지용성비타민/비타민K-2020 한국인 영양소 섭취기준

1 영양소의 특성

1-1. 개요

비타민 K는 지용성 비타민 중 하나로, 비타민 K의 구조는 그림 1과 같이 나프토퀴논(2-methyl-1, 4-naphtoquinone)을 공통 고리로 포함하고 있으며 세 번째 탄소에 결합된 곁가지의 종류로 그 형태가 구 분된다.

비타민 K는 1930년대 말 발견되었다. 자연계에서 비타민 K는 비타민 K1(phylloquinone, 필로퀴논)과 비타민 K2(menaquinone, 메나퀴논)의 활성형으로 존재한다. 비타민 K의 주요 급원인 비타민 K1은 식물의 광합성 작용에 의해 합성되어 녹색잎채소에 풍부하다. 비타민 K1은 구조상 기능적인 나프토퀴논(naphthoquinone) 고리, 지방족 곁사슬 및 피틸(phytyl) 곁사슬을 포함한다.

메나퀴논 즉, 비타민 K2는 장내 박테리아에 의해 합성이 가능하여 동물성 식품이 주요 급원이며 특히 발 효식품, 치즈 등에 풍부하다. 메나퀴논은 세 번째 탄소 위치에 있는 불포화 이소프레닐 측쇄(isoprenyl side chain) 길이에 따라 동족체가 존재하여 메나퀴논-n(MK-n, n＝1-14)까지 분류되어 있다. 식품에는 대부분 메나퀴논-4(MK-4)의 형태로 존재하며, 측쇄길이가 비교적 긴 메나퀴논-7(MK-7)에서 메나퀴논-10(MK-10)은 장내 미생물에 의해 생산된 형태이다. 비타민 K는 열, 공기, 습기 등에는 비교적 안정적이지만, 강한 산, 알칼리, 빛에 의해서는 쉽게 파괴되는 특징을 가진다. 이 외에도 주로 치료제로 사용되는 비타민 K3(menadione, 메나디온)가 있는데 이는 수용성이며 세 번째 탄소 위치에 메틸기(methyl group)가 있는 형태이다. 동물에서 조직의 효소에 의해 알킬화되어 메나퀴논-4로 변환될 수 있어 동물사료로 사용되지만 사람(특히, 유아)에게 용혈성빈혈이나 황달을 일으킬 수도 있어 메나디온소듐바이설파이트(menadione sodium bisulfite, MSB)의 형태로 변형하여 사용하거나 일반적으로 사용을 제한하기도 한다 [1].

1-2. 흡수, 분포, 대사, 배설

섭취된 비타민 K1의 체내 흡수는 다른 지용성 비타민과 마찬가지로 담즙, 췌장액과 함께 미셀(micelle) 을 형성하여 이루어지는데, 다른 지방과 함께 섭취하면 흡수율이 증가하고 지방의 흡수를 방해하는 요인들 에 의해 흡수가 저해되기 때문에 흡수율이 10-80%로 차이가 매우 크다. 또한 여성호르몬인 에스트로겐 (estrogen)은 비타민 K1의 흡수를 촉진하므로 여성의 비타민 K1 흡수율이 남성보다 높다. 식품으로 섭취한 비타민 K1은 공장과 회장에서 흡수되며, 유미지립(chylomicron)에 혼합되어 림프계를 통해 간으로 이동한 다. 간에 축적된 후 신체조직에 분산 저장되나, 체내 저장량은 적고 대사율은 빨라 간에 저장된 양은 매우 적다. 유미지립에 혼합되어 간으로 이동된 비타민 K1은 간 세포막에서 아포 단백질 E의 수용체를 통하여 유미지립 잔여물(chylomicron ramnant)로부터 분리되어 간 조직으로 유입된다. 이후 간에서 비타민 K1의 피틸 곁사슬의 산화적 분해를 통해 빠르게 대사된다. 비타민 K1은 초저밀도지단백질(very low density lipoprotein, VLDL)과 유미지립에 존재하는데, 간외 조직으로 이동시에는 저밀도지단백질(low density lipoprotein, LDL)과 고밀도지단백질(high density lipoprotein, HDL)에 의하여 운반된다 [2]. 비타민 K의 대사산물은 담즙을 통해 대변으로 약 40-50%가 배설되고, 약 20%는 소변으로 배설된다 [3].

비타민 K2는 대장에서 장내세균에 의해 합성되어 소장(공장)과 대장에서 수동적 확산에 의해 흡수되는 데 그 양은 매우 적다 [3]. 합성형 비타민인 비타민 K3는 수용성이기 때문에 담즙의 도움 없이 쉽게 흡수되 어 직접 혈액으로 들어간다. 따라서 비타민 K1이나 비타민 K2에 비하여 체내활성이 높지만 독성이 있는 것으로 알려져 사람에게 많이 사용하지는 못한다. 비타민 K1과 비타민 K3는 체내에서 비타민 K2로 전환되 어 사용된다.

