비타민 D의 기능과 우울증 사이의 관계

우울증과 비타민 D의 관계: 현황과 연구

우울증은 전 세계적으로 약 10명 중 1명이 겪고 있는 심각한 공중 보건 문제입니다. 주요 우울 장애 또는 임상 우울증이라고도 불리는 이 질환은 슬픔, 무가치함, 절망감, 흥미 상실 및 때때로 삶이 가치가 없다는 느낌을 특징으로 합니다. 우울증은 단순히 기분이 우울한 상태가 아니며, 약한 것이나 쉽게 회복될 수 있는 상태가 아닙니다. 이 질환은 장기적인 치료가 필요할 수 있으며, 그러나 약물 치료나 심리 상담을 통해 대부분의 사람들이 개선됩니다. 우울증의 정확한 원인은 아직 알려지지 않았지만, 생물학적 차이, 뇌 화학, 호르몬, 유전적 요인 등 다양한 요인이 복합적으로 작용할 수 있습니다. 이러한 불확실성으로 인해 연구자들은 우울증의 근본적인 기전을 찾으려고 노력하고 있습니다. 최근 연구에서는 비타민 D와 우울증 사이에 약한 연관성이 있다는 것이 발견되었지만, 이 연관성이 정확히 무엇을 의미하는지는 아직 명확하지 않습니다. 비타민 D가 우울증을 유발하는지, 아니면 우울증이 비타민 D 수준을 낮추는지에 대한 증거는 부족합니다. 현재로서는 비타민 D의 혈중 농도가 낮으면 우울증의 위험이 더 커질 수 있다는 점만이 확실합니다. 비타민 D는 "햇빛 비타민"으로도 알려진 지용성 비타민입니다. 비타민 D3와 D2가 주요 전구체로, 비타민 D3는 식이 섭취를 통해 얻거나 피부가 햇빛에 노출되면 7-디하이드로콜레스테롤로부터 합성될 수 있습니다. 비타민 D3와 D2는 혈액 순환에 들어가 비타민 D 결합 단백질(VDBP)과 결합합니다. 비타민 D는 먼저 간으로 운반되어 C-25에서 하이드록실화되고, 그 후 신장에서 C1 위치에서 두 번째 하이드록실화가 일어나 25-하이드록시비타민 D가 생성됩니다. 이어서 25-하이드록시비타민 D는 1,25-디하이드록시비타민 D로 대사되며, 이는 가장 활성화된 형태로 목표 조직으로 운반됩니다. 비타민 D는 신경 작용 스테로이드로서 신경 전달 물질의 표현, 신경 영양 인자의 조절, 신경 면역 조절, 항산화제의 생산 등 다양한 생리적 역할을 하여 우울증과의 관련성을 제시할 수 있습니다. 그러나 비타민 D 결핍이 우울증의 원인인지, 아니면 우울증이 비타민 D 결핍을 초래하는지에 대한 연구 결과는 상충하며, 실험실 간 비타민 D 측정 방법의 불일치가 이러한 혼란을 더욱 부추기고 있습니다. 본 리뷰는 비타민 D의 신경 활동과 우울증과의 연관성, 현재 연구 및 임상 조사 결과를 종합적으로 검토하여 비타민 D가 우울증의 치료 및 예방에 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 전반적인 개요를 제공합니다.

