결핍되기 쉬운 미량 무기질, 철

철은 많은 식품에 천연적으로 들어있고, 식품에 첨가되기도 하고, 식이보충제의 형태로 섭취하기도 한다. 성인은 약 3-4g의 철을 보유하는데, 거의 대부분이 헤모글로빈에 들어있다. 나머지는 페리틴이나 헤모시더린 형태로 간, 비장, 골수에 저장되거나 근육조직에 미오글로빈 형태로 들어있다. 철은 폐에서 조직으로 산소를 전달하는 적혈구 단백질인 헤모글로빈의 필수 성분이다. 철은 산소를 공급하는 또 다른 형태의 단백질인 미오글로빈의 구성성분으로 근육 대사와 결합 조직의 건강을 유지하는 역할도 한다. 철은 또한 신체의 성장, 신경의 발달, 세포의 기능, 그리고 몇몇 호르몬의 합성에도 필요하다. 체내 철의 2/3는 적혈구세포의 헤모글로빈에 결합되어 있으며, 10% 정도는 근육조직의 미오글로빈을 구성하고 있다. 나머지 25% 정도는 골수와 간에 페리틴과 헤모시더린으로 저장되어 있다가 철이 필요할 경우 분해되어 이용된다. 적혈구와 근육 양에 따라 체내 철 보유량에 차이가 있으며 남자는 50 mg/kg, 여자는 40 mg/kg 정도 보유하고 있다.

 

 

흡수와 대사

철의 흡수는 헤모글로빈과 미오글로빈으로부터 오는 헴철의 흡수와 식물성 식품이나 유제품에서 오는 비헴철의 흡수로 구분되며 비헴철의 경우 철은 위와 소장 내에서 우선 용해되어야 한다. 일반적으로 제1철(Fe2+)이 제2 철(Fe3+)보다 흡수율이 높고 제2 철(Fe3+)은 소장에서 흡수되기 전에 제1 철(Fe2+)로 환원되어야 한다. 비타민 C는 쉽게 철과 결합하여 용해성의 화합물을 형성할 뿐 아니라, 효과적으로 제2 철 (Fe3+)을 제1 철(Fe2+)로 환원시키기 때문에 철의 흡수에 도움이 된다.

 

식사로 섭취하는 철은 헴철과 비헴철의 두 가지 형태를 지닌다. 식물과 철강화 식품은 비헴철만 함유하고, 육류, 해산물, 가금류는 헴철과 비헴철을 둘 다 함유한다. 철이 프로토포르피린 Ⅸ에 결합한 형태인 헴철은 전체 철 섭취량의 약 10-15%로 비헴철의 흡수율인 4-10% 보다 약간 높다. 철의 흡수율은 비헴철의 화학적 형태나 다양한 식이 중의 성분에 의해 달라진다. 약 75 mg의 비타민 C로 비헴철의 흡수를 높일 수 있으며, 철 보충제를 섭취할 때 오렌지 주스를 마시게 되면 보충제의 철 흡수율을 높일 수 있다. 육류 식품에 존재하는 저분자 펩타이드 (Meat Protein Factor, MPF)는 비헴철의 흡수를 용이하게 해주는 요인으로 여겨진다. 헴철은 비헴철보다 효율적으로 흡수되어, 체내 저장량과 무관하게 섭취한 양의 20-30% 정도가 흡수되지만, 곡류의 섬유질에 많은 피틴산, 채소류에 많은 옥살산, 적포도주 및 차의 성분인 폴리페놀(탄닌) 등은 비헴철의 흡수를 저해하는 성분들이다. 특히 피틴산을 함유한 두류, 곡류의 철 흡수율은 0.8 ~ 0.9% 정도로 매우 낮다. 또, 제산제의 사용 등으로 위산분비가 저하되면 위 내용물의 pH가 높아져서 제1 철(Fe2+)이 불용성의 물질로 침전되어 흡수율이 낮아지는 요인이 된다. 

 

• 철의 흡수를 증진하는 인자

- 헴철(육류, 가금류, 어류에 함유된 철)

- 비타민 C

- 위나 소장의 산성 환경

- 신체의 요구 증가

 

• 철의 흡수를 저해하는 인자

- 분자량이 큰 식이성분

- 과량의 식이섬유소와 채소에 함유되어 있는 피틴산, 수산(oxalic acid), 탄닌

- 과량의 무기질

- 위액분비 감소

- 감염 및 위장질환

 

 

체내 철은 생리혈 등의 출혈이 없는 경우 1일 철의 손실량은 아주 적다. 소장세포에서 철 운반 단백질인 트랜스페린과 결합되어 필요한 곳으로 이동 후 사용되거나 페리틴의 형태로 간 등에 저장되며, 소장세포가 3-5일 간격으로 탈락될 때 대부분 변으로 배설된다. 하루 철 손실량은 1 mg 정도인데, 위장관 세포 탈락으로 손실되는 철 손실량이 0.6 mg/일, 소변과 피부를 통한 손실량이 각각 0.1 mg/일과 0.2 ~ 0.3 mg/일 정도다. 생리혈을 통한 철 손실량은 아주 다양하며 스위스 여자와 영국 여자의 연구 결과에서는 1일 평균 0.6 ~ 0.7 mg으로 보고하고 있으며, 우리나라 여자의 생리혈을 통한 철 손실량은 0.5 mg/일로 보고된 바 있다.