간에서 비타민 K의 풀(pool)은 약 240-355 pmol/g(비타민 K2 약 90%, 비타민 K1 약 10%)으로 다른 지용성 비타민과 비교하여 부족하므로 식품을 통한 비타민 K 섭취가 권장된다 [4]. 간은 비타민 K의 주요 저장고이지만, 비타민 K의 대사 및 전환 속도가 빨라 간의 저장량은 급속히 고갈된다 [5]. 또한 장내세균에의하여 생성된 비타민 K2는 친유성이 강해 장내에서 흡수가 이루어지기는 어렵다. 따라서 건강한 사람에 서 비타민 K2의 생체이용도는 낮다 [6]. 비타민 K는 간 이외에도 피부, 근육(골격근), 신장, 심장에 소량 존재한다 [7].

1-3. 기능

비타민 K의 가장 주요한 기능은 간에서 혈액응고에 필요한 인자 합성에 관여한다는 것이다. 즉, 간에서 불활성형 단백질 형태로 존재하는 혈액응고 인자들을 활성화하기 위해서 비타민 K가 필요하다. 또한 골 대사 시 여러 관련 단백질을 활성화시키는 조효소로서의 역할도 하는데 [8], 이는 비타민 K가 카르복실화 (carboxylation) 효소의 조효소로 작용하기 때문이다.

 

혈액응고와 관련하여 비타민 K는 혈액응고인자 전구체 단백질인 글루탐산(glutamic acid)을 간에서 카 르복실화하여 감마 카르복실 글루탐산(γ-carboxyl glutamic acid)으로 전환시키고 [9]), 이를 통해 프로트 롬빈(prothronbin)을 생성시켜 정상적인 혈액응고를 돕는다.

이후 혈장에서 혈소판과 칼슘이온 등의 작용으로 트롬빈(thrombin)으로 활성화되고, 이는 다시 혈장단 백질인 피브리노겐에 작용하여 피브린(fibrin)을 만들어 혈액을 응고시킨다 [10].

비타민 K는 골 대사에 있어서 오스테오칼신(osteocalcin)을 카르복실화하는 중요한 역할을 한다 [11]. 뼈에 존재하는 비콜라겐 단백질(noncollagen protein)인 오스테오칼신은 칼슘과 결합할 수 있는 감마 카르 복실 글루탐산(γ-carboxyl glutamic acid)를 3개 포함하고 있는데, 이는 비타민 K가 칼슘이온과 결합할 수 있도록 돕는다 [11, 12]. 비타민 K가 결핍되면 카르복실화 되지 못한 오스테오칼신은 under-carboxylation 된 상태로 혈액으로 흘러나가게 된다. 이것을 under-carboxylated osteocalcin(ucOC)이라고 하는데 [11, 13], 혈중 ucOC의 농도가 높으면 골밀도가 낮아진다 [14]. 또한 비타민 K는 칼슘이 뼈 속에서 안정적으로 유지되는데 필요하다. 골다공증 환자의 뼈 미네랄 밀도를 증가시킬 뿐 아니라 파괴 속도를 줄일 수 있으며, 골 대사에서 가장 필요한 칼슘 균형을 높일 수 있다 [15].

또한 비타민 K가 부족하거나 와파린(warfarin)과 같은 길항제가 존재할 경우, 비타민 K 의존성 단백질의 불완전한 카르복실화가 나타나는데, 이러한 단백질을 PIVKA-Ⅱ(protein induced by vitamin K absence or antagonism)라 하며 이는 생물학적 활성이 결여되어 있다 [16].

 

이외에도 비타민 K 의존성 칼슘결합 단백질(Vitamin K-dependent calcium-binding protein)인 오스테 오칼신은 췌장 베타세포에서 인슐린 분비를 조절하여 인슐린 민감성과 제2형 당뇨병에 영향을 미치며 지 방세포에서 아디포넥틴(adiponectin)의 분비를 증가시켜 인슐린 감수성을 개선시키는 작용을 한다 [17]. 따라서 비타민 K의 보충섭취가 제2형 당뇨병의 위험을 낮출 수 있다고 보고하였다 [18]. 또한 식이로 섭취 한 비타민 K2가 암과 관상동맥질환의 위험을 낮춘다는 결과도 보고되었다 [19-21].

2 건강 유지 및 증진을 위한 섭취기준

2-1. 건강을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

비타민 K의 섭취기준은 선행 연구된 문헌 평가과정을 통하여 설정되었다(그림 2). 문헌평가의 과정은 분석틀 요약 및 분석체계 도식화와 주요 질문 및 검색어 선정, 검색엔진 및 선별기준 설정, 문헌 선별 및 요약과 문헌의 질 평가, 마지막으로 비타민 K 섭취기준제정에 대한 검토와 논의 등으로 이루어졌다. 비타 민 K의 문헌분석틀은 비타민 K의 섭취기준 설정에 필요한 지표들을 결정하는 과정으로 노출, 영양상태, 건강판정지표 및 건강상태 등을 포함하고 있다. 첫 번째 지표는 비타민 K 섭취량 또는 체내 합성량에 따른 비타민 K 영양상태 지표이고, 섭취량과 배출량에 따라 영향을 받는 이차적인 체내 비타민 K 지표들, 이차 지표에 영향을 받는 신체 변화 및 질병 양상이다. 또한 이는 비타민 K 섭취량의 결핍 또는 과잉에 의해서 도 영향을 받는다.

