[칼럼] 뼈와 혈관 건강 새로운 패러다임, 비타민K2

• 주경미 약학박사

주경미 박사

비타민 ABCDE…K, 2024 이제서야 국내 건강기능식품으로 허가된 비타민K2

비타민K는 비타민 A,B,C,D,E 등에 비해 30년 정도 늦게 발견되었고 혈액응고(koagulation) 기능이 확인되어 비타민K라고 명명하게 되었다. 이후 캐나다 치과의사인 웨스턴 프라이스 박사가 가공식품을 먹고 자란 아이들의 뼈가 약하고 뼈 골절의 회복이 느린 것을 관찰하고 이것이 아이들이 먹는 가공식품 중 부족한 특정성분 X라고 밝힌 후, 이어지는 연구에서 비타민K2가 확인되어 비타민K1과 K2가 분리되었다. 칼슘을 보충제로 섭취하는 사람에게 심장질환이 증가하는 연구를 통해 비타민K2가 부족하면 칼슘이 뼈로 가지 못하고 혈관에 침착 되어 혈관 장애를 유발하며 골다공증 위험도도 높아진다는 연구가 계속되어 왔다.

이러한 학술적 배경으로 비타민K2는 미국에서 1990년대 후반부터 보급되기 시작했고 일본에서는 1995년에 골다공증 치료제로 승인되었으며, 국내에서는 2024년 3월에서야 뼈 건강 기능성을 가진 건강기능식품으로 인정하고 판매되기 시작했다.

비타민K1과 K2는 명확하게 다른 기능을 가진 성분

비타민K1과 K2는 구조와 효능 및 작용 기전에서 다음과 같이 명확하게 구분된다. 비타민K1은 필로퀴논으로 명명하고 비타민K2는 구조적 특징에 따라 MK-4, MK-7 등의 종류가 있다. 다양한 녹색채소에 함유된 비타민K1은 체내에서 일부가 장내에서 박테리아에 의해 K2로 전환되지만 그 양은 극히 적다. 또한 기존의 일반 영양제에 들어있는 비타민K1은 프로트롬빈을 활성화하여 혈액응고 작용을 하는 반면, 비타민K2는 오스테오칼신과 GLA단백질을 활성화하여 칼슘을 뼈에 단단하게 부착시켜 골밀도를 증가시키고 혈관속에 쌓여 석회화 된 칼슘을 제거하는 기능을 한다. 비타민K1은 와파린 등의 항응고제 효과를 감소시킬 수 있으나 비타민K2와의 상호작용에 대하여는 전문가들의 견해가 다양하다.

비타민K1 vs K2 비교

뼈, 혈관 건강에 대한 칼슘 패러독스: 착한 칼슘 파트너 비타민K2 비타민K2는 칼슘대사를 조절하여 뼈 건강과 심혈관 질환 예방에 관여한다. 칼슘이 소장에서 흡수되면 비타민D3와 A에 의해 오스테오칼신(비활성형)이 생성되고 이는 비타민K2에 의해 활성형 오스테오칼신으로 전환되어 칼슘을 뼈로 이동시켜 단단하게 부착시키는 역할을 한다. 또한 비타민K2는 MGP(Matrix Gla Proteins)라는 단백질을 활성화하여 혈관 내 침착 된 칼슘을 제거하고 석회화를 방지한다. 따라서 체내 비타민K2가 부족해지면 뼈의 칼슘은 혈액으로 빠져나가 골다공증 위험이 높아지고, 혈관으로 유입된 칼슘은 동맥이나 연조직에 쌓이고 석회화 되어 심뇌혈관 질환을 유발하게 된다. (그림)

그림: 비타민K2 칼슘대사 경로, 주경미

뼈, 혈관 노화를 막는 장수비타민 K2의 작용 기전과 섭취량

칼슘은 대부분 뼈와 치아를 구성하고 일부는 혈액과 근육, 세포 내액에 분포해서 존재한다. 이때 어떤 이유로든 뼈와 치아에 침착하지 못한 여분의 칼슘은 혈관이나 연조직에 쌓여 석회화가 진행되는데, 칼슘이 혈관 내막에 쌓이면 혈관이 경화되고, 혈관 평활근에 쌓이면 혈관 탄력성을 잃게 되며 판막이나 연조직에 쌓이면 심장질환이나 하지정맥류 등으로 발전할 수 있다.

