비타민 D와 수면시간과의 연관성: 국민건강영양 조사 2011년 자료를 이용하여
Original Article
이현정, 이형돈, 황환식*, 박훈기, 김소은
한양대학교 의과대학 가정의학교실
Associations between Serum Vitamin D Level and Mean Hours of Sleep: 2011 Korea National Health and Nutrition Examination Survey
Hyun-Jong Lee, Hyung-Don Lee, Hwan-Sik Hwang*, Hoon-Ki Park, So-Eun Kim Department of Family Medicine, Hanyang University College of Medicine, Seoul, Korea
Background: This study was performed to evaluate the relation between serum vitamin D level and mean hours of sleep in Korean adults.
Methods: Th is study used the data collected from the 2011 Korea National Health and Nutrition Examination Survey. Th e total number of participants who were aged 19 years and over is 5,727. We used multiple linear regression analysis to evaluate relation between serum vitamin D level and mean hours of sleep. All results are adjusted for age, sex, body mass index, depression status, current status of smoking, lifetime drinking history, education level, income level, stress awareness, co- morbidities, and quality of life index.
Results: Th e aim of this study was to investigate the association between serum vitamin D levels and the mean hours of sleep.
Data was collected on participants in the 2011 Korea National Health and Nutrition Examination Survey. The following parameters were controlled by multivariate linear analysis: age, sex, body mass index, depression status, current status of smoking, lifetime drinking history, education level, income level, stress awareness, co-morbidities, and quality of life index.
Th e results of this study demonstrate serum vitamin D levels are associated with the mean hours of sleep.
Conclusion: In this study, the serum 25-hydroxyvitamin D is related with mean hours of sleep. According to social change, vitamin D defi ciency is increasing. And it is suggested that this increase is associated with sleep disorders. For the treatment of these sleep disorders, it is expected that vitamin D intake have a positive impact.
Keywords: Vitamin D; Sleep
D 결핍의 유병률은 점차 증가하고 있는 추세이다.1-3) 비타민 D 는 칼슘 대사를 조절하여 혈액 칼슘 농도 및 항상성과 뼈의 건 강을 유지하는데 관여할 뿐만 아니라 면역기능의 조절, 세포 의 증식 및 분화를 조절하며 심혈관계 질환, 당뇨병, 각종 암과 내분비계 질환과 연관성이 있는 것으로 알려져 있다.4) 이러한 비타민 D의 자율신경계-내분비계적 영향은 수면을 취하고 깨 는 일련의 과정에 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다.
지난 40년 동안 선진국에서는 수면 관련 장애가 급속히 증 가되고 있다.5-8) 이러한 수면장애는 고혈압, 심장질환, 뇌졸중, 당뇨, 우울증 그리고 만성통증의 생성에 영향을 미치는 것으
서론
실내에서의 생활이 많아짐에 따라 전 세계적으로 비타민
Received: August 30, 2013, Accepted: July 21, 2014
*Corresponding Author: Hwan-Sik Hwang Tel: 02-2290-8741, Fax: 02-2281-7279 E-mail: [email protected]
Korean Journal of Family Practice
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로 알려져 있으며 이러한 질환들 역시 선진국에서 발생이 급 격히 증가되고 있는 질환들이다.6-12)
비타민 D는 수면을 관장하는 brainstem 조절에 중요한 역 할을 하는 것으로 알려져 있으며,13-15) 비타민 D와 수면시간의 연관성 연구를 통해 증가하고 있는 수면장애의 치료에 있어 비타민 D 섭취가 긍정적 영향을 미칠 수 있을 것으로 기대한 다. 이에 본 연구는 국가통계자료로 대표성과 신뢰성이 확보 된 국민건강영양조사 자료를 이용하여 우리나라에서의 혈청 25-hydroxyvitamin D (25[OH]D) 수준과 하루 평균 수면시간의 관계를 분석하고자 하였다.
