골 대사질환과 비타민 D

혈중 비타민 D 30ng/ml 이상 유지돼야 골절 예방

골 대사질환과 비타민 D

비타민 D는 장에서 칼슘과 인의 흡수를 돕고 무기질화에 관여하여 골밀도를 증가시키고 신경근육조절로 골절을 감소시킨다. 따라서 비타민 D 결핍은 소아에서는 골격의 성장 장애와 구루병, 성인에서는 부갑상선 호르몬이 이차적으로 상승하면서 골격에서 칼슘을 유리하고, 장에서 칼슘 흡수를 방해하여 골밀도를 감소시키고, 골연화증을 유발할 수 있다. 또한 직접적으로 조골세포에 의해 일어나는 콜라겐 기질의 무기질화 장애로 골격을 구조적으로 지지하지 못하여 골절의 위험을 높인다.

1. 골다공증
골다공증(Osteoporosis)은 골량의 감소와 미세구조의 이상을 특징으로 하는 전신적인 골격계 질환으로 결과적으로 뼈가 약해져서 부러지기 쉬운 상태가 되는 질환으로 정의하고 있다. 임상적으로 골밀도를 측정하여 요추 및 대퇴골의 골밀도가 동일 성별의 젊은 인구에 비해 -2.5 표준편차 이하인 경우(T-score ≤-2.5)로 정의하고 있다.

2009년 국민건강영양조사에 따르면 50세 이상 성인의 골다공증 유병률은 남자 8.1%, 여자 38.7%로 나타나고 있으며, 평생 골다공증 골절을 경험할 확률은 50세 여성은 29%, 남성은 11%로 보고되고 있다. 더구나 고관절 골절 발생 후 1년 내 사망률은 여성 17.3%, 여성은 16.5% 로 보고되고 있어서 골다공증에 대한 적극적인 관심이 필요하다.

골다공증 병인에는 유전, 호르몬, 운동 및 활동, 영양 등이 관여한다. 영양적인 부분에서는 특히 비타민 D가 골밀도 유지와 골절 예방에 중요한 역할을 한다. 비타민 D 투여 후 요추 골밀도는 1년 후, 대퇴부 골밀도는 2년 후 유의한 차이가 있었으며, 비활성형 비타민 D 투여 후 전신 골밀도가 평균 0.4% 증가한 반면, 활성형 비타민은 평균 2.1% 증가하였다.

비타민 D는 골밀도 증가 효과뿐만 아니라 근력과 근육 기능을 증가시켜 낙상을 줄이고 이에 골절 위험도를 낮춘다는 연구 결과들이 있었다. 하지만 여러 교란 변수와 연구 방법의 차이로 인해 아직 낙상과 골절의 위험을 줄인다는 보고에는 논란이 있다. 비타민 D를 하루 482IU 이상 투약한 경우에는 대퇴부와 비척추 골절이 각각 18%, 20% 감소시킨다는 메타 분석 결과가 있는 반면, 골절에는 아무런 영향이 없다는 보고도 있다.

최근 메타 분석 결과에 따르면 65세 이상의 노인에서 고용량의 비타민 D(800IU/일 이상)를 섭취하면 대퇴부과 비척추골절이 각각 30%, 14% 낮추는 것으로 보고하였다. 85세 이상의 노인과 비타민 D 결핍이 매우 심한 경우에 비타민 D 보충에 대한 이견은 거의 없다. 또한 골절 예방에 대한 적절한 혈중 비타민 D 수치는 30ng/ml 이상은 유지할 것을 권장하고 있다.

2. 골연화증
비타민 D는 구루병과 골연화증의 발생 기전의 가장 핵심이 되는 요소로 골연화증(Osteomalacia)은 골격에서 새로 합성되는 기질의 무기질화 장애를 말한다. 골연화증은 주로 비타민 D 결핍과 비타민 D 저항성에 의해 발생한다. 비타민 D 의 결핍은 피부에서 비타민 D 생성 저하, 부적절한 식이, 비타민 D 흡수 장애로 발생할 수 있다. 신장에 장애가 생기면 1α-hydroxylase 활성이 저하되는데 유전적으로 이 효소가 결핍되면 상염색체 열성 유전의 비타민 D 의존성 제 1형 구루병이다. 비타민 D 의존성 제 2형 구루병은 비타민 D 수용체 유전자 장애로 비타민 D에 저항성을 보인다. 유전적 돌연변이(PHEX)나 종양성 골연화증은 신장의 인산 운반 장애에 의해, 알칼리성 인산분해효소는 저인산증에 의해 골연화증이 발생하기도 한다.