혈관 노화의 주범인 칼슘 석회화는 혈관 속 칼슘을 제거하는 단백질(MGP)의 부족 외에도 세포의 노화와 염증 등에 의해서도 발생한다. 이때 비타민K2는 혈관에 쌓인 칼슘을 제거하여 뼈로 보내는 기능 외에도 항노화에 관련한 여러 기전에 관여하는 것으로 알려져 있다. 인슐린 저항성을 개선하고 결석 예방에도 도움이 되며 치조골을 강화하고 남성호르몬에도 영향을 준다.

이렇게 다양한 작용이 있는 비타민K2 섭취량은 국가마다 상한선이 다르고 명확하게 제시되어 있지 않다. 미국 NIH에서 발표한 성인 섭취 적정량은 90-120mcg 라고 했으니 이를 참고하여 개인 상황에 따라 약사가 섭취용량을 가이드 하는 것이 중요할 것이다. 비타민K2가 다른 지용성 비타민과 달리 체내 저장이 되지 않고 독성이 거의 없으며 섭취목적에 따라 어떤 시너지 성분과 병용하는가를 고려하여 섭취량을 결정하거나 약국에서 100mcg이상을 함유하고 있는 비타민K2 제품을 추천하는 것도 좋은 방법이다.

치과의사가 주장하는 구강건강에서 비타민K2의 공로

1939년 치과의사 웨스턴 프라이스 박사가 아프리카 원주민들이 충치, 치주질환 및 부정교합이 전혀 없는 것을 관찰하고, 이것이 식사 중의 특정 성분과 관계 있는 것을 발견하여 라고 명명하였다. 이 특정성분이 바로 비타민K2로서 치아의 에나멜층과 상아질에 칼슘을 단단하게 부착시켜 치아 우식을 예방하고, 치주뼈의 질량 증가와 유지로 정상적인 얼굴 형태를 만들며 치아 퇴화도 지연시킨다는 것을 밝혔다.

성장기 어이들의 경우, 비타민K2가 결핍되면 구강내 칼슘이 부족해져서 치아배열 이상으로 부정교합이 생길 수 있고 인슐린 유사성장인자 IGF-1 분비에도 영향을 미친다는 것이다. 또한 임플란트 수술 전후에도 치아 골밀도를 강화하기 위해 비타민K2를 비타민D3와 함께 섭취하는 것이 매우 중요해질 것이다. 기능의학 치과의사 들은 구강건강 목적으로 비타민K2를 섭취하는 경우 12살 미만의 어린이는 45mcg, 성인은 100-300mcg 범위내 섭취를 권장하기도 한다.

* 비타민K2 좋은 효과를 위한 제품 선택의 기준

시중에 유통되는 건강식품이 중국산 원료가 국적 세탁이 되거나 동물용의약품 검출원료, 함량미달, 방부제 검출, 등 유해한 제품이 통용되는 사례가 아직도 있다. 따라서 약국에서 비타민K2 추천할 경우 원료, 추출법 및 안정성을 위한 기술과 함량면에서 기준을 충족하는가에 대하여 다음과 같은 검토를 하고 선택하는 것이 중요하겠다.

- 초임계 추출로 원물의 파괴를 최소화하고 잔류용매가 없는 제품 - 유기용매나 촉매제를 사용한 합성이 아닌, 낫또 균에서 추출한 제품 - K2의 불안정성을 고려하여 마이크로 캡슐화 기술을 적용한 제품 - 원료 품질을 보증하는 WCS(Warrant Contents Standard) 같은 표기가 있는 제품 - 마그네슘 스테아레이트 등 부형제가 없어 주성분 작용을 방해하지 않는 제품 - 주성분 함유량이 충분하여 기대하는 효과를 볼 수 있는 제품 - 약사 등 전문가가 섭취 대상의 건강 상태를 반영하여 섭취 가능 여부나 섭취 방법 등을 가이드 할 수 있는 제품