방법
1. 연구대상
2011년 국민건강영양조사는 매년 약 3,840가구, 만 1세 이상 가구원 전체를 조사대상으로 1월부터 12월까지 실시하였다. 국 민건강영양조사의 목표모집단은 우리나라에 거주하고 있는 대한민국 국민으로 양로원, 군대, 교도소 등에 입소한 자와 외 국인 등은 제외되었다. 2011년 국민건강영양조사 표본설계에 서는 2009년 주민등록인구 자료와 2008년 아파트시세조사 자 료를 표본추출 틀로 이용하였다. 제5기의 경우 2005년 인구주 택총조사 이후의 조사구 및 가구 변동을 반영하기 위하여 최신 의 추출 틀로 변경하였다. 또한 제5기에는 제4기에 도입된 순환 표본설계방법(rolling survey sampling)을 유지하여 제5기 3개년 도 표본이 전국을 대표하는 독립적인 확률표본이 되고, 각 연도 별로 유사한 특성을 갖는 표본이 뽑히도록 하였다. 2011년 국민 건강영양조사 표본 조사구는 주민등록인구자료의 통 · 반 · 리 목록에서 추출한 일반주택 조사구와 아파트시세자료의 아파 트단지목록에서 추출한 아파트 조사구로 구성하였다. 표본 조 사구는 먼저 시도별(서울, 6대 광역시, 경기, 경상, 강원, 충청, 전 라, 제주)로 1차 층화하고, 일반지역은 성별, 연령대별 인구비율 기준 26개 층으로, 아파트지역은 단지별 평당 가격, 평균 평수 등 기준 24개 층으로 2차 층화한 후 추출하였다. 추출된 표본 조 사구 내에서는 계통추출방법으로 조사구당 20개의 최종 조사 대상가구를 추출하였다. 본 연구에서는 만 19세 이상 성인을 대 상으로 하였고 총 인원 5,727명을 대상으로 분석하였다.
2. 자료의 수집 및 변수
본 연구에서의 혈청 25(OH)D는 만 19세 이상을 연구대상 자로 하여 수치를 ng/ML로 측정하였다. 비타민 D 결핍의 기준 은 많은 전문가들이 정의하는 수치인 20 ng/mL를 기준으로 잡
았다.16-20) 성별, 나이, 체질량지수, 음주, 흡연, 우울증 여부, 교
육수준, 소득수준, 스트레스 인지율, 삶의 질 지수(visual analog scale of Euroqol 5 dimension), 동반질환을 함께 비교하였다.
소득수준 및 교육수준, 현재 흡연 여부는 4군으로 나누어 분류하였다. 소득수준은 성별 · 5세 단위 연령 그룹별 가구 균 등화 소득의 사분위수에 의해 하, 중하, 중상, 상으로, 교육수준 은 초졸 이하, 중졸, 고졸, 대졸 이상으로 분류하였다. 현재 흡 연 여부는 가끔 피움, 피움, 과거에는 피웠으나 현재 피부지 않 음, 피운 적이 없음으로 분류하였다.
음주는 평생음주경험에 따라 있는 군과 없는 군으로 구분 하였다. 스트레스 인지 정도는 스트레스 인지율에 따라 많고 적음으로 구분하였으며 우울증 유병 여부는 현재의 유병 여 부에 따라 있고 없음으로 구분하였다.
이환된 만성질환은 국민건강영양조사 원시자료 지침서 에 분류되어있는 질환 리스트에 따라 순환기계 질환(고혈압, 고지혈증, 뇌졸중, 심근경색증, 협심증), 근골격계 질환(골관 절염, 류마티스 관절염), 내분비대사성 질환(당뇨병, 갑상선 장애), 암(위암, 간암, 대장암, 자궁경부암, 폐암, 기타 암), 소화 기질환(B형 간염, C형 간염, 간경변증) 유병 여부에 따라 ‘있 음,’ ‘없음’으로 나누었다.
3. 분석방법 및 통계처리(자료분석)
국민건강영양조사는 복합표본설계(complex sampling design)에 의한 자료이므로 선택오류를 최소화하기 위하여 1 차 추출 단위(primary sampling unit), 층화 변수 및 표본가중치 를 고려하여 분석하였다. 만 연령, 하루 평균 수면시간, 체질량 지수, 삶의 질 지수, 비타민 D 수치에 대해서는 t-test를 시행하 였다. 그리고 흡연 여부, 음주 여부, 교육수준, 소득수준, 스트 레스 인지율, 우울증 여부, 삶의 질 지수, 동반질환 등의 차이를 보기 위해 카이제곱검정을 사용하였다.
비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간의 연관성을 관찰하 고자 혼란변수를 통제한 다중선형회귀분석을 시행하였으 며 혼란변수는 기존의 논문을 참고하여 만 연령, 성별, 체질 량지수, 음주, 흡연, 교육수준, 소득수준, 우울증 여부, 삶의 질 지수, 동반질환 유병 여부 등을 포함하였다. 유의성 검정은 P-value<0.05인 경우 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.
모든 통계분석은 PASW SPSS ver. 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였다.
