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장기간 항생제를 복용한 환자에게서 비타민 K 결핍이 나타났다. 이와 가장 관련된 기관은?

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해설

장내 세균은 비타민 K를 합성한다. 항생제 사용 시 장내 세균이 감소한다.

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비타민 K는 지용성 비타민으로 간에서 응고인자 II(프로트롬빈), VII, IX, X의 합성에 필수적인 보조인자(co-factor)로 작용합니다. 인체는 비타민 K를 식이로 섭취하기도 하지만, 장내 세균이 비타민 K를 합성하여 상당 부분을 공급합니다. 장기간 항생제를 복용하면 장내 정상 세균총이 파괴되면서 비타민 K 합성이 감소하고, 그 결과 프로트롬빈시간(PT) 연장과 같은 응고 장애가 나타날 수 있습니다.

항생제 관련 저프로트롬빈혈증(hypoprothrombinaemia)은 항균제 치료의 심각한 이상반응으로 알려져 있으며, 이는 항생제가 장내 세균을 사멸시켜 비타민 K 공급원을 차단하기 때문이라는 가설이 널리 받아들여져 왔습니다 ^[1]. 특히 위장관 기능 저하로 경정맥영양(total parenteral nutrition, TPN)에 의존하는 환자에서는 식이를 통한 비타민 K 보충이 제한되므로, 항생제로 인한 장내 세균총 억제가 응고 장애를 더욱 쉽게 유발할 수 있습니다 ^[3].

장내 세균 중 비타민 K 합성에 관여하는 균주는 주로 큰창자(대장, colon)에 서식합니다. 대장은 영양소 흡수보다 수분과 전해질 흡수, 그리고 장내 미생물의 발효와 대사가 활발히 일어나는 부위로, 비타민 K를 비롯한 비타민 B군 합성에 중요한 미생물 환경을 제공합니다. 작은창자(소장)는 영양소의 소화·흡수가 주된 기능이며, 위는 산성 환경으로 세균 밀도가 낮고, 간은 비타민 K를 이용해 응고인자를 합성하는 기관이지만 비타민 K를 생산하지는 않습니다. 이자(췌장)는 소화 효소와 호르몬을 분비하는 기관으로 비타민 K 합성과 직접적인 관련이 없습니다.

항생제 연관 장내 세균 불균형(dysbiosis)이 비타민 K 결핍과 응고 장애를 유발할 수 있다는 점은 동물 모델에서도 확인되었습니다. 헬리코박터 파일로리(H. pylori) 감염 마우스 모델에서 항생제 치료와 화학적으로 정의된 식이(AAD diet)를 병행했을 때 장내 세균 불균형과 비타민 K 결핍이 발생하여 위출혈이 유발된 사례가 보고되었습니다 ^[2]. 또한 클로스트리디오이데스 디피실레 감염(CDI)과 항생제 연관 세균 불균형 및 흡수 장애가 심각한 비타민 K 결핍성 응고 장애로 이어진 증례도 보고되어, 장내 미생물군 파괴와 비타민 K 결핍의 임상적 연관성이 강조되고 있습니다 ^[4].

혼동 주의! 비타민 K를 '사용'하는 기관은 간이지만, 비타민 K를 '합성'하는 미생물이 서식하는 기관은 큰창자입니다. 문제에서 묻는 것은 항생제로 인해 비타민 K 합성이 저하되는 해부학적 위치이므로 간이 아닌 큰창자가 정답입니다. 핵심! 장기간 항생제 사용 환자에서 PT 연장이나 출혈 경향이 관찰되면 장내 세균총 억제에 따른 비타민 K 결핍 가능성을 고려해야 합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Antibiotic-associated hypoprothrombinaemia.일반논문Lipsky JJ (1988) · DOI: 10.1093/jac/21.3.281
[2]
Helicobacter pylori antibiotic eradication coupled with a chemically defined diet in INS-GAS mice triggers dysbiosis and vitamin K deficiency resulting in gastric hemorrhage.일반논문Quinn L, Sheh A, Ellis JL, Smith DE, Booth SL, Fu X (2020) · DOI: 10.1080/19490976.2019.1710092
[3]
Extreme and rapidly reversible prolongation of prothrombin time during cefoperazone/sulbactam therapy in a patient with gastrointestinal dysfunction and parenteral nutrition: a case report.케이스리포트Gao TR, Zhu GW, Zhang QH, Gao ZP. (2026) · DOI: 10.3389/fphar.2026.1854520
[4]
Severe vitamin K deficiency-associated coagulopathy triggered by Clostridioides difficile infection and antibiotic-associated dysbiosis: A case report and literature review.케이스리포트Kozák M, Majoros L, Panyiczki Z, Bagoly Z, Hodossy-Takács R, Dobos LV, Várkonyi I. (2026) · DOI: 10.1007/s15010-026-02735-9

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