[목요칼럼] (128)소아 당뇨병(1형 당뇨병) 예방 및 치료를 위한 영양소

[헬스컨슈머] 1형 당뇨병은 췌장의 인슐린을 분비하는 베타세포가 사멸되어 인슐린이 나오지 않아 혈당 조절능력을 완전히 그리고 영구히 상실해버려 고혈당 상태가 되는 질환이다. 체내에서 스스로 인슐린을 만들어 낼 수 없기 때문에 인슐린 주사가 필요하다.
일반적으로 2형 당뇨병은 성인이 된 후 여러 복합적인 이유로 인슐린 저항성이 증가하여 생기는 성인 당뇨병이라고 하는 반면, 1형 당뇨병은 소아·청소년기에 주로 발병하며 췌장에서 인슐린이 만들어지지 않아 흔히 소아 당뇨병(인슐린 의존성 당뇨병)으로 불린다.
그러나 전문가들은 1형 당뇨가 나이 불문하고 진단될 수 있으며 계속해서 환자가 증가하고 있다고 한다. 1형 당뇨 환자의 42%가 31~60세라는 영국 바이오뱅크의 조사 결과도 성인 환자 관리에 대한 수요가 늘어나고 있음을 방증 한다.

아직까지 제1형 당뇨병의 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만, 일반적으로 우리 몸의 면역세포가 췌장에서 인슐린을 분비하는 베타세포를 공격해 더는 인슐린을 분비하지 못하게 파괴하기 때문에 발생한 자가면역 질환의 하나다.
제1형 당뇨병을 예방할 수 있는 알려진 방법은 없으며, 치료 또한 인슐린 주사를 통해 혈당을 정상범위로 조절하며 관리하는 방법이 유일한 치료법이다.

최근의 체계적 문헌고찰에 따르면 낮은 비타민D 수치와 1형 당뇨병의 발병 및 진단 사이에 강력한 연관성이 있으며, 생애 초기에 적절한 비타민D 상태가 1형 당뇨병 위험을 감소시킨다는 높은 수준의 증거가 발견되었다. 또 다른 연구에 따르면 비타민D를 보충한 1형 당뇨병 소아는 공복 혈당(FBG), 평균 혈당(MBG), HbA1c, 평균 일일 총 인슐린 용량(TDI) 수치가 낮았으며 이러한 결과는 전체적으로 비타민D가 잔류 베타 세포 기능을 보호하는 효과가 있음을 나타낸다.
많은 연구에서 비타민D와 염증, 자가면역 질환, 특히 제1형 당뇨병 사이의 직접적인 연관성이 입증되었다. 따라서 1형 당뇨병 진단을 받은 사람이 비타민D 결핍일 가능성이 높다는 것은 놀라운 일이 아니다. 

2024년 3월 미국 뉴욕 코헨 아동 의료 센터 소아과 내분비학과 연구팀은 비타민D 보충제가 새로 발병한 1형 당뇨병 환자의 베타세포 기능에 미치는 영향에 대한 연구 결과를 미국의학협회 저널 《JAMA Network Open》에 발표하였다.
연구 결과 비타민D 보충제는 순환 종양 괴사인자(TNF)-a와 HbA1c/인슐린 용량 조절 A1c를 감소시켜 혈당 조절을 개선하고 장기적인 합병증을 감소시키는 결과를 가져왔다. 베타 세포 기능은 공복 프로인슐린 대 C-펩타이드(PI:C)의 비율로 추적했는데, 비타민D를 보충하면 위약에 비해 공복 PI:C가 유의하게 감소하여 비타민D를 보충한 사람들의 베타 세포 잔류 기능이 개선된 것으로 나타났다.

2022년 11월 호주 시드니 대학교 웨스트미드 의학 연구소 연구팀은 1형 당뇨병의 비타민D와 베타 세포에 대한 체계적인 검토 결과를 《국제분자과학저널(International Journal of Molecular Sciences)》에 발표하였다.
연구팀은 배양된 베타세포주, 섬 또는 관류 췌장에서 비타민D의 역할에 관한 22편의 논문과 인간 또는 인간 섬에서 비타민D에 관한 28편의 논문의 데이터를 조사한 결과, 낮은 비타민D 수치와 1형 당뇨병의 발병 및 진단 사이에 강력한 연관성이 있음을 밝혔다. 
저자들은 생애 초기에 적절한 비타민D 수치를 유지하면 1형 당뇨병 위험을 감소시킨다는 높은 수준의 증거를 발견했다.