결과
1. 연구대상자의 일반적 특성
연구대상자는 전체 대상자와 비타민 D 결핍 유무로 나누
어 분석하였으며 이의 일반적인 특성은 Table 1과 같다. 전체 대상자는 5,727명으로 4,070명(71.1%)이 비타민 D 결핍을 가 지고 있었고, 비타민 D 결핍군의 평균은 14.50 ng/mL이었으
며 비타민 D 결핍이 없는 군은 24.47 ng/mL이었다. 비타민 D 결핍이 없는 군의 하루 평균 수면시간은 6.85시간이었고, 비타 민 D 결핍이 있는 군의 하루 평균 수면시간은 6.81시간이었다
Table 1. Baseline characteristics of study subjects
Contents Category Vit D defi ciency
(≤20 ng/mL) (n = 4,070)
Normal
(>20 ng/mL) (n=1,657) P-value*
Vit D 14.50±0.12 24.47±1.54
Age 42.97±0.39 50.49±0.74 <0.001
Sleep hours a day 6.81±0.03 6.85±0.05 0.459
Body mass index 23.59±0.08 23.92±0.10 0.011
Visual analog scale of Euroqol 5 dimension 76.09±0.69 80.48±2.69 0.115
Sex Male 45.6 (0.8) 59.6 (1.5) <0.001
Female 54.4 (0.8) 40.4 (1.5)
Depression 13.4 (0.7) 13.5 (1.0) 0.933
Stress Low 70.7 (1.0) 75.5 (1.2) 0.004
High 29.3 (1.0) 24.5 (1.2)
Income Low 25.1 (1.2) 27.6 (1.9) 0.145
Low to moderate 25.6 (1.2) 26.3 (1.6)
Moderate to high 26.8 (1.2) 22.6 (1.5)
High 22.6 (1.2) 23.6 (1.9)
Education Elementary school or lower 15.0 (0.9) 25.3 (1.7) <0.001
Middle school 9.1 (0.6) 14.4 (1.0)
High school 40.5 (1.2) 34.4 (1.7)
College or higher 35.3 (1.4) 25.9 (1.6)
Smoking Current smoker 24.3 (1.0) 25.8 (1.5) 0.001
Sometimes smoker 2.2 (0.3) 2.1 (0.5)
Former-smoker 18.1 (0.8) 24.2 (1.4)
Non-smoker 55.3 (1.0) 48 (1.6)
Alcohol Yes 91.2 (0.5) 87.6 (1.3) 0.002
No 8.8 (0.5) 12.3 (1.3)
Cardiovascular disease† 19.6 (0.8) 26.9 (1.3) <0.001
Musculoskeletal disease‡ 11.2 (0.6) 15.2 (1.0) <0.001
Endocrinologic disease§ 8.7 (0.5) 11.8 (1.0) 0.003
Gastrointestinal disease∥ 1.6 (0.3) 1.5 (0.3) 0.806
Cancer¶ 2.2 (0.3) 3.2 (0.5) 0.084
Values are presented as mean±SE or % (SE). Th e numbers of subjects were not weighted, but the percentages of subjects were weighted.
Vit: vitamin.
*By Student t-test or chi-square test. †Hypertension, hyperlipidemia, cerebrovascular accident, myocardiac infarct, angina pectoris. ‡Arthritis, rheumatoid arthritis. §Diabetes mellitus, thyroid disease.∥Liver cirrhosis, hepatitis type B, hepatitis type C. ¶Gastric cancer, liver cancer, colon cancer, cervical cancer, lung cancer.
(P=0.459). 비타민 D 결핍이 없는 군에 비하여 비타민 D 결핍 이 있는 군이 연령대가 낮았다(P<0.001). 비타민 D 결핍이 있 는 군이 보다 낮은 체질량지수를 보였다(P=0.011).
분포를 살펴보면 남성보다 여성에서 비타민 D 결핍이 많 았다(P<0.001). 비타민 D 결핍군에서 비타민 D 결핍이 없는 군 보다 심혈관질환, 근골격계 질환, 내분비계 질환 유병률이 더 낮았다(P<0.01). 스트레스 인지율은 비타민 D 결핍군에서 더 많이 인지하였다(P<0.01). 교육수준은 비타민 D 결핍군에서 더 높았다(P<0.001). 흡연은 두 군 모두에서 피운 적이 없는 경 우가 제일 많았으며, 음주는 비타민 D 결핍군에서 음주경험이 있는 경우가 많았다(P=0.002).