이런 분들에게 비타민K2는 선택 아닌 필수

이미 의약품으로 허가되어 있거나 치료 목적으로 여러 영역에서 활용되고 있는 상황을 참고하여 약국에서 다음에 해당되는 경우에는 비타민K2 섭취를 적극 추천하는 것이 필요하겠다. - 항생제 장기복용으로 장내 환경 불균형으로 K2 생성이 안되는 분 - 지방식사가 부족하거나 초절식으로 K2 급원이 부족한 분 - 임플란트 수술을 앞두고 있거나 발치 후 골밀도를 강화해야 할 경우 - 칼슘을 오래 섭취해도 골밀도에 변화가 없는 경우 - 갱년기에 골다공증 예방 및 치료를 하는 경우 - 건강 상태를 고려하여 혈관과 뼈 건강 관리가 우선되어야 한다고 판단되는 경우

이상에서 본 것처럼 뼈나 치아를 구성하는 “칼슘 흡수”에 비타민D가 관여한다면 비타민K2는 칼슘이 혈관에 침착 되지 않고 뼈나 치아 등의 필요한 조직으로 이동하여 기능을 다할 수 있도록 하는 “칼슘 네비게이션” 역할을 한다. 비타민K2는 지용성이지만 반감기가 짧아 체내 오래 축적되지 않으므로 뼈와 혈관 건강을 관리해야 하는 경우에 매일 섭취하는 것을 추천한다.

비타민으로서 호르몬과 유사한 기능을 하는 비타민K2는 만성질환 처방약을 복용 중인 약국 환자 대다수가 섭취할 수 있는 성분이지만 복용 중인 약과의 상호작용(항생제, 항혈전제, 비타민 E 등)과 개인의 건강 상태에 따라 비타민K2의 섭취 가능 여부와 섭취량 등은 달라질 수 있으므로 약사와 상담이 중요한 영양 성분이다. 향후, 약국에서 뼈와 치아 및 혈관 건강을 위한 <비타민K2>의 활약이 기대된다. 참고문헌 1. Kate Rheaume-Bleue. 2017. 비타민K2와 칼슘 파라독스. (이영철 외 역). 엠디월드 2. The Dual Role of Vitamin K2 in “Bone-Vascular Crosstalk”: Opposite Effects on Bone Loss and Vascular Calcification 3. Aral K, Alkan BA, Saraymen R, Yay A, Şen A, Önder GÖ. Therapeutic effects of systemic vitamin k2 and vitamin d3 on gingival inflammation and alveolar bone in rats with experimentally induced periodontitis. J Periodontol. 2015 May;86(5):666-73. 4. Capozzi A, Scambia G, Lello S. Calcium, vitamin D, vitamin K2, and magnesium supplementation and skeletal health. Maturitas. 2020 Oct;140:55-63. 5. Halder M, Petsophonsakul P, Akbulut AC, Pavlic A, Bohan F, Anderson E, Maresz K, Kramann R, Schurgers L. Vitamin K: Double Bonds beyond Coagulation Insights into Differences between Vitamin K1 and K2 in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2019 Feb 19;20(4):896. 6. Iwamoto J. Vitamin K₂ therapy for postmenopausal osteoporosis. Nutrients. 2014 May 16;6(5):1971-80. 7. Kozioł-Kozakowska A, Maresz K. The Impact of Vitamin K2 (Menaquionones) in Children's Health and Diseases: A Review of the Literature. Children (Basel). 2022 Jan 5;9(1):78. 8. Maresz K. Proper Calcium Use: Vitamin K2 as a Promoter of Bone and Cardiovascular Health. Integr Med (Encinitas). 2015 Feb;14(1):34-9. 9. Palermo A, Tuccinardi D, D'Onofrio L, Watanabe M, Maggi D, Maurizi AR, Greto V, Buzzetti R, Napoli N, Pozzilli P, Manfrini S. Vitamin K and osteoporosis: Myth or reality? Metabolism. 2017 May;70:57-71.