(1) 필요량 추정에 사용 가능한 지표

비타민 K의 필요량을 추정하기 위한 지표로는 혈청 비타민 K1의 농도가 사용된다 [22]. 이는 24시간 이내의 비타민 K의 섭취량을 추정할 수 있지만 측정 하루 전의 농도만을 알 수 있으므로 한 번의 측정으로 평상시 혈청 비타민 K1의 농도를 알 수 없고, 평소 식사에 포함된 비타민 K의 양을 추정하기에는 제한점이 있다. 또한 혈청 비타민 K1의 농도는 섭취량과 관계없이 젊은 성인보다 노인에게서 높은 평균값을 보이므 로 [23] 이를 감안하여야 한다.

 

소변의 γ-카르복실글루탐산(Gla) 잔기를 측정하여 비타민 K의 필요량을 추정할 수 있는데, 이는 비타민 K 의존성 단백질이 이화작용 후 γ-카르복실글루탐산 잔기가 대사산물로서 소변으로 배설되기 때문이다 [6]. 따라서 소변으로의 γ-카르복실글루탐산 잔기의 배설은 비타민 K 상태를 반영하여 필요량을 추정하는 지표로 활용할 수 있다. 하지만 이는 연령에 따라 특이적으로 나타난다는 선행연구가 보고된 바 있다.

이 외에도 비타민 K의 주요 역할인 혈액응고 및 골대사와 관련된 여러 단백질의 카르복실화 상태를 이 용한 필요량 추정방법을 사용할 수 있다. 혈액응고에 관여하는 비활성형 단백질인 프로트롬빈의 카르복실 화 되지 않은 형태를 측정하는 방법으로, 비타민 K의 섭취가 부족하면 비타민 K 의존성 단백질이 비활성 형 형태(PIVKA)로 혈액으로 분비된다. 이는 비타민 K의 섭취에 의해 영향을 받을 뿐만 아니라 건강한 성 인의 경우는 연령의 차이가 크지 않아 필요량 추정 지표로 적합하다 [8]. 또한, 골 대사 시 카르복실화 되 지 못한 오스테오칼신을 측정하는 방법이 사용될 수 있는데, 이는 측정방법에 문제가 많고 정확한 값을 얻기가 어렵기 때문에 카르복실화된 오스테오칼신과 카르복실화 되지 못한 오스테오칼신의 비율로 비타민 K의 필요량을 추정한다 [24]. 프로트롬빈 시간과 혈액응고 인자 Ⅶ(factor Ⅶ)의 활성도 등은 과거 비타민 K의 필요량 추정 지표로 활용되었으나 이는 건강한 사람의 비타민 K의 섭취량을 민감하게 반영하지 못하 여 현재는 많이 사용되지 않는다 [25].

(2) 섭취기준 설정을 위한 지표의 선정

위에 제시한 바와 같이 체내 비타민 K 수준을 반영하는 지표는 프로트롬빈 시간(prothrombin time), 혈액응고 인자 Ⅶ(factor Ⅶ)의 활성도, 혈청 비타민 K1 농도, 소변의 γ-카르복실글루탐산 잔기, 카르복실 화 되지 않은 오스테오칼신 등이 있으나 이들 지표는 실제로 일반 성인의 비타민 K 섭취량을 민감하게 반영하지 못할 뿐 아니라 연령에 따른 변이나 측정방법 등의 문제를 가지고 있다. 또한 현시점에서 비타민 K 섭취기준을 산정하는데 충분한 과학적 근거가 부족하므로 국외 다수의 비타민 K 섭취기준 선정 방법과 마찬가지로, 일부 국내 연구를 통해 추정된 섭취량을 한국인의 평균 비타민 K 섭취량으로 간주하였다.

(3) 필요량 추정 방법

현재까지 비타민 K의 평균필요량(estimated average requirements, EAR)을 설정할 충분한 자료는 없 다. 또한 정상적인 식사를 하는 경우 임상적으로 심각한 수준의 비타민 K 결핍증은 찾아보기 어렵다. 따라 서 식품섭취를 통한 비타민 K의 섭취수준 비교, 인체적용시험을 통한 비타민 K 보충의 효과, 섭취와 관련 생체 지표와의 관련성 연구를 중심으로 비타민 K 섭취기준의 근거를 마련하였다. 하지만 비교적 최근 (2008년 이후) 발표된 논문을 중심으로 국내･외에서 수행된 총 50개의 연구논문을 평가하였으나, 성별, 연 령별 권장량 제정에 영향을 줄 수 있는 문헌은 미비한 것으로 판단되었다. 특히, 한국인의 비타민 K 섭취 량을 조사한 연구는 부족한 실정이며, 연구자, 섭취량 조사 도구(식품섭취빈도조사, 식사기록, 회상법 등), 데이터베이스의 차이로 섭취량 결과에 큰 차이를 보였다. 따라서 최근 발견된 비타민 K 관련 생체 지표들 은 비타민 K의 체내 상태 변화를 설명하기에는 유용하지만, 명확한 근거로 활용 가능한 용량-반응 자료가 부재하고 자료들의 생리학적 설명력이 부족하기 때문에 평균필요량을 정립하기에는 제한점이 있다.