비타민 D와 신경 영양 가설

비타민 D 수용체(VDR)는 처음으로 중추 신경계(CNS)에서 발견되었으며, 이는 비타민 D가 뇌 기능에 역할을 할 가능성을 시사합니다. VDR과 비타민 D를 활성화하는 효소인 1-알파-하이드록실라제는 여러 뇌 영역과 다양한 세포 유형, 특히 편도체의 뉴런과 시상하부의 신경아교세포에 널리 분포하고 있습니다. 이는 비타민 D 신호가 신경정신질환의 병리생리학에 관여할 수 있다는 가설을 지지합니다. 비타민 D는 혈액-뇌 장벽을 넘어 특정 뇌 영역, 특히 해마에 있는 VDR에 결합할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 해마는 기억과 정서 기능을 조절하며, 해마와 기타 변연 구조의 위축은 만성 우울증에서 발견됩니다. 해마는 우울증의 메커니즘에서 중요한 역할을 하며, 해마에서 VDR의 발견은 비타민 D가 해마 구조나 기능에 미치는 영향을 연구하게 만들었습니다. 많은 연구들이 비타민 D 결핍이 해마의 구조나 기능에 변화를 초래할 수 있음을 보여주었습니다. 비타민 D는 신경 성장 인자(NGF), 뇌 유래 신경 영양 인자(BDNF), 신경 영양 인자 NT-3의 발현을 조절하는 강력한 조절자로 알려져 있습니다. 이러한 신경 영양 인자들은 뉴런의 생존, 성장 및 이동에 필수적이며, 각기 다른 트로포미오신 관련 키나제(Trk) 수용체와 결합하여 생리적 기능을 발휘합니다. 연구 결과에 따르면, 1,25(OH)2D는 BDNF, NGF, NT-3의 발현을 증가시키고, NT-4는 뇌의 별아교세포에서 억제될 수 있습니다. 이는 비타민 D가 발달 중인 뉴런의 생존과 분화를 조절할 수 있음을 시사합니다. BDNF는 성인 해마의 신생 뉴런의 장기적인 생존과 분화, 기능에 중요한 역할을 합니다. 따라서 BDNF 수준을 회복하는 것이 우울증 치료에 유익할 수 있습니다. 신경 생성 또한 우울증과 관련이 있으며, TrkB 리간드의 발견이 새로운 치료 방안을 제시할 수 있습니다. NT-3와 NT-4는 발달 중인 뉴런의 생존, 신경 전구 세포의 증식 및 분화에 중요하여 우울증에 직접적 또는 간접적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 비타민 D는 다양한 정신 질환과 관련된 비정상적인 신경 영양 인자의 기능을 조절할 수 있습니다.

 

비타민 D와 단일아민 신경전달 가설

전통적인 단일아민 신경전달 가설에 따르면, 우울증은 단일아민 결핍과 관련이 있으며, 주로 세로토닌(5-HT), 도파민(DA), 노르에피네프린(NE)과 연관되어 있습니다. 임상에서 흔히 사용되는 항우울제는 5-HT와 NE의 수송체를 억제함으로써 작용합니다. 세로토닌은 아미노산 트립토판에서 합성되며, 1960년대부터 세로토닌이 우울증의 병리 생리에서 중요한 역할을 한다는 가설이 제기되었습니다. 세로토닌은 기분 조절에 관련된 뇌 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 확인된 바 있습니다. 비타민 D 결핍은 세로토닌의 합성에 영향을 미쳐 뇌와 세로토닌성 뉴런의 비정상적인 발달을 초래할 수 있습니다. 또한, 세로토닌은 해마에서 새로운 뉴런 생성과 시냅스 가소성에 영향을 미치며, 이는 우울증의 발병과 치료에 관련된 요소로 생각됩니다. 비타민 D 수용체(VDR)는 인간과 쥐의 해마, 흑질, 전두엽 피질의 도파민성 뉴런에서 발현되며, 이는 우울증과 관련이 있습니다. 특히, 흑질에서 VDR의 발현은 도파민 세포의 분화를 지연시킬 수 있으며, 비타민 D 결핍이 도파민 매개 행동 결핍을 초래할 수 있음을 나타냅니다. 따라서 비타민 D 결핍은 도파민성 뉴런의 발달에 영향을 미쳐 우울증의 발생에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 결론적으로, 비타민 D는 세로토닌, 도파민, 노르에피네프린의 수준을 직접 또는 간접적으로 영향을 미쳐 우울증에 관여할 수 있습니다.

