화학적 특성

비타민 D는 비타민 D₂(ergocalciferol)와 비타민 D₃(cholecalciferol)의 두 가지 중요한 형태가 있으며, 비타민 D₂는 효모와 식물스테롤인 에르고스테롤(ergosterol)로부터 합성되고 비타민 D₃는 피부에서 콜레스테롤의 전구체인 7-디하이드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)로부터 합성될 수 있다. 이러한 경우 비타민 D는 햇빛에서 충분히 합성될 수 있어 식품으로 섭취하지 않아도 문제가 되지 않으므로 ‘조건부’ 비타민 또는 프로호르몬(prohormone, 즉 활성 호르몬의 전구체)으로 분류할 수 있다.

급원식품

햇빛에 충분히 노출되지 못한 경우에는 식품을 통해 비타민 D를 충분히 섭취하여야 하지만, 실제로 비타민 D 함량이 높은 식품은 그리 많지 않다. 기름진 생선이 좋은 급원이며, 달걀, 버터, 간 등에도 비타민 D가 함유되어 있으나 상당량 먹어야만 의미가 있으므로 좋은 급원이라 할 수는 없다.
비타민 D를 함유한 식품의 추출물 또는 다음의 합성원료를 첨가한 가공식품과 비타민 D 보충용 식품도 좋은 급원식품이다.

▪ 비타민 D₂ (ergocalciferol)
▪ 비타민 D₃ (cholecalciferol)

권장량

비타민 D는 최저 필요량 설정에 관한 확실한 근거가 부족하고 햇빛에 쬐이면 피부에서 생합성 되는 특수성으로 인해 식품을 통한 권장량 결정이 쉽지 않아 충분섭취량을 제안하고 있다. 비타민 D의 1일 충분섭취량은 50세 이하의 성인은 5㎍/일이며, 15세 이하의 어린이와 50세 이상은 10㎍/일이다.

흡수, 대사, 배설, 분포

음식을 통하여 섭취된 비타민 D는 담즙염의 도움을 받아 소장에서 흡수되어 킬로마이크론의 형태로 림프계를 통해 간으로 운반된다. 만성 지방흡수불량증이 있는 경우에는 비타민 D의 흡수불량으로 결핍증을 나타낼 수 있다.

비타민 D는 지방조직에 저장되며 필요한 경우 단백질과 결합한 형태로 혈액을 통해 간으로 운반된다. 간에서 25번 탄소위치가 수산화 되어 25-OH vitamin D[25(OH)D]로 전환되면 α-2 globin과 결합하여 혈액을 통해 신장으로 운반된다. 이곳에서 다시 1번 탄소위치가 수산화 되면 비타민 D의 활성형인 1,25-OH vitamin D[1,25(OH)₂D]가 만들어진다. 이러한 일련의 반응은 혈액의 칼슘 농도가 낮아질 때 분비되는 부갑상선 호르몬(PTH)에 의해 조절된다. 즉, 혈액의 칼슘 농도가 낮아지면 부갑상선 호르몬(PTH)의 분비가 증가되어 비타민 D가 활성화 된다. 비타민 D의 활성형인 1,25-dihydroxyvitamin D〔1,25(OH)₂D〕는 칼시트리올(calcitriol)이라고도 불리운다.

비타민 D는 주로 담즙을 통해 대변으로 배설되며, 수용성 대사물로 전환되어 소변으로 배설되기도 한다.

