새로운 연구 결과가 비타민 D 결핍과 자폐증 사이의 연관성을 밝혀냈습니다.


자폐증

개요 -

  • 비타민 D는 1,000여 종의 물리적 반응을 조절하는 스테로이드 호르몬으로 변환되며, 인간 게놈의 약 5%를 제어합니다
  • 비타민 D는 트립토판을 세로토닌으로 전환하는 기능과 관련된 유전자를 제어합니다. 세로토닌은 태아의 두뇌 발달에 있어 필수적입니다. 비타민 D가 결핍되었을 때, 세로토닌이 모자라게 되어 신경학적 결손이 발생할 수 있습니다
  • 비타민 D가 충분하지 못하면 트립토판이 카이뉴레닌으로 대사(두 번째 경로에 의해)되는 것을 방해함으로써 산모의 자가 면역 반응을 높여 항 자가 면역 T 조절 세포를 형성시킵니다
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머콜라 박사

약 32년 전에 제가 의과 대학에 재학중이었을 때, 자폐증의 발병률은 10,000명 당 1명 꼴이었습니다. CDC 통계 자료에 따르면, 오늘날에는 50명 중 1 미만으로 발병률이 크게 높아졌습니다.

유명한 전문가들의 예측에 의하면, 10-20년 이내에, 어린이들 중 절반이 일정 형태의 자폐증 장애를 갖게 될 것이라고 합니다.

인식의 확대라는 강한 구성 요인이 더 많은 어린이들에 대해 자폐증 진단을 내리게 되고 있으나, 이것은 자폐증 발병의 기하급수적인 증가를 설명하는 데는 충분치 않습니다.

어린이 2명 중 1명 꼴로 뇌에 장애가 있다면 우리의 문화는 어떻게 번영해 갈 수 있겠습니다. 그럴 수 없습니다. 그것은 사회의 멸망을 뜻합니다. 이토록 심각해져 가는 추세를 멈추기 위해 뭔가 조치를 취해야 합니다.

그러나, 아이들에 대한 위험을 줄이기 위해 부모는 대체 무엇을 해야 될까요?

생물학적 과학자인 론다 패트릭(Rhonda Patrick) 박사는, 자폐증 뿐만 아니라 다른 많은 유년기 발전 장애에 심각한 영향을 미칠 수 있는 대단히 흥미롭고 간단하면서도 강력한 생활 습관상의 간섭에 대한 두 편의 논문을 발표했습니다.

비타민 D는 중요한 유전자 조절자

비타민 D가 뇌 기능(및 기능 장애)에 있어 그와 같은 중요한 역할을 하는 이유를 이해하기 위해서는, 비타민 D가 정확하게 무엇인지 이해하는 것이 중요합니다. "비타민"이라는 이름이 붙어있기는 하나, 비타민 D는 실제로 스테로이드 호르몬(다른 스테로이드 호르몬에는 에스트로겐과 테스토스테론이 있음)으로 변환됩니다.

스테로이드 호르몬의 일종인 비타민 D는 1,000여 종의 물리적 반응을 조절하며, 인간 게놈의 약 5%를 제어합니다. 비타민 D 연구 분야의 리더 중 한 사람인 마이클 홀릭(Michael Holick) 박사는 비타민 D가 그 2배의 유전자 수량을 제어할 수 있다고 생각합니다.

체내에 충분한 비타민 D가 있으면, 체내에 있는 비타민 D 수용체들과 결합하여 유명한 문을 여는 열쇠와도 같은 역할을 합니다.

비타민 D 수용체 복합체는 DNA 깊숙이 침투할 수 있으며, 그 곳에서 비타민 D 수용체 복합체를 유전자를 깨우거나(활성화), 잠재우도록(비활성화) 안내하는 코드의 정보 연속체를 인식하게 됩니다.

최근 발표에 따르면, 그 작은 정보 연속체들은 모든 유전자 중에서 약 10%에 존재하지만, 패트릭 씨에 따르면, 비타민 D가 그러한 유전자들의 전부를 활성화, 또는 비활성화시키는 능력을 가지고 있는지는 경험적으로 증명되어 있지 않다고 합니다.

자폐증은 비타민 D 결핍과 동반하여 발생

자페증은 마치 하나의 인자로 인해 발생하는 것이 아닌 것처럼 보이지만, 자폐증 증상이 나타나면 비타민 D 결핍도 동시에 발견된다는 것에 주목할 필요가 있습니다.

"자폐증 발생률 상승과 비타민 D 결핍 증가 사이에는 상관 관계가 있으며, 많은 사람들이 자외선 차단복을 입고 실내에서 더 오래 지내게 된 결과입니다... 자외선 방사는 "피부"에서 비타민 D를 만드는 데 있어 대단히 중요합니다."패트릭 씨는 이렇게 말합니다.