 

비타민 D와 신경면역조절

최근 비타민 D에 대한 관심이 새롭게 부각되면서, 자가면역 질환과 염증에서 비타민 D의 새로운 약리학적 효과가 발견되었습니다. 연구에 따르면, 비타민 D의 주요 활성 형태인 1,25(OH)2D3는 면역 체계의 구성 요소를 조절하여 면역 체계의 비정상적인 활성화를 억제하고 신경 보호 효과를 낼 수 있습니다. 비타민 D 결핍은 만성 스트레스로 유도된 우울증 모델에서 염증 지표인 IL-1β와 IL-6을 증가시킬 수 있으며, 이는 비타민 D 결핍이 염증을 유발할 수 있음을 시사합니다. 비타민 D 보충은 세포 내 칼슘 농도를 조절하고, P2X7 수용체의 발현을 감소시키는 등 면역 반응을 조절하여 신경 세포를 보호하고 항우울 효과를 낼 수 있습니다. 이러한 기작을 더 깊이 연구하는 것이 중요합니다. 혈중 비타민 D 농도와 우울증 간의 관계에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 과거에는 총 혈청 25(OH)D 농도가 비타민 D의 지표로 사용되었습니다. 비타민 D는 심혈관 질환, 암, 당뇨병, 비만, 천식 등 여러 질병과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다. 비타민 D는 신경 성장 인자와 인터루킨의 발현을 조절할 수 있으므로, 우울증의 예방과 치료에서 비타민 D의 역할에 대한 연구가 증가하고 있습니다. 그러나 혈청 25(OH)D 농도가 우울증과 유의미한 연관이 있는지에 대한 논의는 여전히 진행 중입니다. 최근 연구에서는 여성이나 노인에서 혈청 25(OH)D 농도와 우울증 간의 상관관계를 입증하지 못한 사례도 있습니다. 이는 연구 대상의 수나 사회인구학적 요인들, 즉 성별, 유전자, 체질량지수, 거주지, 가족의 경제적 수준, 부모의 교육 수준, 식습관, 음주 및 흡연 등이 종합적으로 고려되지 않았기 때문일 수 있습니다. 혈중 비타민 D 농도가 낮으면 우울증의 위험이 다소 증가하는 경향이 있지만, 그 연관성은 확실하지 않습니다. 따라서 현재로서는 비타민 D의 우울증 예방과 치료에서의 역할에 대한 최선의 증거를 종합하여 기작을 명확히 하는 것이 중요합니다.

 

비타민 D 측정 방법

비타민 D 결핍을 진단하기 위해 의사나 건강 전문가가 식습관과 햇볕에 노출된 시간에 대해 질문한 후, 혈액 검사를 통해 비타민 D 수준을 확인합니다. 현재 비타민 D 검사에는 여러 가지 방법이 사용되며, 이에는 면역측정법(예: 방사선 표지, 효소, 화학발광)과 전기화학 분석, 크로마토그래피 분석(자외선이나 질량 분석기 사용)이 포함됩니다. 면역측정법은 비타민 D의 대사물질과 유사체를 구별하지 못해 특정성이 부족합니다. 반면, 크로마토그래피 분석법인 LC-MS/MS는 높은 민감도와 특이성을 가지며 25(OH)D2와 25(OH)D3를 동시에 측정할 수 있어 금표준으로 여겨집니다. 그러나 이 방법은 복잡하여 일상적인 임상 사용에는 적합하지 않습니다. 비타민 D 결핍이 우울증의 원인인지에 대한 다양한 연구 결과의 불일치는 측정 방법의 일관성 부족에서 기인할 수 있습니다. 측정 방법의 정확성 부족이나 번거로움은 환자 관리 및 공공 건강 연구, 진단과 치료에 어려움을 초래합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 비타민 D 표준화 작업이 진행 중이며, 2011년 비타민 D 표준화 프로그램(VDSP)이 설립되었습니다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 미국 식이보조제 사무소(ODS)는 표준 참조 물질(SRM 2972 및 972)을 개발하였고, 이들은 25(OH)D 측정을 위한 인증을 받았습니다. 새로운 화학발광 면역측정법(CLIA)과 효소결합면역흡착법(ELISA) 방법은 NIST SRM 2972와 일치하며, LC-MS/MS 방법은 NIST SRM 972a와 일치합니다. 비록 이러한 표준화 노력에도 불구하고 지역, 인종, 식이 요인에 따른 차이로 인해 비타민 D 수준의 정상 여부를 결정하기 어려울 수 있지만, 여전히 25(OH)D 수준을 파악하는 데 도움이 됩니다.