2. 다중선형회귀분석을 통한 비타민 D와 하루 평 균 수면시간의 연관성
비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간의 연관성을 관찰하 고자 만 연령, 성별, 체질량지수, 음주, 흡연, 교육수준, 소득수 준, 우울증 여부, 삶의 질 지수, 동반질환 유병 여부 등 혼란변 수를 통제한 다중선형회귀분석을 시행하였다(Table 2). Model
1은 만 연령, 성별, 체질량지수, 우울증 여부를 통제하였고, 독 립적인 연관을 보인 변수로는 만 연령, 체질량지수, 우울증 여 부이며, 비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간이 양의 연관성 이 있음을 확인하였다(β=0.033, P-value=0.015). 이 회귀모형에 서 하루 평균 수면시간은 포함된 변수에 의해 3.3% (R2 =0.033) 만큼 설명될 수 있다.
Model 2는 model 1의 혼란변수 외에 현재 흡연 여부, 평 생 음주 여부, 교육수준, 소득수준, 스트레스 인지율, 동반질 환, 삶의 질 지수를 통제하였고, 독립적인 연관을 보인 변수로 는 만 연령, 체질량지수, 스트레스 인지율, 소득수준, 평생 음 주 여부, 근골격계 질환 유병 여부이며, 비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간이 양의 연관성이 있음을 확인하였다(β=0.029, P-value=0.033). 이 회귀모형에서 하루 평균 수면시간은 포함 된 변수에 의해 4.6% (R2 =0.046)만큼 설명될 수 있다.
고찰
본 연구는 국가건강검진 수검자를 대상으로 비타민 D 수
Table 2. Factors related with sleep hours a day (dependent variable): multiple linear regression analysis
Variable Model 1 Model 2
β P-value β P-value
Age -0.173 <0.001 -0.160 <0.001
Sex -0.015 0.280 0.001 0.927
Body mass index -0.031 0.018 -0.028 0.031
Depression -0.036 0.006 -0.010 0.479
Vitamin D 0.033 0.015 0.029 0.033
Education -0.004 0.832
Income -0.030 0.021
Stress perception -0.098 <0.001
Alcohol 0.035 0.010
Smoking -0.023 0.088
Visual analog scale of Euroqol 5 dimension 0.016 0.235
Cardiovascular disease -0.002 0.149
Musculoskeletal disease -0.048 0.001
Endocrine disease 0.019 0.150
Gastrointestinal disease 0.015 0.265
Cancer -0.010 0.452
β: standardized coeffi cient beta.
치와 하루 평균 수면시간과의 연관성을 평가하였으며 다변량 분석을 통해 만 연령, 성별, 체질량지수, 우울증 여부, 현재 흡 연 여부, 평생 음주 여부, 교육수준, 소득수준, 스트레스 인지 율, 동반질환, 삶의 질 지수를 통제하였고, 통제 후 비타민 D 수 치와 하루 평균 수면시간이 양의 연관성이 있음을 확인하였 다(β=0.029, P-value=0.033).
비타민 D와 수면의 연관성에 대한 설명으로 비타민 D 가 수면을 관장하는 brainstem 조절에 중요한 역할을 하며, 이는 뇌의 anterior and posterior hypothalamus, substantia nigra, midbrain central gray, raphe nuclei, and the nucleus reticularis pontis oralis and caudalis에 vitamin D receptors가 존재하는 것으로 뒷받 침된다.21)
뿐만 아니라 비타민 D는 스테로이드 호르몬으로 칼슘 대 사를 조절하여 혈액 칼슘 농도와 항상성과 뼈의 건강을 유지 하는 데 관여할 뿐만 아니라 면역기능의 조절, 세포의 증식 및 분화를 조절하며 심혈관계 질환, 당뇨병, 각종 암과 내분비계 질환과 연관성이 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 비타민 D의 sleep-awake cycle에서의 영향은 1984년 Stupmf와 Jenns22)에 의해 발표된 ‘allocortex brainstem core model’
에 의해 제안된 광범위한 스테로이드 호르몬 모델로도 설명 할 수 있다. 이 모델에 의하면 모든 종에서 스테로이드 호르 몬은 내분비계-자율신경계적 조절시스템에 관여하며 이는 cervical spinal cord, medulla oblongata, pontine, midbrain nuclei에 이르는 뇌의 hypothalamus-preoptic-septic 지역과 연관이 있다.
이러한 내분비계-자율신경계적 조절시스템은 심혈관계, 대사 계, 소화기계, 생식기계, 면역계, sleep-awake cycle에 이르기까 지 다양한 범위에 영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다.23)
비타민 D 결핍은 면역조절계와도 연관이 있다. 즉 tumor necrosis factor-alpha와 prostaglandin D2의 합성을 통하여 비타민 D는 homeostatic sleep에 관여한다.24) 그러나 본 연구에서 비타 민 D 결핍군이 오히려 각종 질환에 이환된 비율이 적은 것으 로 나타났다. 그 이유는 비타민 D 결핍군의 연령이 약 7세 정도 더 젊었고, 여성이 더 많이 포함되었으며, 교육수준이 더 높았 고, 수입이 더 많았으며, 흡연력도 더 우수하는 등의 요인이 영 향을 주어서 나타난 현상일 것으로 생각된다.