"제가 오클랜드 어린이 병원 연구소(CHORI)에서 브루스 에임스(Bruce Ames) 박사와 함께 있었을 때, 제 연구가 밝혀낸 것은, 비타민 D가 조절하는 유전자들 중 하나가 트립토판 수산화효소(TPH)라 불리는 효소를 부호화한다는 것입니다.
TPH는 트립토판(섭취하는 단백질로부터 얻는 희소 아미노산의 일종)을 세로토닌으로 변환하는 데 관련되어 있습니다.

대부분의 사람들은 세로토닌을 기분을 조절하는 뇌 속의 신경 전달 물질로 이해합니다. 기분이 좋은 상태를 유지하는 것은 중요합니다. 그러나, 뇌 발전 과정에서는 실제로 뇌에 더 많은 기능을 하며 다른 신체 부위에서도 기능합니다."

내장과 뇌 세로토닌

신체에는 두 가지 트립토판 수산화효소 유전자가 있습니다. 하나는 뇌에 있으며(TPH2), 다른 하나는 내장(TPH1)에 있습니다.

뇌 안에 있는 것은 뇌 내의 세로토닌을 만들고, 내장 속에 있는 것은 트립토판을 내장 내 세로토닌으로 변환시킵니다. 그리고, 일반적인 생각과는 반대로, 후자는 혈액 뇌관문을 지나서 뇌 안으로 진입할 수 없습니다.

이 점이 중요한데, 체내 대부분(약 90%)의 세로토닌이 뇌가 아닌 내장에서 만들어지는 반면에 많은 사람들이 내장 세로토닌이 자동적으로 뇌 내의 세로토닌에 영향을 줄 것이라고 생각하고 있기 때문입니다.

혈액 뇌관문을 통과할 수 없기 때문에, 그럴 수는 없습니다. 두 세로토닌 시스템은 완전히 분리되어 있습니다.

내장 세로토닌은 중요한 기능을 하고 있으며, 조직 손상에 반응하는 혈소판이라 불리는 혈액 세포의 특정 유형의 기능을 하는 동시에, 염증을 촉진하여 문제를 일으킬 수도 있습니다.

비타민 D는 장 세로토닌을 억제합니다

패트릭 씨가 발견한 것은, 장 내에서 비타민 D가 트립토판을 세로토닌으로 변환하는 효소의 생성에 관여하는 유전자의 활동을 없애거나, 억누른다는 것입니다. 이로써, 비타민 D는 과도한 세로토닌 수준으로 인해 유발된 장 내 염증과 싸우는 것을 돕습니다.

뇌 내 트립토판 수산화효소 유전자는 반대 반응을 일으키는 연속체를 가지고 있습니다. 비타민 D가 유전자를 활성화하고 세로토닌 생산을 증가시킵니다! 말할 것도 없이, 비타민 D가 충분할 때, 다음 두 가지가 동시에 일어납니다.

  1. 장 염증이 감소하고, 세로토닌 생산과 관련되어 있는 유전자를 비활성화시킵니다. 
  2. 혈액 내 세로토닌 수준이 유전자 활성화에 의해 증가하고, 뇌 내의 세로토닌은 기분, 충동 조절, 장기 계획, 장기 행동, 불안, 기억, 그리고 외부, 또는 중요하지 않은 자극을 걸러내는 능력인 감각 동기를 포함하는 많은 다른 인식 기능 및 행동에 있어 중요한 역할을 합니다.

패트릭 씨의 첫 번째 논문이 2014년에 발표된 후, 비타민 D가 다양한 신경 세포 유형에서 트립토판 수산화효소 2(TPH2) 유전자를 활성화시키는 것이 아리조나대학의 한 독립된 그룹에 의해 확인됨으로써, 그녀의 발견은 생화학적으로 검증했습니다.

조기 뇌 발달 과정에 있어서의 세로토닌의 역할

태아 뇌 발달 단계에서 세로토닌은 뇌 형태 형성에 있어서의 중요한 역할을 담당합니다. 간단히 말해, 세로토닌은 뇌의 형태, 구조, 그리고 배선의 발달에 필요한 재료 중 하나입니다. 세로토닌은 기본적으로 뇌 내에서 신경들이 있어야 할 곳과 그것들이 어떤 유형의 신경이 되어야 하는지 말해줍니다. 충분한 양의 세로토닌이 없으면 비정상적인 뇌 구조 및 뇌 배선이 발생하게 됩니다.

"쥐 모델에서, 그것이 자페증 행동과 같은 증상을 유발하는 것이 밝혀졌습니다." 패트릭 박사는 말합니다. "세로토닌은 뇌 발달에 있어 대단히 중요한 기능을 합니다. 정말 흥미로운 것은 성장하는 태아는 모친의 비타민 D 수준에 전적으로 의존한다는 것입니다.

