학문
햇빛이 좋은날 주로 운동을 하는데요. 햇빛을 쬐면 비타민 D 합성한다고 하던데 어떤 원리인가요?
비타민 D가 합성이 되는지는 잘 모르겠지만 확실히 기분은 좋아지는 것 같습니다. 잠을 자는 데도 도움이 되구요.
그런데 겨울에는 특히 비타민 D를 섭취하는데 햇빛을 쬐어도 비타민 D를 합성이 된다고 알고 있습니다.
어떤 식으로 해서 우리 몸에 합성이 되는지 원리를 알 수 있나요?
6개의 답변이 있어요!
사실 꽤 복잡한 과정을 거치게 됩니다.
그래도 최대한 간단히 설명드리면 먼저 피부 속 콜레스테롤 유도체가 햇빛의 자외선 B와 만나 비타민 D3로 전환되고, 생성된 비타민 D3는 혈액을 타고 간으로 이동하여 1차 보관용 형태로 변합니다. 이후 신장에서 활성화 과정을 거쳐 몸이 즉시 사용 가능한 상태가 됩니다.
채택된 답변안녕하세요. 김창희 박사입니다.
비타민D는 피부에 자외선이 닿으면 콜레스테롤 유도체가 비타민D3로 전환되면서 체내 합성이 시작됩니다.
이후 간에서 25-하이드록시 비타민D 형태로 바뀌고 신장에서 활성형인 1,25-디하이드록시 비타민D로 전환되어 작용합니다.
야외 활동 등을 통해수
햇빛 노출 시간이 부족하면 체내 비타민D의 함량이 적어서 가급적 추운날에도 햇빛을 쬐는 것이 좋습니다. 그 외에 영양제의 섭취도 방법입니다.
감사합니다
안녕하세요.
비타민은 원래 생체 내에서 합성되지 않는 물질이지만 비타민D는 예외적으로 피부에서 합성됩니다. 사람의 피부에는 7-디하이드로콜레스테롤이라는 지질 전구체가 풍부하게 존재하는데요, 이 물질은 햇빛 중에서도 특히 자외선 B를 흡수하면 화학 구조가 바뀌면서 프리비타민 D₃로 전환됩니다. 이 상태는 아직 불안정한 형태이기 때문에, 피부 온도에 의해 자연스럽게 분자 구조가 재배열되며 비타민 D₃가 됩니다. 이 단계까지는 간이나 신장이 관여하지 않고, 오직 피부와 햇빛만으로 일어나는 광화학 반응입니다.
이렇게 만들어진 비타민 D₃는 혈액을 통해 간으로 이동하여 25-하이드록시비타민 D로 한 번 변환되고, 이후 신장에서 다시 1,25-디하이드록시비타민 D라는 활성 호르몬 형태로 전환되는데요, 이 활성형 비타민 D는 칼슘 흡수, 뼈 대사, 면역 조절, 염증 억제에 관여하는 스테로이드 호르몬처럼 작용합니다.
말씀해주사 것처럼 햇빛을 쬐었을 때 기분이 좋아지고 잠이 잘 오는 이유도 이 경로와 연결되어 있는데요, 햇빛이 눈을 통해 들어오면 망막의 광수용체가 이를 감지하여 시상하부에 있는 생체시계 중추를 자극합니다. 이 신호는 낮 동안에는 세로토닌 분비를 증가시키고, 밤이 되면 이 세로토닌이 멜라토닌으로 전환되어 수면을 유도합니다. 그래서 햇빛을 자주 쬐는 사람일수록 우울감이 줄고, 수면 리듬이 더 안정되는 경향이 나타나게 됩니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김홍준 전문가입니다.
비타민 D의 체내 합성 기전은 단순한 영양소 흡수를 넘어 피부, 간, 신장을 거치는 생화학적 과정이 있습니다. 요청하신 대로 원리를 상세히 설명해 드리겠습니다.
1. 피부에서의 광화학적 전환 (Photochemical Conversion)
비타민 D 합성의 시작은 자외선, 그중에서도 UVB(290~315nm) 파장이 피부층에 도달할 때 일어납니다.
전구체 존재: 우리 피부의 표피와 진피층에는 콜레스테롤의 유도체인 7-dehydrocholesterol이 풍부하게 존재합니다.
광분해 반응: UVB 에너지가 이 전구체에 흡수되면 화학 구조의 고리가 끊어지면서 vitamin D₃ 전구체로 변환됩니다.