2008년부터 2012년까지 국민건강영양조사를 통해 조사된 식품섭취량을 한국영양학회 영양소 함량 데이 터베이스를 이용하여 분석한 결과, 1세 이상의 연령군에서 하루 식사를 통한 비타민 K 섭취량의 50 백분위 수는 126.4 μg/일로 설정된 섭취기준(충분섭취량)을 상회하는 것으로 나타났다 [26, 27]. 또한 비타민 K 섭취량에 대한 평균 97.5 백분위수는 848.7 μg/일로 상한섭취량 기준이 설정되어 있지 않아 정확한 비교 는 어렵지만 약 23.7%가 초과섭취를 하고 있는 것으로 예상된다. 그러나 이는 국민건강영양조사 시 섭취 한 식품 3,133개 중 2,033개 식품(64.9%)의 비타민 K 함량만 분석한 것으로 총 섭취량의 81.2% 정도만 설명할 수 있어 오차 발생 가능성이 있다.

2-2. 결핍 예방을 위한 섭취기준 및 한국인 섭취실태

한국인에서 비타민 K의 섭취량을 연구한 결과는 드물다. 따라서 영양소 필요량이나 충분섭취량을 결정하는 데 필요한 근거자료가 부족하여 2020 제/개정 영양소에 해당하지 않으므로 기본적으로 2015 한국인 영양소 섭취기준에 따른다. 하지만 2017년 소아청소년 체위에 대한 기준치가 설정되었고, 지난 5년 동안 한국인의 체 격 변화가 있었으므로 체격에 따른 외삽원칙에 따라 비타민 K에 대한 연령별 기준치를 일부 조정하였다.

(1) 영아기(1세 미만)

의학계에서는 출생 시 신생아의 출혈성 질환 위험을 예방하는 차원에서 비타민 K 1 μg의 근육주사를 권 고하고 있고, 출생 이후 12개월까지 영아의 비타민 K 권장섭취기준의 근거는 영아의 평균 모유 섭취량과 모유 내에 함유되어 있는 평균 비타민 K 농도, 그리고 수유의 형태(영아 전기: 완전모유수유, 영아 후기: 모유+이유식)를 기본으로 하여 설정되어 있다. 그러나 한국인의 모유에 포함되어 있는 비타민 K 농도 측정 자료나 관련 문헌이 미비하여 식사 패턴과 체형이 우리나라와 유사한 일본의 자료를 참조하였다. 일본 수유 부의 모유에 함유된 비타민 K 농도는 5.17 μg/L을 기준으로 하였고, 일본 영아 전기(0-5개월)의 평균 모유 섭취량은 0.78 L/일 임을 감안하여 영아의 비타민 K 충분섭취량은 4 μg로 설정하였다. 영아 후기(6-11개월) 의 경우에는 선행연구의 모유와 이유보충식 [28], 그리고 영아 전기(0-5개월)의 충분섭취량에 대사체중을 고 려하여 6 μg로 설정하였다. 미국/캐나다의 영양섭취기준은 모유 내 비타민 K 농도와 평균 모유 섭취량의 차이로 인해 일본의 기준과 상이하였다. 미국 수유부의 모유에 함유된 비타민 K 농도는 2.5 μg/L을 기준으 로 하였고, 미국 영아 전기의 평균 모유 섭취량은 0.78 L/일 이었으므로 0-6개월 영아의 비타민 K의 충분섭 취량은 2.0 μg/일, 7-12개월 영아의 비타민 K 충분섭취량은 2.5 μg일로 제시하였다 [29].

(2) 성장기(1-18세)