성장판이 닫히기 전 소아에서 나타나는 구루병과는 달리 성인에서는 다양하게 나타난다. 가장 흔한 기형은 활모양 다리이지만 심한 경우에는 골 통증과 근력 약화로 누워만 있게 되나. 방사선학적으로는 이차성 부갑상선 기능항진증에 의한 골막하 미란이 나타나고 장골, 늑골, 견갑골, 치골 부위에서 진단에 특이적인 위골절(Looser’s zone) 이 드물게 나타날 수 있다. 골다공증에서처럼 척추에 거친 소주골 패턴이 나타나기도 한다.

골연화증의 혈액 검사 결과는 그 기전과 질병 진행 단계에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 성인에서는 혈청 칼슘 수치가 정상의 하한이거나 약간 감소하고 혈청 인산 수치와 칼슘의 소변 배출이 감소하고 부갑상선 호르몬은 현저히 증가한다. 가장 중요한 혈액학적 소견은 혈청 25(OH) 비타민 D의 결핍이다. 25(OH) 비타민 D의 결핍은 심한 간 질환이나 25-hydroxylase를 억제하는 약물에 의해서도 나타날 수 있다. 이런 경우에도 저인산과 부갑상선호르몬 증가에 의한 1α-hydroxylase의 활성화로 1,25(OH)2 비타민 D 수치는 거의 정상으로 유지되지만 비타민 D 수용체를 완전히 활성화하기에는 부족하다. 1,25(OH)2 비타민 D 수치가 낮지만 정상 25(OH) 비타민 D의 소견을 보인다면 신기능 악화나 종양성 골연화증과 같은 1α-hydroxylase 장애에 의한 소견이다.

반면 1,25(OH)2 비타민 D 수치가 높고 25(OH) 비타민 D 수치는 정상이라면 비타민 D 수용체 장애로 볼 수 있다. X 염색체 연관 저인산혈증에서는 혈중 인산 수치가 낮지만 칼슘과 비타민 D 수치는 정상이다. 알칼리성 인산분해효소가 낮다면 인산피리독살 수치를 측정하여 저인산증 진단을 고려해야 한다. 골연화증이 주로 임상상과 혈액 검사 결과로 진단 가능하지만 모호한 경우에는 골조직 검사가 필요하다.

비타민 D의 보충이 가장 효과적인 치료로 처음에는 고용량이 필요하다. 하지만 비타민 D는 지방에 저장되어 장기적인 고칼슘혈증과 고칼슘뇨증이 유발되지 않게 주의해야 하며 소변 칼슘 배설량을 측정이 도움이 된다. 1α-hydroxylase 장애가 있는 경우는 활성형 비타민인 칼시트리올 치료가 필요하다. 종양성 골연화증이라면 원인이 되는 종양을 찾아서 제거해야 한다. 경구 혹은 정주 인산과 칼슘이 골병변을 호전되는데 사용되지만 삼차성부갑상선기능항진증을 유발하기도 한다. 비타민 D 수용체 장애는 치료하기 가장 어렵고 칼슘을 정주로 투약하는 것이 골석회화를 막을 수 있다. X 염색체 연관성 저인산혈증 환자는 칼시트리올과 인산을 보충하지 않으면 정상 발육을 하지 못하며 혈중 칼슘, 인, 비타민 D 대사물을 측정하여 신기능의 악화를 예방해야 한다. 저인산증 환자에서는 현재까지 치료방법이 없다.

고령 인구가 증가하고 주로 실내에서 생활하게 되면서 비타민 D 결핍에 대한 위험과 중요성은 더욱 커졌다. 이에 비타민 D를 적절히 보충하여 비타민 D 결핍으로 인해 발생할 수 있는 골연화증, 골다공증, 낙상, 골절을 예방하고 치료하는 것이 필요하다.