2022년 4월 미국 에모리 대학교 의과 대학 연구팀은 성인 발병 제1형 당뇨병의 발생률에 대한 연구 결과를 국제학술지 《당뇨병 관리(Diabetes Care)》에 발표하였다.
연구에 따르면 성인 발병 1형 당뇨병(20세 이상)의 발병률이 상당하며 종종 제2형 당뇨병으로 잘못 진단되는 경우가 많다는 사실이 밝혀졌다.
또한 연구 결과, 비타민D 혈중 농도를 40-60ng/ml로 유지하면 염증 관리와 면역 체계 조절에 중요한 비타민D의 역할로 인해 1형 당뇨병 질환의 발병을 지연하거나 예방할 수 있다는 증거가 밝혀졌다.

2021년 11월 미국 매사추세츠 대학교 의과대학 소아 내분비학과 연구팀은 새로 진단받은 1형 당뇨병 환자의 베타 세포 기능에 대한 비타민D 보충제의 효과를 입증하는 것을 목표로 한 무작위 대조 시험 결과를 《내분비학회지(Journal of the Endocrine Society)》에 발표하였다.
연구진은 진단을 받은 지 3개월 미만이고 이미 표준 인슐린 치료를 받고 있는 10~21세 사이의 새로운 1형 당뇨병 환자 36명을 등록했다. 참가자들은 비타민D 치료 그룹 또는 위약 그룹으로 무작위 배정되었다. 치료 그룹에는 2개월 동안 주당 5만IU(하루 약 7142IU)의 비타민D를 투여한 후 10개월 동안 격주로 같은 용량(하루 약 3571IU)의 비타민D를 투여했다.

연구 결과, 비타민D 치료 그룹은 12개월 후 TNF-a 수치가 유의하게 낮았고, 당화혈색소(HbA1c) 증가 속도가 현저히 느려진 것으로 나타났다. 또한 인슐린 용량 조절 A1c는 시간이 지남에 따라 치료 그룹과 대조군 모두 증가했지만 위약 그룹은 급격한 상승을 경험한 반면 치료 그룹은 상당히 둔화된 상승을 경험했다. 연구 결과는 전반적으로 베타세포 잔존 기능에 대한 비타민D의 보호 효과를 나타냈다

2019년 사우디아라비아 킹압둘아지즈대학교 연구팀은 사우디아라비아의 청소년 그룹을 대상으로 비타민D 수치와 1형 당뇨병 발병률 간의 관계를 조사한 연구 결과를 《국제 제약 연구 및 연합 과학 저널(International Journal of Pharmaceutical Research and Allied Sciences)》에 발표하였다.

이 연구에 따르면 제1형 당뇨병 진단을 받은 사람의 평균 비타민D 수치는 19.8ng/ml로 제1형 당뇨병이 없는 사람의 평균 수치인 27.2ng/ml보다 현저히 낮았다. 또한 당화혈색소 수치와 비타민D 수치 사이에는 반비례하는 선형 상관관계가 관찰되었으며, 1형 당뇨병 환자의 공복 혈당과 비타민D 수치 사이에는 반비례하는 선형 상관관계가 관찰되었다. 두 수치 모두 T1D 그룹 내에서 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타났으며, 대조군에서는 상관관계가 나타나지 않았다.

2018년 3월 인도 찬디가르 대학원 의학교육 및 연구 연구소 소아과 연구팀은 비타민D 보충제가 잔류 베타 세포 기능을 개선한다는 연구 결과를 《소아 내분비학 당뇨병 및 대사(Pediatric Endocrinology Diabetes and Metabolism)》 저널에 발표하였다.

연구팀은 1형 당뇨병 진단을 받은 어린이 42명(진단 후 1~2년 이내, 6~12세)을 등록하여 하루 3000IU의 비타민D3를 투여했다. 비타민D를 투여하지 않은 대조군으로 30명의 1형 당뇨병 어린이를 추가로 등록했다.

연구 결과, 비타민D를 보충한 1형 당뇨병 어린이는 공복 혈당(FBG), 평균 혈당(MBG), HbA1c, 평균 일일 총 인슐린 용량(TDI) 수치가 낮았으며 연구 종료 시점에 통계적으로 유의미한 수치에 도달한 것으로 나타났다.
연구진은 비타민D 보충제로 혈청 25-하이드록시비타민D 농도를 1년간 유지하면 혈당 조절이 개선되고 1형 당뇨병 소아에서 잔류 베타세포 기능 저하가 느려진다고 결론지었다.

비타민D는 여러 가지 메커니즘을 통해 제1형 당뇨병을 예방하고 잠재적으로 치료하는 데 중요한 역할을 한다.

면역 조절
T 세포의 조절: 비타민D는 자가 면역 반응을 억제하여 면역 내성을 유지하는 데 도움이 되는 조절 T 세포(Treg)의 발달을 촉진한다. 또한 췌장 베타 세포를 표적으로 하는 자가 반응성 T 세포의 증식을 감소시킨다.
전 염증성 사이토카인 감소: 비타민D는 IL-17 및 IFN-γ와 같은 염증성 사이토카인의 생성을 억제하고 IL-10과 같은 항염증성 사이토카인을 강화한다. 이러한 변화는 염증과 베타 세포에 대한 자가 면역 공격을 줄이는 데 도움이 된다.
수지상 세포 조절: 비타민D는 수지상 세포의 관용 상태를 유도하여 항원을 제시하고 자가 반응성 T 세포를 활성화하는 능력을 감소시킬 수 있다.