유아 및 아동, 청소년의 비타민 K 평균필요량과 충분섭취량 설정을 위한 관련 문헌은 매우 미비한 실정 이다. 충분섭취량을 설정하기 위한 근거가 충분하지 않으므로, 성장기인 1-8세 유아, 아동 및 청소년의 충 분섭취량은 대사체중과 성장계수(1-2세 남녀 0.3; 3-14세 남녀 0.15; 15-18세 남자; 15-18세 여자 0)를 고 려하여 성인의 충분섭취량에서 외삽하였다. 1-5세의 경우 성별의 구분이 없으므로 성인 남녀의 평균치를 적용하여 외삽하였다(표 2). 비타민 K 권장섭취기준을 제정한 미국과 일본의 경우 유아, 아동, 청소년의 비타민 K 충분섭취량은 해당 인구의 비타민 K 섭취량의 중앙값을 기준으로 설정하였다. 해당 국가의 영아 의 충분섭취량은 미국 2-2.5 μg/일, 일본 4-7 μg/일로 설정하였고, 유아의 충분섭취량은 크게 증가하여 미국의 경우 30 μg/일, 일본의 경우 25 μg/일로 설정하였다. 영아기와 유아기의 비타민 K 충분섭취량 범 위가 큰 차이를 보이는 이유는 산출방법이 상이하기 때문이다. 영아기에는 모유량과 모유섭취량을 기준으 로 하고, 유아기에는 유아의 섭취량을 산출하여 그 중앙값을 기준으로 한다. 이러한 충분섭취량 차이와 산 출방법에 관한 연구는 아직 보고된 바 없다. 아동기의 비타민 K 섭취 행태 관련하여 미국에서 진행된 선행 연구에 의하면 유아, 아동, 청소년은 성인에 비해 녹색잎채소의 섭취량이 적지만, 감자튀김, 쿠키, 마가린 등 비타민 K가 풍부한 유지류가 포함된 식품을 섭취함으로서 이들의 비타민 K 섭취량은 충분한 수준이었 다 [8]. 한국의 경우 2008년부터 2012년까지 국민건강영양조사를 통해 조사된 식품섭취량을 한국영양학회 영양소 함량 데이터베이스를 이용하여 한국인의 비타민 K 섭취량이 산출되었으나 이를 직접적으로 섭취기 준 근거로 사용하기 위해서는 검증연구와 함께 추가적인 과학적 근거마련이 필요한 실정이다. 따라서 식사 패턴과 체형이 우리나라 유아, 아동, 청소년과 유사하다고 판단되는 일본의 기준(해당 인구 비타민 K 섭취 량의 중위수)을 따르고, 추후 검증 연구 등을 이용하여 인구의 비타민 K 섭취량을 추정하는 과정이 필요하 다고 판단된다.

(3) 성인기(19-64세)

성인의 경우 비타민 K 결핍증은 매우 드물게 발생한다. 최근 다양한 연구에서 활용되고 있는 비타민 K의 생화학 지표들은 체내 비타민 K의 수준의 변화를 반영하는데 유용하게 이용될 수 있으나, 이와 관련 된 생리학적 구조에 대한 설명력이 부족할 뿐만 아니라 명확한 용량-반응 관련 연구의 부재로 인하여 비타 민 K의 평균필요량을 정립하기에는 많은 제한점이 따른다. 따라서 성인의 비타민 K 섭취기준 설정은 건강 한 성인의 평균 비타민 K 섭취량을 기본으로 한다. 과거 1988년부터 1997년까지 식사기록법, 24시간 회상 법, 식품빈도조사 등을 이용하여 비타민 K1 섭취량을 측정한 11개의 연구결과(n＝3,496)들을 분석한 결과, 45세 이하의 성인의 경우 약 60-110 μg/일, 55세 이상의 성인의 경우 약 80-210 μg/일의 비타민 K1을 섭취하고 있는 것으로 관찰되었다 [8]. 해당 연구 결과, 비타민 K의 주요 급원은 녹색 채소류와 콩기름, 옥수수기름, 카놀라유, 올리브유 등 식물성 유지류로 나타났다. 위의 연구결과에서 조사된 비타민 K의 평 균섭취량 또는 그 보다 적은 40-60 μg/일 정도의 평균섭취 수준에서도 프로트롬빈타임은 정상범위에 속하 였고, 비타민 K 평균 섭취량이 80 μg/일 일 때 PIVKA-Ⅱ 농도가 정상 범위에 해당하였으며, 이 수준에서 는 비타민 K의 부족 증세가 나타나지 않았다는 연구 결과가 보고된 바 있다 [6, 8].

평균 연령 약 28세, 평균 체중 약 72 kg의 미국 성인 남성을 대상으로 40일간 비타민 K 결핍식이와 보충효과를 임상 시험한 연구에서는 식이 비타민 K의 수준 변화에 따라 혈청 비타민 K1 농도와 혈장 uncarboxylated prothrombin의 뚜렷한 변화가 관찰되었다고 보고하였다. 해당 연구의 참여자들은 연구기 간(약 40일)동안 비타민 K 급원식품을 제한하는 식사와 함께 비타민 K1 보충제의 복용량을 달리하여(50 μg/일 또는 500 μg/일) 그 효과를 측정하였다. 그 결과 약 3주간의 비타민 K 제한식이로 인해 연구 참여 자들의 혈청 비타민 K1 농도는 0.83- 0.92 ng/mL에서 0.43-0.49 ng/mL로 감소하였으나, 이후 12일간 매 일 50 μg의 비타민 K1 보충제를 섭취한 그룹은 0.57 ng/mL로, 매일 500 μg의 비타민 K1 보충제를 섭취한 그룹은 1.66 ng/mL로 상승하였다. 하루에 500 μg의 보충제를 투여 받은 그룹이 더 빠른 회복을 보였지만, 약 일주일간의 추가 투여 후에는 두 그룹간의 유의적인 차이가 보이지 않았다 [30].