모친으로부터의 비타민 D는 태반을 가로질러 혈액 놔관문으로 진입하고, 태아의 뇌에 들어가 모든 태아 유전자들을 활성화시킵니다.

모친이 비타민 D 결핍일 경우, 활성화되기 위해 비타민 D를 필요로 하는 유전자가 활성화되지 않기 때문에, 태아의 뇌 발달에 심각한 결과를 가져올 수 있습니다. 결과적으로, 태아의 뇌에서 충분한 세로토닌이 만들어지지 않게 되어 뇌가 발달하는 데에 영향을 줄 수 있습니다.

많은 연구자들이 비타민 D 및 낮은 세로토닌 수준이 자폐증과 연관되어 있는 것으로 생각해 왔습니다. 그러나 아무도 이 두 가지가 함께 진행하는 기제라고 생각하지 않습니다. '생각해 보십시오. 낮은 비타민 D는 발달중인 뇌에서 세로토닌 수준이 낮아지게 할 수 있습니다. 이것은 자폐증이 증가하고 있는 이유 중 일부일 수 있으며, 낮은 비타민 D 수준이 자폐증을 유발하게 되는 이유 중 일부이기도 합니다.'"

모친 자가 면역 및 자폐증

모친 자가 면역도 자폐증과 관련되어 있습니다. 자폐증 어린이들의 어머니들은 혈액 내에 태아의 뇌 단백질에 대해 4배 많은 자가 항체들을 가지고 있을 수 있습니다. 혈액 내에 뇌 단백질에 대한 항체가 있다는 것은 정상이 아니지만, 자폐증 어린이들의 어머니들은 종종 그런 경우가 있습니다.

여러 연구를 통해, 원숭이들이 임신 중에 강한 자가 면역 반응을 갖게 할 경우, 그 후손들의 비정상적인 뇌 발달을 유발한다는 것이 밝혀졌습니다. 요컨대, 자가 면역 반응을 누구에게나 유익한 것이지만, 임신중인 여인에게서 그것이 발생한다면 치명적인 문제가 될 수 있습니다.

"그것이 의미하는 것을 잘 이해 못하는 사람들을 위해 설명하자면, 자가 면역 반응은 면역 체계가 매우 활성화되어서, 이질적인 것이아닌 자신의 장기나 자신의 조직을 미생물이나 세균과 같은 외부적인 것으로 인식하는 것을 의미합니다." 패트릭씨는 이렇게 설명하고 있습니다.

"면역 세포들이 여러 가지 이유로 인해 인식을 할 수 없게 되어 자신의 조직을 공격하고 손상시키게 됩니다. 임신했을 경우, 작고 발달하는 태아로 성장하기 시작하는 수정란이 있습니다. 신체가 그것을 침입물로 인식할 수 있습니다. 마치 '아니, 이게 뭐지? 여기 있어야 될 게 아니야. 공격해라! 제거해라.'와 같은 상황이 됩니다. 이로 인해 매우 심각한 자가 면역 반응이 유발될 수 있습니다.

그러나, 우리의 신체는 그것이 발생하지 않게 하는 훌륭한 보호 시스템을 가지고 있습니다. 우리는 T 조절 세포(Treg)라 불리는 면역 세포 유형을 만들 수 있습니다. T 조절 세포들은 [그것들이] 면역 체계가 어느 것이 침입물이고 어느 것이 아닌지 알게 해 줌으로써, 면역 체계를 억누르기 때문입니다..."

비타민 D 결핍은 임신중에 자가 면역 반응을 촉진할 수 있습니다.

앞서 말한 바와 같이, 트립토판을 세로토닌으로 변환시키는 장 내 효소가 있습니다. 임신한 여성의 경우, 동일한 효소가 수정란에서 발견되며, 임신중에는 수정란에서도 토립토판이 세로토닌으로 변환될 수 있습니다.

트립토판은 또한 제 2의 경로를 통해 자가 면역 반응과 싸우는 것을 돕는 중요한 T 조절 세포들을 형성하는 카이뉴레닌이라 불리는 것으로 대사될 수 있습니다. 트립토판이 카이누레닌을 형성하는 것이 방해받을 때, T 조절 세포 수가 급격이 줄어들고 신체의 자가 면역 반응이 높아집니다.

동물 연구에서는, 카이누레닌을 생산하는 효소들이 제거된 임신한 쥐들은 태아에 대해 그런 높은 자가 면역 반응을 보이고 결국에는 유산하는 현상이 관찰되었습니다. 

