있다.
그림4. 활성형 (type2) 비타민 전략
이와 같은 전략에 가장 많이 이용되고 있는 것이 전구약물 (prodrug) 개념이다. 비타민의 구조에 특정 구조를 부가하여 일반적으로 지용성을 높인 물질로 전환한다. 이렇게 디자인된 물질은 체내로 흡수가 용이하게 되며 체내에서 비타민에 결합된 특정 구조가 쉽게 분리되어 비타민이 비타민으로서의 역할을 수행할 수 있도록 한다. 또한 체외로의 배설을 어느 정도 지연시켜준다. 결국 비타민 자체로 섭취할 때 보다 흡수율이 증가하며, 배설은 지연되어 체내 지속시간이 길어지고 즉, 비타민의 생체이용률을 높이게 된다.
그림5. 활성형 (type2) 비타민 체내 동태
예를 들면 연고 비판텐의 주성분인 판테놀 (panthenol)이 있다. 판테놀의 경우 비타민 B5인 판토텐산 (pantothenic acid)과 유사한 구조로 산성 (acidic)을 띠는 카르복시기 (carboxyl group)가 알코올 (alcohol)로 치환되어 있는 형태이다, 이 판테놀은 판토텐산보다 피부 또는 장관 내 흡수율을 높고 체내에서 쉽게 판토텐산으로 전환되어 비타민 B5의 역할을 하는 물질이다. 제형의 변화보다는 전구약물 (prodrug) 전략을 차용하에 체내 이용률을 높이는 경우이다.
또한 비타민 B1의 경우도 여기에 포함시킬 수 있다. 비타민 B1인 티아민 (thiamine)은 만성피로에 노출되어 있는 한국인을 대상으로 가장 많이 유통되고 있는 비타민이다. 요즘은 전보다 많이 나아졌지만 음주가 잦은 한국인의 특성과도 맞아떨어지는 것 같다. 하지만 티아민 (thiamine)은 장내에서 흡수가 용이하지 않고 특히 체내로 흡수가 된다고 하더라도 빠르게 배설되는 특징을 가지고 있어서 생체이용률이 떨어지는 비타민 중 하나이다. 비타민 B1의 체내 이용률을 높이기 위한 노력으로 활성형 (type 2) 비타민 B1을 많이 이용하는데 현재 2가지 벤포티아민 (Benfotiamine)과 푸르셜티아민 (Fursultiamine)이 유통되고 있다. 여러분들이 복용하는 종합 비타민제의 뒤편을 보면 이들이 함유되어 있음을 알 수 있다. 만약 그냥 티아민 (thiamine)이 함유되어 있다면 여러분은 활성형 (type2) 비타민 B1은 섭취하고 있지 않은 것이다. 티아민 (thiamine)의 경우 흡수율이 낮고 설사 흡수가 된다고 하더라도 빠르게 배설된다는 측면에서 비타민 B1은 활성형 (type 2)으로 복용하시는 것을 권장한다.
이번 글에서는 활성형 비타민의 전략을 2가지로 나누어 살펴보았다.
첫째, 실제 체내에서 사용되는 형태 (the ready-to-use form)로 섭취하는 전략, 활성형 type1 둘째, 체내 이용률을 높이는 방향으로 흡수율을 높이고 배설을 낮추는 형태 (the well absorbed/sustained form)로 섭취하는 전략, 활성형 type2
활성형 비타민에 대한 정리된 이론은 현재까지 없어 보인다. 본 필자가 활성형 비타민들의 전략을 분석하여 두 가지 부류로 나누어 보았고 각각의 특징을 제시하였다. 비타민은 더 이상 생존을 목적으로 복용하는 영양소가 아니라, 적극적으로 이용하여 건강을 관리해야 하는 시점이다. 충분한 복용량과 함께 생체이용률을 고려하는 활성형 비타민들의 의미는 바로 거기에 있다.