비타민 K의 섭취수준과 대퇴골 근위부 골절 위험과의 연관성을 분석한 연구에서는 [31, 32] 식이 비타민 K의 섭취수준이 높을수록 골절 위험도는 감소하는 경향을 보였다. 예를 들면, 미국 지역기반 코호트 연구인 플래밍험 심장연구(Framingham Heart Study)에 참여한 335명의 남성과 553명의 여성을 대상으로 식품섭 취빈도조사(Food Frequency Questionnaire: FFQ)를 이용하여 평균 비타민 K1 섭취수준을 측정한 결과, 남 성은 평균 143 μg, 여성은 평균 163 μg이었다. 이들의 비타민 K1 섭취수준을 사분위로 구분하여 대퇴골 근위부 골절 위험도와의 연관성을 분석한 결과, 가장 높은 섭취수준을 보이는 그룹(4/4분위, 비타민 K1 중위 값: 254 μg)이 가장 낮은 섭취그룹(1/4분위, 비타민 K1 중위값: 56 μg)과 비교했을 때 보다 대퇴골 근위부 골절 위험도가 약 65% 유의적으로 낮았고(Relative risk: 0.35; 95% CI: 0.13, 0.94), 그 외 다른 섭취구간에 서는 유의적인 결과를 보이지 않았다 [32]. 또한 비타민 K2 보충제가 골절에 미치는 영향을 측정한 7개의 임상시험연구를 메타분석으로 요약한 결과, 척추골절, 고관절골절, 비척추골절 등에 뚜렷한 유의적인 효과를 보였는데, 대부분의 임상시험 연구에서 고용량의 비타민 K2(45 μg/일) 보충제를 사용하였다 [33].

2010년 제정되었던 비타민 K 충분섭취량은 제한된 문헌근거로 인해 식생활이 비교적 비슷한 일본의 섭취기준을 참조하여 제정되었다. 일본이나 미국의 경우 해당 인구의 비타민 K 섭취량의 중앙값을 기준으로 하여 비타민 K 충분섭취량을 설정하고 있다 [28, 29]. 그러나 한국인 성인의 비타민 K 섭취량을 측정한 관련 국내 연구 및 식품분석자료는 아직 미흡하여 검증연구와 함께 추가적인 과학적 근거마련이 필요한 실정이다.

(4) 노인기(65세 이상)

노인기에는 전반적인 생리적 기능이 약화되면서 소화액 등 체액의 분비량이 감소하게 될 뿐만 아니라 식사섭취량이 줄면서 지방섭취량도 함께 감소하게 되며, 이는 비타민 K의 흡수량 저하로 이어질 수 있다.

또한 질환으로 인한 항생제 복용 시 인체에서 생성되는 비타민 K2의 합성량이 줄어들고, 비타민 K 에폭 사이드 환원효소(vitamin K epoxide reductase)가 억제되어 비타민 K의 작용이 저하된다고 보고된 바 있 다. 실제로 일본인을 대상으로 비타민 K 관련 생체지표와 골 대사 지표와의 연관성을 분석한 결과, 카르복 실화 되지 않은 오스테오칼신의 혈청 농도는 비타민 K1(주로 녹색잎채소에 존재)과 메나퀴논-7(치즈, 유제 품, 발효된 콩 등에 존재)의 혈청 농도 수준과 유의적인 반비례 관계를 보였으나, 메나퀴논-4(육류, 계란 등에 존재)의 혈청 농도 수준과는 연관성을 보이지 않았다. 특히 오스테오칼신의 감마카르복실화에 필요한 비타민 K1과 메나퀴논-4의 요구량은 나이가 많을수록 증가하는 것으로 보고되었다 [34]. 그러나 성인보다 노인에게 더 많은 양의 비타민 K 섭취기준을 책정할 충분한 근거는 아직 미비한 실정이다. 또한 비타민 K는 장내 미생물에 의해 합성되는 특성이 있으나, 그 합성량 수준은 미미하므로 이는 충분섭취량 설정에 고려되지 않았다. 따라서 이러한 근거를 바탕으로 노인의 충분섭취량은 성인과 같은 값으로 설정하였다.

(5) 임신기

임신부의 비타민 K 필요량이 비임신부와 차이가 있다는 근거는 아직까지 보고된 바 없다. 예를 들면, 임신으로 인해 체내 비타민 K 필요량이 증가한다거나, 혈중 비타민 K 농도가 변화한다는 객관적 근거가 미비하고, 임신부의 비타민 K 결핍에 대한 문헌도 보고된 바 없다. 일부 선행 연구에 의하면 임신 후기에 비타민 K 보충을 할 경우 혈청 비타민 K 농도가 높아지고 혈액응고 개선효과도 보고된 바 있으나 [35, 36], 실제로 이러한 비타민 K의 보충이 태아에게 어떠한 영향을 주는지 그 효과는 분명하지 않다. 또한 임신부가 섭취한 비타민 K는 태반을 통과하기 어렵다고 알려져 있어, 모체의 섭취량 차이가 태아 혹은 출 생 직후의 신생아의 비타민 K 수준에 영향을 준다고 할 수 없다. 따라서 임신으로 인한 비타민 K 부가량은 필요 없는 것으로 판단되어 성인여성의 비타민 K 충분섭취량과 동일하게 설정하였다.

