학문
바나나를좋아하는원숭이
비타민 D는 체내에서 어떻게 합성이 되나요?
안녕하세요. 원래 비타민이라는 것은 체내에서 합성이 되지 않는 물질이라고 알고 있습니다. 하지만 비타민 D 같은 경우에는 피부로부터 합성될 수 있다고 하기 때문에 햇빛을 많이 받으라고 하던데 어떤 원리로 합성이 되는지 화학적 메커니즘이 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 비타민은 원래 체내에서 충분량을 스스로 합성하지 못해 음식으로 섭취해야 하는 유기물이 맞지만, 예외적으로 비타민 D는 햇빛 자극에 의해 체내에서 생성될 수 있는 물질입니다.
피부 표피에 존재하는 7-디하이드로콜레스테롤은 콜레스테롤 생합성 경로의 중간체로, 스테로이드 골격을 가진 지질성 분자인데요, 대략 290~315 nm 파장 영역의 자외선 B를 받으면 이 분자가 광화학 반응을 일으키며, 광자의 에너지가 분자에 직접 흡수되어 탄소 고리 구조 일부가 열리게 됩니다. 이 과정에서 7-디하이드로콜레스테롤의 B고리 탄소-탄소 결합이 절단되어 프리비타민 D3가 생성됩니다. 이 전구체 비타민 D3는 체온에 의하여 자연스러운 분자 재배열을 거쳐 안정한 콜레칼시페롤로 변합니다.
하지만 피부에서 만들어진 비타민 D3 자체는 아직 완전한 활성형이 아닌데요, 이는 지용성 분자이기 때문에 혈액 속에서는 비타민 D 결합 단백질에 실려 간으로 이동합니다. 간에서는 25-하이드록실화 효소에 의해 탄소 25번 위치에 하이드록실기가 붙어 25-하이드록시비타민 D, 즉 칼시디올이 됩니다. 이후 신장으로 이동하면 1α-하이드록실화 효소가 작용하여 1번 탄소 위치에 또 하나의 하이드록실기를 붙이는데요, 그러면 최종 활성형인 1,25-디하이드록시비타민 D, 즉 칼시트리올이 생성됩니다. 이 최종 생성물은 세포핵 내 비타민 D 수용체에 결합하여 유전자 발현을 조절하고, 장에서 칼슘과 인의 흡수를 증가시키며, 뼈 대사와 면역 기능에도 영향을 줍니다. 뙇ㄴ 햇빛을 오래 쬔다고 무한정 비타민 D가 생성되지는 않는데요, 오히려 과도한 UVB를 받으면 프리비타민 D3나 비타민 D3 일부가 루미스테롤과 같은 비활성 광분해 산물로 전환되어 과잉 생성을 어느 정도 막게 됩니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
알고계신데로 비타민은 채내에서 만들어지지 않아 외부에서 섭취를 통해 받아들이게 됩니다.
비타민 D 의 경우 햇빛을 통해 우리몸은 비타민 D를 합성하게 됩니다.
이는 햇빛속의 자외선을 활용하게 되는데 이것이 피부에 있는 7-디하이드로콜레스테롤 물질과 반응을 하여 비타민 D3 라를 물질을 만들게 됩니다. 이 상태로를 활용을 할 수 없고 간과 신장을 통과하게 되면서 형태를 우리가 흡수할 수 있는 형태로 변형시키게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
사람의 피부에는 콜레스테롤의 유도체인 7-디하이드로콜레스테롤이라는 물질이 존재합니다. 햇빛 속의 자외선 B(UVB, 파장 280~320nm)가 피부에 닿으면 이 분자가 광화학 반응을 일으켜 구조가 변하게 됩니다. 그 결과 프리비타민 D3라는 불안정한 형태가 만들어지고, 체온에 의해 자연스럽게 이성화되어 안정된 비타민 D3(콜레칼시페롤)로 전환됩니다.
이렇게 생성된 비타민 D3는 혈액을 통해 간으로 이동합니다. 간에서는 효소 작용을 통해 비타민 D3를 25-하이드록시 비타민 D(칼시디올)로 변환시키는데, 이 단계가 첫 번째 활성화 과정입니다. 이후 칼시디올은 신장으로 운반되어 다시 효소에 의해 1,25-디하이드록시 비타민 D(칼시트리올)로 바뀝니다. 칼시트리올은 비타민 D의 최종 활성형으로, 호르몬처럼 작용하여 장에서 칼슘과 인의 흡수를 촉진하고 뼈의 형성과 유지에 중요한 역할을 합니다.
따라서 비타민 D는 일반적인 비타민과 달리 체내에서 합성될 수 있으며, 단순한 영양소라기보다는 스테로이드 호르몬 전구체로 보는 것이 더 적절합니다. 햇빛을 통한 피부 합성, 간과 신장에서의 단계적 활성화, 그리고 최종적으로 칼슘·인 대사 조절이라는 일련의 과정이 비타민 D의 독특한 합성 메커니즘입니다.