베타 세포 보호 및 기능
베타 세포에 대한 직접적인 효과: 췌장 베타세포에는 비타민D 수용체(VDR)가 존재한다. 비타민D는 인슐린 생산을 담당하는 이 세포의 생존과 기능을 향상시킬 수 있다.
세포사멸 방지 효과: 비타민D는 베타 세포에서 항세포사멸 단백질을 상향 조절하고 세포사멸 단백질을 하향 조절하여 세포 사멸로부터 세포를 보호할 수 있다.
산화 스트레스 감소: 비타민D는 베타 세포의 산화 스트레스를 감소시켜 손상으로부터 세포를 보호하는 항산화 특성을 가지고 있다.

레닌-안지오텐신 시스템(RAS) 조절
RAS 활성 감소: 비타민D는 제1형 당뇨병의 염증과 베타 세포 기능 장애에 기여하는 것으로 알려진 레닌-안지오텐신 시스템의 활성을 억제할 수 있다.
 

유전적 요인
유전자 발현 조절: 비타민D는 비타민D 수용체에 결합한 다음, 특정 DNA 서열과 상호작용하여 면역 반응과 인슐린 생산에 관여하는 유전자의 발현을 조절한다. 이는 베타 세포 생존을 촉진하는 유전자의 발현을 증가시키고 자가 면역에 기여하는 유전자의 발현을 감소시킬 수 있다.

칼슘 항상성
칼슘 신호 전달 개선: 비타민D는 적절한 베타 세포 기능과 인슐린 분비에 중요한 칼슘 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.

장내 미생물에 미치는 영향
장내 미생물 군집 조절: 비타민D는 장내 미생물 구성에 영향을 미쳐 면역 조절에 영향을 미치고 베타 세포에 대한 자가 면역 반응을 감소시킬 수 있다.

전신 항염증 효과
전신 염증의 전반적인 감소: 비타민D는 전신 염증을 감소시킴으로써 베타 세포의 자가 면역 파괴에 기여하는 염증 환경을 감소시킬 수 있다.

적정 비타민D 수치 유지는 태아에서부터 중요하다. 모든 기관이 발달하고 면역 시스템이 체계를 갖춰가는 태아 기간 및 유아 기간에 비타민D가 충분히 공급되지 않으면 평생의 건강 시스템이 불완전해질 수 있다. 거의 대부분의 건강 시스템이 비타민D를 필요로 하기 때문이다. 

과거 핀란드의 예를 보면, 일일 비타민D 보충 권장량이 1964년 4500IU에서 1992년 400IU로 점차 감소했다. 동시에 1형 당뇨병은 1~4세에서 350%, 5~9세에서는 100% 증가했으며 10~14세에서는 50% 증가했다. 그러나 2006년부터 핀란드 당국이 모든 식이 유제품에 비타민D3를 강화하기로 결정한 후 비타민D 수치가 증가하며 1형 당뇨병의 발병률도 정체되고 감소했다.
 

면역 체계를 조절하고 췌장 베타 세포의 기능을 보호 및 향상하며 유전자 발현을 조절하고 칼슘 항상성을 유지하며 전신 염증을 줄이는 비타민D의 기능은 1형 당뇨병 예방과 치료에 도움이 될 수 있는 다양한 경로를 제공한다. 

이러한 비타민D의 유익한 기능을 누리기 위해서는 산모는 적어도 일일 4000IU 이상, 신생아(1년 미만)은 일일 1000IU 그리고 2세 이상 유소아는 일일 2000IU 이상을 복용하며 비타민D 건강 수치(40~60ng/ml) 이상을 유지해야 한다.

정부는 보건소에서 산모들에게 엽산을 무료로 제공해주는 것처럼 비타민D도 산모들에게 무료로 제공해 주는 정책이 필요하다. 실질적으로 산모 및 태아(그리고 신생아)에게 엽산 보다 더 많은 건강상의 혜택을 누릴 수 있기 때문이다.

또한 국민 건강 검진 혈액 검사 항목에 비타민D 수치 검사도 포함시키면 국민들이 어렵지 않게 자신의 비타민D 수치를 확인할 수 있게 되어 비타민D 건강 수치 관리도 잘 이루어질 것이다.
소 잃고 외양간 고치는 식의 비싼 치료 위주의 보건 정책보다 경제적이고 안전한 예방 정책이 이루어지길 기대한다.