(6) 수유기

성인여성, 임신부, 수유부의 비타민 K 섭취량 및 체내 보유수준은 서로 다르지 않은 것으로 보고되고 있다. 수유부를 대상으로 수행한 선행 연구에 의하면 수유부의 비타민 K1 섭취수준은 모유의 비타민 K1 농도와 유의미한 상관관계가 관찰되지 않았고 [37], 모유에 포함된 비타민 K 농도는 매우 미미한 수준이 다. 따라서 수유로 인한 비타민 K 부가량은 필요 없는 것으로 판단되어 성인여성과 동일한 기준으로 충분 섭취량을 설정하였다.

2-3. 만성질환 위험감소를 위한 섭취기준

만성질환 위험감소를 위한 섭취기준을 산정하기 위한 과학적 근거가 부족하여 현시점에서 비타민 K에 대한 만성질환위험감소섭취량을 설정하는 것은 불가능하다.

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3 안전확보를 위한 섭취기준

지금까지 사람과 실험동물을 대상으로 비타민 K 과잉섭취에 대한 독성은 아직까지 보고된 바가 없다. 따라서 비타민 K의 상한섭취량은 설정하지 못하였다. 미국 영양소 섭취기준(Dietary Reference Intakes, DRIs) 제정관련 보고서에 의하면 [29], 비타민 K1이나 비타민 K2의 경우 어떠한 독성도 보고된 바 없으며, 합성하여 만들어지는 비타민 K3의 과잉섭취는 간에 독성 가능성이 있으나 더 이상 치료용으로 사용되지 않으므로 상한섭취량을 설정하지 않았다고 설명하고 있다. 또는 최근 개정된 일본의 비타민 K 권장기준 [28]에도 비타민 K의 상한섭취량은 설정되지 않았다.

영아, 유아, 아동, 청소년의 경우에도 비타민 K 과잉섭취에 대한 독성은 아직 보고된 바가 없으므로, 다 른 생애주기의 경우와 같이 비타민 K의 상한섭취량은 설정하지 않았다. 이는 다른 국가(미국, 일본) [28, 29]와 그 설정 근거가 같다. 임신부 및 수유부의 경우에도 비타민 K 과잉섭취에 대한 독성은 아직 보고된 바가 없다. 따라서 임신부 및 수유부의 비타민 K의 상한섭취량은 설정하지 않았다. 임신부 및 수유부의 비타민 K의 상한섭취량은 주요 국가(미국, 일본) [28, 29]에서도 설정되지 않았다.

4 주요 급원식품

녹색 채소류는 비타민 K1(필로퀴논)의 주요 급원식품이며 메나퀴논은 함유하지 않는다.

 

2017년 국민건강영양조사의 식품섭취량 자료를 바탕으로 국가표준식품성분표(농촌진흥청, ver 9.1)  [38] 의 비타민 K1의 함량을 적용하여 한국인의 비타민 K 주요 급원식품을 산출한 결과, 배추김치, 시금치, 들 깻잎, 무시래기, 상추 순으로 비타민 K 섭취에 기여하는 것으로 나타났다(표 8). 1회 섭취 분량을 기준으로 비타민 K1 함량이 가장 높은 식품은 고춧잎, 들깻잎, 쑥으로, 각각 610 μg, 551 μg, 424 μg 이었다(그림 3). 하루에 필요한 비타민 K 섭취기준을 충족하기 위해서는 고춧잎, 들깻잎, 쑥 하루 1접시면 충분한 것으 로 나타났다. 일부 외국자료 [39]에서 비타민 K의 주요 급원으로 과일, 콩류, 유지류 등을 제시하였는데, 아보카도(40 μg/100 g), 키위(25 μg/100 g), 대두(47 μg/100 g), 카놀라유(141 μg/100 g), 마가린(51 μ g/100 g), 콩기름(193 μg/100 g) 등에서 비타민 K 함량이 높은 것으로 보고되었다. 하지만 조리전과 후의 비타민 K 함량에는 큰 차이가 있었다. 선행연구에 의하면 서구식 생활과는 대조적으로 일부 아시아인(예, 일본)들의 비타민 K 주요 급원식품은 메나퀴논이고, 특히 메나퀴논-4(육류, 계란 등에 존재) 형태보다 발효 된 콩(예, 낫토) 등에 함유되어 있는 메나퀴논-7의 형태로 다량 섭취하고 있다고 보고하였다 [34].

국가표준식품성분표(농촌진흥청, ver 9.1) [38]자료에 의하면, 녹색 채소류 중 녹차잎(1,293 μg/100 g, 말린것), 모시잎풀(1,197 μg/100 g, 생것), 고춧잎(871 μg/100 g, 생것), 들깻잎(787 μg/100 g, 생것) 등에 서 비타민 K 함량이 높았으며, 김(656 μg/100 g, 구운것), 낫토(600 μg/100 g), 겨자(560 μg/100 g, 생것) 의 함량도 높았다(표 9). 그 외 곡류군, 어육류군, 과일군, 우유 및 유제품군 등에는 거의 함유되어 있지 않았다. 따라서 채소류 및 해조류를 기본으로 양념과 향신료(낫토, 카레가루, 마요네즈, 세이지, 타임, 콩기 름 등)를 적절히 사용한다면 충분한 비타민 K를 섭취할 수 있다.