 

우울증 치료를 위한 비타민 D 보충

비타민 D의 혈중 농도 범위에는 개인 차이와 지역 차이가 있을 수 있으며, 최근 연구에 따르면 전 세계적으로 아동, 청년, 중년, 노인 모두가 비타민 D 결핍의 위험에 처해 있습니다. 일반적으로 비타민 D 결핍은 25(OH)D 농도가 20 ng/mL 미만으로 정의되며, 비타민 D 부족은 21-29 ng/mL 범위로 간주됩니다. 대부분의 전문가들은 25(OH)D 농도가 30 ng/mL 이상이 이상적이라고 보고하고 있습니다. 나이가 들수록 피부에서 비타민 D를 합성하는 능력이 크게 감소하는데, 70세에서는 20세에 비해 50% 이상 감소합니다. 그러나 장에서 비타민 D 흡수 능력은 나이에 영향을 받지 않습니다. 북부 지역에서는 인구의 약 3분의 2가 비타민 D 결핍으로 간주되며, 평균 25(OH)D 농도가 30 ng/mL입니다. 따라서 비타민 D 보충은 비타민 관련 질병의 위험을 줄이고 삶의 질을 개선하며 수명을 연장하는 데 필요합니다. 비타민 D 보충제를 플루옥세틴과 함께 복용하면, 일반적인 우울증 환자에서 플루옥세틴 단독 복용보다 우울 증상을 더 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 몇 가지 소규모 파일럿 연구에서는 비타민 D 보충이 긍정적인 영향을 미치며, 고용량 비타민 D(≥100 µg D3 매일)를 1~3개월 동안 복용했을 때 우울 증상이 개선되었다고 보고되었습니다. 대규모 연구(441명 참여)에서는 70 µg 및 140 µg 비타민 D 보충제를 복용한 그룹이 플라시보 그룹에 비해 Beck Depression Inventory(BDI) 점수가 유의미하게 개선된 결과를 보여주었습니다. 또한, 비타민 D 보충이 혈중 25(OH)D 농도가 낮고 우울 증상이 뚜렷한 고위험군에서 더 효과적이라는 연구 결과도 있습니다. 결론적으로, 비타민 D 보충은 우울증 치료에 깊은 영향을 미칠 수 있으며, 비타민 D는 효과적이고 비용 효율적인 치료법으로 평가됩니다. 그러나 혈중 비타민 D 농도가 매우 낮은 사람들에게만 이점이 있으며, 충분한 농도를 가진 사람들은 비타민 D 보충에서 이점을 얻지 못할 수 있습니다. 또한, 비타민 D 농도가 150 ng/mL를 초과하면 고칼슘혈증, 고칼슘뇨증 및 고인산혈증과 같은 비타민 D 중독 증상이 나타날 수 있습니다. 비타민 D 보충과 우울증의 관계는 여러 가지 이유로 복잡합니다. 연구마다 비타민 D 보충량과 기간이 다르고, 비타민 D 적정 농도와 치료 효과를 정의하는 기준이 다르며, 정신 건강과 우울증을 평가하는 도구도 상이합니다. 따라서, 우울증 치료를 위한 비타민 D 보충의 효과를 검증하기 위해서는 대규모 무작위 통제 임상 시험이 필요합니다.

 

비타민 D와 우울증: 현황과 미래 전망

본 논문에서는 비타민 D와 관련된 우울증의 기전, 비타민 D 측정 방법, 보충 및 활용에 대해 검토했습니다. 비타민 D와 우울증 사이의 관계에 대한 데이터는 상충하지만, 일반적으로 낮은 혈중 25(OH)D 농도는 우울증 위험을 증가시키며, 비타민 D 보충이 매우 낮은 농도의 경우 우울 증상을 완화할 수 있습니다. 혈중 25(OH)D 농도를 모니터링하면 건강 상태를 파악하고 우울증에 대한 새로운 통찰을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리의 리뷰를 통해 비타민 D와 우울증에 대한 보다 효과적이고 안전한 치료 프로토콜이 개발되기를 기대하며, 모든 우울증 환자에게 개인 맞춤형 치료가 제공되기를 바랍니다.

 

참고문헌

Geng C, Shaikh AS, Han W, Chen D, Guo Y, Jiang P. Vitamin D and depression: mechanisms, determination and application. Asia Pac J Clin Nutr. 2019;28(4):689-694. doi: 10.6133/apjcn.201912_28(4).0003. PMID: 31826364.