교육수준이나 소득수준은 그 자체가 비타민 D 농도에 직 접적인 영향을 미치지 않겠으나 교육수준이나 소득수준에 따 라 직업의 차이가 야외활동량에 차이를 가져오는 혼란변수가 될 수 있고 비타민 D는 야외활동량이나 검사한 시점의 일조량 과도 관련성이 있을 수 있어 변수로 포함하는 것이 필요하나 본 연구에서 사용한 자료에서는 조사 시점을 파악할 수 있는 자료가 없어 분석에 이용할 수 없었다. 이 점은 본 논문의 제한
점으로 생각되며 후속 연구를 통하여 보강되어야 할 것이다.
그러나 교육수준과 소득수준은 변수에 포함하여 보정을 하였 다. 그리하여 본 연구에서는 다중선형회귀분석을 통해 만 연 령, 성별, 체질량지수, 우울증 여부, 현재 흡연 여부, 평생 음주 여부, 교육수준, 소득수준, 스트레스 인지율, 동반질환, 삶의 질 지수를 혼란변수로 통제하였고, 비타민 D 수치와 하루 평 균 수면시간의 연관성을 분석하였다. 위의 혼란변수를 보정 한 상태에서 비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간의 연관성이 있게 나타났다(Table 2).
본 연구에서는 낮은 R2으로 회귀모형의 설명도가 낮은 한 계가 있다. 본 연구의 또 하나의 한계점은 건강검진 수진자를 대상으로 시행한 단면연구이므로 비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간의 인과관계를 알기는 어렵다는 점이다. 비타민 D 결 핍을 보이는 환자에서 수면장애 발생에 대한 후속연구가 뒷 받침되어야 할 것이다.
비타민 D와 수면의 연관성에 대한 이전 선행연구를 살펴 보면 이에 대한 가설을 설명한 연구와 81명의 적은 연구대상 을 가진 연구뿐이었으며, 결과 또한 비타민 D 수치와 수면시 간의 연관성을 본 것이 아닌 단순한 비타민 D 결핍에 따른 비 례관계를 설명한 연구였다.25) 하지만 본 연구의 장점으로는 비타민 D와 수면시간에 대한 가설적 접근이었던 이전 선행연 구들에 비하여 실제로 대규모 대상자를 포함하여 비타민 D 수 치와 수면시간의 양의 연관성을 본 최초의 연구이다.
요약
연구배경: 본 연구에서는 혈청 25-hydroxyvitamin D (25[OH]
D) 수준과 하루 평균 수면시간의 관계를 분석하고자 하였다.
비타민 D결핍군과 정상군의 일반적 특성에 대해 분석하였고, 혈청 25(OH)D 수준과 하루 평균 수면시간의 연관성에 대해 조사하였다.
방법: 본 연구에서는 2011년 국민건강영양조사의 자료를 이용하였다. 자료에 포함된 정신건강설문에 의거하여 혈청 25(OH)D 수치와 하루 평균 수면시간의 연관성에 대해 다중 선형회귀분석을 시행하였다. 본 연구에서는 만 연령, 성별, 체 질량지수, 우울증 여부, 현재 흡연 여부, 평생 음주 여부, 교육 수준, 소득수준, 스트레스 인지율, 동반질환, 삶의 질 지수를 혼 란변수로 통제하였다.
결과: 하루 평균 수면시간과 독립적인 연관을 보인 변수로는 만 연령, 체질량지수, 스트레스 인지율, 소득수준, 평생 음주 여 부, 근골격계 질환 유병 여부가 있으며, 비타민 D 수치와 하루 평균 수면시간이 양의 연관성이 있음을 확인하였다(β=0.029,
P-value=0.033).
결론: 본 연구를 통해 볼 때 혈청 25(OH)D와 하루 평균 수면 시간은 연관이 있는 것으로 나타났다. 사회적 변화에 따라 비 타민 D 결핍이 증가하고 있으며 이는 증가하는 수면장애와 연 관이 있는 것으로 생각된다. 이러한 수면장애의 치료에 있어 비타민 D 섭취가 긍정적 영향을 미칠 수 있을 것으로 기대한 다.
중심단어: 비타민 D; 수면시간
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