5 향후 2025 섭취기준 개정을 위한 제언

5-1. 섭취기준 설정에서 제기된 문제

현재 한국인 다소비 식품의 비타민 K의 함량 데이터베이스는 매우 부족한 실정이다. 섭취기준 제정을 위해 사용하고 있는 데이터베이스의 대부분은 국내 식품을 분석한 자료가 아니라 미국 또는 일본의 식품원 재료의 비타민 K 함량 데이터를 활용한 것이다. 또한 비타민 K는 식물성 및 동물성 식품뿐 아니라 식품의 발효 시에도 증가하는 것으로 알려져 있으나 사용하고 있는 데이터는 조리 전 식품의 비타민 K 함량만을 사용하고 있다. 특히 우리나라 음식 중에는 김치, 된장 등 발효식품이 많아 실제로 섭취하는 비타민 K의 양을 정확하게 측정하기 어렵다. 2010년 제정된 비타민 K 충분섭취량은 제한된 문헌근거로 인하여 식생활 이 비교적 비슷한 일본의 섭취기준을 참조하여 제정되었으나 2015년 일본의 비타민 K 섭취기준(충분섭취 량)은 자국민 주요 급원식품(낫토)의 평균섭취량에 근거하여 대폭 개정되었다. 즉, 낫토가 일본인의 비타 민 K의 주요 급원식품이지만 낫토를 섭취하지 않는 일본인도 섭취 수준이 150 μg 정도 되므로 성인 남녀 의 충분섭취량을 2010년 75 μg에서 150 μg으로 상향 조정한 것이다. 2008년부터 2012년까지 국민건강영 양조사에서의 식품섭취량을 한국영양학회 영양소 함량 데이터베이스를 이용해 분석한 한국인의 비타민 K섭취수준은 일본인 평균보다 높다. 성인 남녀(19-49세)의 비타민 K 섭취 평균은 각각 270.8 μg, 252.6 μ g(중앙값은 각각 171.6 μg, 121.8 μg)으로 산출되었고, 한국인의 주요 비타민 K의 급원식품은 김치로 나 타났다. 이와 같이 한국인의 비타민 K 평균섭취수준(중앙값)을 기준으로 한 비타민 K 섭취기준에 대한 개 정과정이 필요할 것으로 사료된다. 하지만 한국인 영양소 섭취기준의 충분섭취량을 적용하는 타 영양소와 기준설정방법에 대하여 일관성을 고려할 필요가 있고, 주요 급원식품의 비타민 K 함량 등 충분섭취량 제정 을 위한 충분한 근거 자료가 부족하여 즉각적인 개정이 어려운 실정이다.

5-2. 과학적 근거가 부족한 사항

비타민 K 결핍증은 매우 드물며 명확한 용량-반응 관련 연구의 부재로 인하여 비타민 K의 평균필요량을 설정하기에는 무리가 있다. 한국 성인의 비타민 K 섭취량을 측정한 관련 국내 연구 및 식품분석자료는 아 직 미흡한 실정이다. 또한 비타민 K는 다른 일반적인 지용성 비타민과는 달리 체내에 저장되지 않고 빠르 게 배설되어 독성을 보이지 않으며, 비타민 K의 독성에 대한 문헌 또한 보고된 바 없으므로, 미국, 일본 등 다른 국가와 마찬가지로 상한섭취량을 설정하지 않았다.

5-3. 향후 2025 섭취기준 개정을 위해 필요한 과제

주요 급원식품 및 상용식품의 비타민 K 함량 데이터베이스가 필요하다. 특히 된장, 김치 등의 상용 발효 식품의 데이터베이스 마련이 필요하다. 비타민 K는 채소류에 풍부한 비타민 K1과 동물성식품 및 식품의 발효 중 증가되는 비타민 K2 등 종류가 다양하나 식품의 조리 및 발효 전 데이터베이스만 일부 제시되어 있다. 특히, 한국인의 비타민 K 주요 급원식품인 김치 및 된장 등 발효식품은 발효 전 형태인 배추, 콩 등의 데이터를 미국 및 일본 등의 분석 데이터베이스를 참조하고 있다. 이는 한국인 섭취량을 정확하게 평가하는데 중요한 지표가 되므로 국가적 차원에서의 주요 급원식품의 함량분석이 요구된다.

상용식품의 비타민 K 함량 데이터베이스를 활용한 한국인 대상 비타민 K 섭취량 조사 및 생화학적 평 가 연구가 선행되어야 한다. 데이터베이스가 구축된 이후에는 정확한 비타민 K 섭취량 재조사가 필요하다. 정확한 섭취량 조사에는 발효식품에 대한 부분도 포함되어야 하며, 필요량 추정에 사용 가능한 주요 생화 학적 지표인 혈청 비타민 K1의 농도, 혈중 카르복실화되지 않은 비활성 단백질(protein induced by vitamin K absence or antagonism) 농도, 혈중 카르복실화/불완전 카르복실화 된 오스테오칼신의 측정과 섭취량을 비교하는 연구가 필요하다.

2020 한국인 영양소 섭취기준(지용성비타민-비타민K)

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