열적 이성질화: 생성된 vitamin D₃ 전구체는 체온에 의한 열 에너지에 의해 불안정한 구조에서 안정적인 vitamin D₃로 서서히 바뀝니다.
2. 간과 신장에서의 활성화 과정 (Hydroxylation)
피부에서 생성된 vitamin D₃ 자체는 생물학적으로 불활성 상태이며 두 단계의 수산화 반응을 거쳐야만 비로소 호르몬으로서의 기능을 수행합니다.
간에서의 1차 수산화: 혈액을 타고 간으로 이동한 vitamin D₃는 25-hydroxylase에 의해 25(OH)D₃로 변합니다. 이는 혈중 비타민 D 농도를 측정할 때 지표가 되는 가장 안정적인 형태입니다.
신장에서의 2차 수산화: 다시 신장으로 이동한 25(OH)D₃는 1α-hydroxylase에 의해 최종 활성형인 1,25(OH)₂D₃로 전환됩니다. 활성형 비타민 D가 장에서 칼슘 흡수를 촉진하고 뼈의 대사를 조절하는 핵심 역할을 합니다.
3. 겨울철 합성이 어려운 이유
겨울철에 혈중 비타민 D 농도가 급격히 떨어지는 것은 생물학적 기전보다는 물리학적 요인이 큽니다.
대기권 투과: 겨울에는 태양의 고도가 낮아 자외선이 대기권을 통과해야 하는 경로가 길어집니다. 이 과정에서 비타민 D 합성에 필수적인 UVB 파장이 대기 중 산소와 오존층에 대부분 흡수되어 지표면에 도달하는 양이 급감합니다.
북위 35도 이상의 지역(한국 포함)에서는 11월부터 3월 사이 지표에 도달하는 UVB 양이 비타민 D를 합성하기에 턱없이 부족하여 아무리 오래 햇빛을 쬐어도 합성이 사실상 일어나지 않는 현상이 발생합니다.
4. 기분 및 수면 개선의 생물학적 근거
햇빛 노출이 기분과 수면에 긍정적인 영향을 미치는 것은 비타민 D 합성 외에도 신경전달물질의 조절과 관련이 깊습니다.
세로토닌(Serotonin) 합성: 망막을 통해 들어온 빛 자극은 뇌의 시교차 상핵을 자극하여 행복 호르몬이라 불리는 세로토닌 합성을 촉진합니다. 이는 즉각적인 기분 개선 효과를 줍니다.
멜라토닌(Melatonin)과의 상관관계: 낮 동안 충분한 빛을 받으면 세로토닌이 활발히 생성되고 밤이 되면 이 세로토닌이 수면 호르몬인 멜라토닌으로 전환됩니다. 낮의 햇빛 노출이 밤의 깊은 수면을 생화학적으로 보장하는 셈입니다.
햇빛은 피부 속 콜레스테롤 유도체를 물리적·화학적으로 변형시켜 비타민 D 합성을 시작하게 하는 역할을 합니다. 다만 한국의 위도상 겨울철에는 자연 합성 효율이 매우 낮으므로 말씀하신 것처럼 경구 섭취를 통해 혈중 농도를 유지하는 것이 좋습니다.
햇빛에 포함된 자외선 비선 중 비 영역이 피부에 닿으면 피부 세포 내에 있는 7-디하이드로콜레스테롤이라는 성분과 반응하여 비타민 D3로 전환됩니다. 이렇게 생성된 전구체는 체온에 의한 열적 변환 과정을 거쳐 비타민 D의 형태가 되며 이후 혈액을 타고 간과 신장으로 이동해 활성 상태로 변환되어 체내 칼슘 흡수와 면역 작용에 관여하게 됩니다. 겨울철에는 태양의 고도가 낮아 지표면에 도달하는 자외선 비의 양이 급격히 줄어들고 두꺼운 옷이나 유리창이 자외선을 차단하므로 피부를 통한 자연 합성이 원활하지 않을 수 있습니다. 멜라닌 색소의 농도나 노출 시간 그리고 위도에 따라 합성 효율에는 차이가 발생하지만 근본적으로는 빛 에너지가 화합물의 구조를 변화시키는 광화학 반응이 핵심 원리입니다.
안녕하세요. 오현수 전문가입니다.
우리몸에서는 비타민 d가 활성형으로 작용하고자 할때 . 피부 -> 간 -> 신장에서 각각 수산화기를 붙이며 calcitriol 구조로 바뀌어야 합니다. 3번의 활성화가 필요하기 때문에, tri - 로 이해해도 편합니다. 답변이 도움이 되었기 바랍니다. 감사합니당 .