고용량 비타민C를 정맥으로 투여할 경우 경구로 섭취해서는 도달할 수 없는 혈중농도에 도달할 수 있습니다. 비타민C는 수용성이므로 높은 농도에 도달하더라도 곧 신장을 통해 배설되어 몇시간 후에는 일반적인 혈중농도로 회복되며 높은 혈중농도의 비타민 C는 정상세포에는 세포독성을 나타내지 않으며 암세포에 선택적인 세포파괴 효과를 나타냅니다.
비타민C가 직접적인 항암 효과를 나타낼 수 있는 혈중농도는
200mg/dL이상이며 이상적으로는 450mg/dL정도의 혈중농도에 도달하여야 직접적인 암세포 살상효과를 나타낼 수 있습니다.
암세포에 비타민C가 직접적으로 암세포를 파괴하여 항암효과를 나타내는 기전은 다음과 같이 알려져 있습니다.
- 암세포는 해당작용(glycolysis)을 통해 포도당으로부터 피부르산을 만드는데 이는 최종적으로 젖산(lactic acid)으로 변환되어 암세포 밖으로 배출되어 암세포 주변을 산성화 시킵니다. 이로 인해 주위 조직의 산도가 올라가고 주변환경이 황폐화 됩니다. 이때 높은 농도의 비타민C, 즉 아스코빅 산(ascorbic acid)은 환원제로 작용하여 전자를 방출하고 주위 조직을 중화한 후 탈수소 아스코닉산(dehydroascorbic acid)로 변환됩니다. 이때 암세포는 혈중 포도당을 많이 흡수하기 위하여 세포막에 포도당 전달체(glucose transporter)를 많이 만들게 되는데 탈수소 아스코빅산은 이 포도달 전달체를 통하여 암세포로 들어가게 되고 이 탈수소 아스코빅산은 암세포내에서 강력한 산화제로 작용하여 세포파괴 작용을 나타내거나 혹은 세포내 NADH 물질을 통해 다시 환원되어 아스코빅산으로 돌아가는데 이때 과산화수소가 만들어집니다. 정상세포에는 이러한 과산화수소를 처리할 수 있는 효소인 카타레이즈(catalase)가 풍부하나 암세포에는 특징적으로 이러한 카타레이즈가 거의 존재하지 않으므로 이러한 과산화수소가 유리기로 작용하여 암세포를 선택적을 파괴하게 됩니다.
- 혈중 200mg/dL 이하의 혈중농도에서는 이러한 효과를 나타낼 수 없으나 꾸준한 경구투여로 혈중농도를 50mg/dL 정도를 유지한다면 비타민C는 암세포에 의한 신생혈관 생성을 억제하고 암세포에 의한 콜라젠 파괴를 방어하여 암세포가 전이되고 진행되는 것을 방해합니다.
따라서, 고용량 비타민C의 치료는 일주일에 2-3회의 고용량 정맥주사 및 매일 고용량의 비타민C를 경구투여하여야 항암효과를 기대할 수 있습니다.
또한 고농도의 비타민C 정맥주사는 몸무게 1kg당 약 1.5g의 비타민 C를 투여하는 것이 적절하다고 알려져 있으며 여자 50kg일 때 75g, 남자 70kg일 경우 100g의 비타민C를 투여하여야 항암효과를 기대할 수 있고 최초에 10g으로 시작하여 목표용량까지 증량한 후 약 10번 정도 고농도 비타민C 정맥주사를 하였을 때 항암효과가 나타나는 것으로 알려져 있습니다.
일반적으로 알려져 있기로는 이러한 고용량 비타민C를 항암목적으로 시행하였을 때 전신상태의 개선, 진행억제 및 생존기간의 연장은 약 60-70% 정도에서 발생하나 암세포의 파괴 및 괴사는 약 10%이하 관찰되는 것으로 알려져 있습니다.
그렇다면 이론적으로는 암세포를 살상할 수 있는 고용량 비타민C 요법이 왜 실제로 암세포 살상효과가 그렇게 높은 빈도로 나타나지 않는 것일가요?
그것은 암세포에서 발생하는 와버그 효과(Warberg effect)때문입니다. 암세포에서는 미토콘드리아기능이 저하되어 있어 정상적으로 일어나는 미토콘드리아내 TCA 싸이클에 의한 ATP생산을 하지 않고 세포질내애서 포도당에서 피부르산으로 변환되어 ATP를 생산하는 해당작용으로 에너지 생산의 방법이 바뀌게 됩니다. 해당과정을 통해서는 1개의 포도당 분자당 2개의 NADH가 생성됩니다. 반면에 TCA 싸이클을 통해 미토콘드리아내에서 에너지 생산을 한다면 1분자의 포도당에서 6개의 NADH가 생성됩니다. 따라서 주로 해당과정을 통해 에너지 대사를 하는 암세포내에서는 상태적으로 NADH의 농도가 적게 됩니다. 또한 NAPH의 대부분은 피부르산이 젖산으로 변환되는 과정에서 대부분 소모되게 됩니다. 이러한 경우 탈수소아스코빅산(dehydroascorbic acid)이 세포내에 포도당전달체를 통하여 세포내로 이동하더라도 탈수소아스코닉산이 환원되어 아스코닉산이 되면서 과산화수소를 생성하게 하는 환원제인 NADH가 존재하지 않아 세포살상 효과가 나타나질 않게 됩니다. 따라서 고용량 비타민C에 의한 암세포 살상효과를 극대화 하기 위해서는 암세포의 미토콘드리아 기능이 개선되어 세포내 NADH의 농도가 충분히 존재하여야 하는데 암세포의 대사적 변화 때문에 이러한 작용이 잘 발생하지 않게 됩니다. 따라서 고용량 비타민C의 치료효과가 극대화 되기 위해서는 암세포의 미토콘드리아 기능이 회복되어야 합니다.