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기능

• 산소의 전달과 저장

철은 신체 내에서 산소를 운반하는 중요한 역할을 한다. 체내에 존재하는 철의 약 70%는 적혈구의 헤모글로빈에 결합되어 폐에서 조직으로의 산소 운반을 돕는다. 그러니까 철 공급이 너무 낮아지면 철결핍성 빈혈이 생긴다. 체내 철의 5%는 근육의 미오글로빈 성분으로 존재하며 근육 조직에 산소를 일시적으로 저장하는 역할을 한다.

 

• 효소와 조효소

철은 미토콘드리아의 전자전달계에 관여하는 효소의 구성성분으로 에너지 대사에 관여하며, 지질대사에 관여하는 물질인 카르니틴과 세포막의 구성물질인 콜라겐의 합성 등에도 관여한다. 또, 세포의 적절한 기능에 필요한 여러가지 비헴 효소의 조효소로 작용해서 β-카로틴(β-carotene)을 활성비타민 A로 전환하거나 퓨린, 카르니틴, 콜라겐 합성, 정상적인 면역기능을 유지하는 데 필요하며 간과 장에서의 약물 해독, 신경전달물질의 합성 등에 이용된다.

 

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결핍증과 과잉증

철결핍은 전 세계적으로 흔한 증상으로 특히 영유아, 가임기 여자, 임신한 여자에서 발생률이 높다. 철 결핍은 빈약한 식사, 흡수불량질환, 혈액 손실과 관련이 있기 때문에 철결핍이 있는 경우 다른 영양 결핍증도 같이 가지고 있는 경우가 많다. 철결핍이 지속될 경우 소혈구성 또는 저색소성 빈혈로 이어질 수 있으며, 이외에도 철 결핍은 작업능률의 저하, 행동의 변화, 지적 수행능력의 저하, 면역력 저하, 감염에 대한 저항력 저하 등과 연관이 있다.

 

체내 저장 철이나 식이로부터 헤모글로빈 합성에 필요한 철을 공급하지 못하면 혈액 내 적혈구 세포수가 감소할 뿐 아니라 헤모글로빈 농도가 떨어지게 된다. 헤마토크리트과 헤모글로빈의 감소로 철 결핍을 예상할 수 있으며, 심한 경우 혈액 내 산소 운반 능력이 감소되어 철 결핍성 빈혈이 나타난다. 빈혈의 경우 피곤함, 두통, 짜증, 무기력, 창백한 안색, 추위에 대한 미감도 증가, 일 수행능력의 감소 등이 나타난다. 대표적인 철 결핍 증상으로 어린이의 발달장애, 행동장애, 인지능력 손상과 임신부의 임신성 빈혈, 조산, 미숙아, 사산 위험 등을 들 수 있다.

 

*헤마토크리트치는 혈액 100mL에 있는 적혈구 양을 %로 나타낸 것으로 빈혈의 판정에 이용된다. 이 수치는 혈액을 원심분리기로 고형 성분인 혈구와 액체성분인 혈장으로 분리하여 측정한다. 정상수치는 남자의 경우 40~50%, 여자의 경우 37~47%로 다혈구혈증, 황달, 고산병, 폐기종의 경우 수치가 올라가고, 철결핍성 빈혈의 경우 수치가 감소한다.

 

식사를 통해 철이 과잉 섭취될 경우는 매우 드물다. 그러나, 철보충제나 약을 통해 급성으로 중독되는 경우 인체의 저장 능력 이상으로 철이 체내에 축적되었을 때, 유전적 질환이 있을 때 과잉증이 나타나며 보통 여자보다 남자에게 더 흔하다. 복부 통증, 구토, 변비, 어지러움증 같은 위장관 증상이 발생할 수 있고, 아연 흡수를 낮추어 혈장 아연 농도를 감소시킬 수 있다. 간과 같이 철을 저장하는 기관들이 손상되며 심장질환도 야기된다. 철 중독이 심한 경우 박테리아의 성장에 좋은 조건이 되어 감염 위험도 상승, 여러 장기부전, 혼수상태, 경련, 사망을 유발할 수도 있다.

 

 

영양섭취기준 - 2020 한국인 영양소 섭취기준 참고

성별	연령	철(mg/day)
		평균 필요량	권장 섭취량	충분 섭취량	상한 섭취량
영아	0 - 5(개월)			0.3	40
	5 - 11	4	4		40
유아	1 - 2(세)	4.5	6		40
	3 - 5	5	7		40
남자	6 - 8(세)	7	9		40
	9 -11	8	11		40
	12 - 14	11	14		40
	15 - 18	11	14		45
	19 - 29	8	10		45
	30 - 49	8	10		45
	50 - 64	8	10		45
	64 - 74	7	9		45
	75 이상	7	9		45
여자	6 - 8(세)	7	9		40
	9 -11	8	10		40
	12 - 14	12	16		40
	15 - 18	11	14		45
	19 - 29	11	14		45
	30 - 49	11	14		45
	50 - 64	6	8		45
	64 - 74	6	8		45
	75 이상	5	7		45
임신부		+8	+10		45
수유부		+0			45

 

철의 급원으로 가장 좋은 식품은 대부분 헴철을 함유하고 있는 육류, 어패류, 가금류이다. 다음으로 좋은 급원식품은 곡류나 곡류로 만든 가공식품(빵, 면류), 콩류 및 진한 녹색채소 등이다. 곡류는 종류에 따라 함량의 차이가 크지만 일반적으로 섭취량이 많아서 철의 주요 급원식품이 된다.

 

100g 기준으로 백미 0.80mg, 소고기(살코기) 2.12mg, 달걀 1.80mg, 멸치 12.00mg, 배추김치 0.51mg, 두부 1.54mg, 순대 7.10mg, 찹쌀 2.2mg 등이다.