비타민 D의 기능

칼슘과 인의 대사 조절
비타민 D의 주요 기능은 혈중 칼슘과 인의 수준을 정상범위로 조절하고 평형을 유지하는 것이다. 혈중 칼슘과 인의 농도는 신경근육 기능이나 뼈의 무기질화를 적절히 할 수 있는 범위 내에서 조절된다. 이러한 조절은 일차적으로 1,25(OH)₂D가 소장에서 칼슘과 인의 흡수를 증가시켜서 나타난다. 비타민 D의 섭취가 부족하거나, 지방 흡수의 방해 요인이 있거나, 겨울철과 같은 때 생성이 부족하면 25(OH)D₃의 수준이 낮아지고, 혈액 내 칼슘과 1,25(OH)₂D₃의 수준이 낮아지게 된다. 이 때 부갑상선호르몬의 농도가 증가하게 되고 부갑상선호르몬의 증가는 뼈내 무기질의 용출을 증가시켜서 뼈 무기질의 상실을 초래하게 되는 현상이 나타난다. 따라서 1,25(OH)₂D의 가장 주된 작용부위는 소장과 뼈로서 소장에서 식이 내 칼슘과 인의 흡수가 효율적으로 이루어지게 하고, 혈청 칼슘 수준을 세포활성에 적절한 범위로 조절하며, 칼슘이 부족할 때는 뼈에 저장되어 있는 칼슘과 인을 이동시켜서 평형수준을 조절한다.

칼슘기능 유지
비타민 D는 칼슘의 기능 유지에 도움을 준다. 신경과 근육의 이음부의 기능을 유지하기 위해 칼슘을 충분히 공급할 뿐 아니라, 뼈의 주요 성분인 인산칼슘을 만들기 위해 칼슘뿐 아니라 인의 사용도 조절한다.

기능성 표시의 예

▪ 비타민 D는 칼슘과 인이 흡수되고 이용되는데 필요합니다.
▪ 비타민 D는 뼈를 형성하고 유지하는데 필요합니다.

결핍

비타민 D가 결핍되면 혈액의 칼슘과 인의 농도가 낮아져 골격의 석회화가 충분히 이루어지지 않거나 뼈에서 탈무기질화가 일어나게 된다. 따라서 골격이 약화되고 압력을 이기지 못해 휘게 된다. 성장하는 어린이의 경우 이런 증상이 나타나는 질병을 구루병이라 한다. 성인에게서 나타나는 구루병을 골연화증(osteomalacia)이라 한다. 새롭게 만들어지는 뼈의 골화가 미약한 것이 특징으로, 엉덩이, 척추 등이 골절되기 쉽다. 이때에는 비타민 D 대사 뿐 아니라 칼슘의 흡수도 저하되어 저칼슘혈증이 동반되며, 이차적 갑상선기능부전증과 심한 뼈 상실이 초래될 수 있다.

노인들 그리고 사무실에서 일하는 사람들이 비타민 D를 충분히 섭취하지 않으면 결핍되기 쉽다. 왜냐하면 햇빛 노출의 기회가 적을 뿐 아니라 신장기능의 저하로 활성화 전환이 효율적이지 못하기 때문이다.

독성

과량의 비타민 D 섭취는 고칼슘혈증과 고칼슘뇨증을 야기한다. 고칼슘혈증이란 혈중 칼슘 농도가 2.75m㏖/L(11㎎/100㎖) 이상임을 뜻한다. 고칼슘혈증의 일차적인 원인은 소장을 통한 칼슘의 흡수와 뼈로부터 칼슘 용출 촉진에 있으나, 뼈의 칼슘 용출이 더 중요한 인자로 밝혀졌다. 고칼슘혈증은 신세뇨관의 뇨 농축기전의 상실을 가져와 다뇨와 다음, 다갈증을 초래하며, 사구체여과율의 감소와 칼슘뇨증을 수반한다. 특별히 민감한 경우에 신장결석 형성을 촉진시킨다는 보고도 있다. 또한 연조직의 전이성 석회화와 중추신경계 증상 등을 초래한다. 영아의 경우 독성종말점은 고칼슘혈증과 성장지연이 적용된다.
비타민 D₂와 D₃의 독성은 비교된 바 없다.

제조기준

(1) 원료
(가) 비타민 D₂(Ergocalciferol)
(나) 비타민 D₃(Cholecalciferol)
(다) 식품원료를 사용하여 비타민 D를 보충할 수 있도록 제조∙가공한 것.

규격

(1) 성상 : 고유의 색택과 향미를 가지며 이미∙이취가 없어야 함.
(2) 비타민 D : 표시량의 80~180%
(3) 대장균군 : 음성