"따라서 수정란에서 모든 트립토판이 세로토닌으로 변환되는 것은 아닙니다." 패트릭씨는 말합니다. "왜냐면, 이 다른 경로, 곧 T 조절 세포로도 변환되기 때문입니다... 이제 비타민 D에 대해 알아보자면, 비타민 D가 충분하지 않으면, 트립토판과 결합하는 이 효소를 더욱 많이 만들게 될 수 있으며, 그것이 마치 수조와 같이 작용해서, 트립토판이 수정란에서 세로토닌을 생산하는 그 경로로 가라앉을 수 있습니다.

그렇게 되면, 트립토판은 카이누레닌과 T 조절 세포를 형성하는 다른 경로로 변환될 기회가 없어집니다. 이것은 부정적인 결과를 가져올 수 있고, 특히 임신 중일 경우, 충분한 T 조절 세포를 만들 수 없게 되어 자가 면역 반응이 높아지기 시작합니다."

비타민 D는 많은 다양한 기제를 통해 자가 면역과 관련되어 왔으며, 패트릭 씨는 이것이 비타민 D가 자가 면역을 조절할 수 있는 다른 기제일 수 있다고 생각합니다. 다시 말해, 그것은 트립토판과 지나치게 결속되는 효소를 억누르는 데 도움을 주고 카이누레닌과 T 조절 세포를 형성하는 것을 저지하고 막습니다. 비타민 D의 양이 충분하면, 트립토판은 두 경로 모두로 변환되어 다음 사항들을 형성합니다.

  • 장 및 수정란 내의 세로토닌
  • 자가 면역 반응을 억누르는 데 도움을 주는 카이누레닌 및 T 조절 세포

임신했을 때는 비타민 D를 최적화하십시오

임신시에는 비타민 D를 최적화하는 것이 대단히 중요합니다. 실은, 임신 전 및 임신중의 비타민 D 수준의 최적화는, 임산부가 태아의 건강을 유지하는 데 있어 가장 중요한 행동들 중 하나일 수 있습니다.

"저는 OB-GYN 의료인, 일반 가족 의료인들, 또는 임신하고자 하거나 임신중인 모든 여성을 위한 간단한 방법이 있다고 생각합니다. 그것은, 1)비타민 D 수준을 측정하고 2)보충하는 것입니다. 충분한 비타민 D를 얻고, 최적의 수준으로 유지해 결핍되지 않게 하십시오." 패트릭씨는 이렇게 말합니다.

"저는 그것이 자폐증과 같은 질병을 막는 데 도움이 될 수 있는 간단한 방법이라고 생각합니다. 이것은 ADHD, 정신분열증, 그리고 많은 다양한 뇌 기능 장애와 관련성을 지닙니다. 이미 말했듯이, 세로토닌은 다양한 행동에 있어 중요한 역할을 합니다."

위에 설명된 메카니즘은 또한, T 조절 세포 생산을 촉진함으로써 일반적인 자가 면역 반응의 조절에도 기능하는 듯 합니다. 따라서, 모든 자가 면역 장애로 고통받는 모든 사람들에게 있어 비타민 D 수준을 최적화하는 것이 매우 바람직합니다. 모든 신경학적 기능 장애를 가진 사람들에게 있어서도 마찬가지입니다.

최적의 비타민 D 수준의 경우, 수많은 연구들이 현재 권장하고 있는 범위는 40-70ng/ml입니다. 40 이하가 되어서는 안 됩니다. 안전한 수치는 50 전후일 것입니다. 수준을 최적화하는 데 있어 최선의 방법은 적절한 부위의 맨살을 햇빛에 노출시키는 것입니다. 충분한 햇빛 노출이 없을 경우, 비타민 D3 보충제를 섭취하십시오.

비타민 D 보충제를 선택하실 경우 비타민 K2를 동시에 섭취해야 한다는 것을 유념해 주십시오. 비타민 K2의 생물학적 기능은 칼슘이 뼈나 이와 같은 체내의 적절한 구역으로 이동하도록 돕는 것입니다. 그것은 또한 동맥 및 연조직과 같은 칼슘이 있어서는 안 되는 부위에서 그것을 제거하는 것을 도와주기도 합니다.

비타민 K2 결핍은, 실은 동맥을 경화시키게 될 수 있는 부적절한 석회화를 포함하는 비타민 D 독성 증상을 가져옵니다.

일반적인 유전자 다형성이 많은 사람들로 하여금 비타민 D 수준이 낮아지게 합니다

상당수의 사람들이 CYP2R1이라 불리는 유전자 다형성을 가지고 있으며, 이것은 간이 비타민 D3를 체내를 순환하는 주된 비타민 D 형태인 25 하이드록시 비타민 D로 수산화시키는 것을 방해하는 유전적 이상입니다. 이 경우, 필요한 비타민 D의 양이 대단히 높아질 수 있습니다.