에너지 대사와 면역 기능에 관여하는 아연(Zn)

아연은 세포의 증식과 성장, 탄수화물, 단백질, 지질 및 알코올의 정상적인 대사를 조절하는 100여 개 이상의 효소의 구성요소로 작용하여 촉매 활성에 기여하고, 일부 전사인자 단백질의 구성요소로서 유전자 발현 조절과 그 외 면역작용 및 세포분열에 관여한다. 세포 내에서 유 리 Zn²+형태로는 매우 낮은 농도로 존재하며(<1 nmol/L) 대부분 체내에서 단백질과 결합한 상태로 존재한다. 아연은 신체의 모든 조직에 존재하며, 성인 남자의 체내에는 2.5 g, 성인 여자의 체내에는 1.5 g 존재한다. 체내 아연의 90%는 근육과 골격에 존재하며, 혈장 아연은 총아연의 0.1% 정도를 차지하는데 특히 간, 췌장, 신장, 뼈, 근육에서 높은 농도로 발견된다.

굴 1접시(80g)에는 아연이 12.72mg이 들어있다.

흡수와 대사

아연은 대부분 소장에서 흡수되는데 흡수율은 공장(jejunum)에서 가장 높은 것으로 알려져 있다. 소장 내 아연 농도가 높을 때는 확산에 의해 흡수되고 농도가 낮을 때는 능동수송에 의해 혈액으로 운반된다. 흡수된 아연 중 30~40%는 간으로 운반되어 저장되고 60~70%는 신체의 다른 조직에서 사용된다. 장 세포 내에는 메탈로티오네인(metallothionein)이라는 아연 흡수의 항상성을 조절하는 단백질이 있어서 아연의 흡수를 돕는다. 혈액으로 이동되지 못한 아연은 소장 점막세포와 함께 대변으로 배설되며, 나머지는 소변, 피부, 땀 등을 통해 배설된다.

*메탈로티오네인 : 소장 점막세포 내에 존재하는 황을 함유한 단백질로 아연 또는 구리와 결합하여 이들의 흡수를 조절하는 작용을 한다. 과량의 아연을 섭취하면 메탈로티오닌에 구리와 아연이 경쟁적으로 결합해서 구리의 흡수율이 감소한다.

일반적으로 식사로 섭취된 아연의 10~30% 정도가 흡수되어 이용되며 아연의 흡수율은 식사의 구성 요소나 개인의 건강상태에 따라 영향을 받는다. 육류나 어패류, 간 등의 동물성 단백질 식품은 아연의 흡수를 저해하는 성분이 적어서 아연의 흡수를 높이고, 시스테인이나 히스티딘 같은 아미노산도 아연과 가용성 화합물을 만들어 아연의 흡수율을 높인다. 반면 고섬유소 식사나 아연과 불용성의 화합물을 형성하는 피틴산은 아연의 흡수를 낮춘다. 아연은 철이나 구리 등 다른 무기질과 경쟁적으로 흡수되기 때문에 다른 무기질의 섭취량이 많아지면 흡수율이 떨어진다. 체내 혈관으로 흡수된 아연은 췌장액과 소장액으로 분비되어 소장 내강으로 들어오게 되는데, 인체에서 아연이 결핍되면 소화관으로 들어간 아연은 다시 몸 안으로 재흡수가 되고 혈관을 통해서 재순환되어 내인성 아연의 손실량이 감소된다. 

• 아연의 흡수를 촉진하는 인자

동물성 단백질 식품, 구연산

• 아연의 흡수를 저해하는 인자

식이섬유소, 철, 구리, 칼슘, 인, 피틴산

 

기능

아연은 세포의 증식과 성장, 열량 영양소와 알코올의 정상적인 대사, 체내에 유해한 유리기를 제거하는 과정에 관여하는 많은 효소들의 구성 성분으로 체내에서 대사 과정과 반응을 조절한다. 아연이 결핍되면 효소의 활성이 낮아지고 아연을 보충해 주면 효소의 활성이 높아지게 되어 성장과 발달에 관여한다. 이들을 아연 의존성 효소(zinc-dependent enzyme)라 하며 아연의 촉매 작용을 이용하는 금속효소로 RNA 폴리머라아제(RNA polymerases, RNA 중합효소), 알칼리 포스포타아제(alkaline phosphatase), 알코올 디하이드로게나제(alcohol dehydrogenase), 카보닉 안히드라아제(carbonic anhydrase, 탄산 탈수효소) 등이 있다.

아연은 세포분열과 증식에 필요한 효소와 호르몬의 구성 성분으로 DNA와 RNA 합성을 조절한다. DNA나 RNA와 같은 핵산의 합성에 관여하며 효소가 생물학적 활성을 가지도록 단백질의 구조를 안정화시키는 역할과 단백질 대사와 합성을 조절하는 작용을 하므로 아연이 결핍되면 성장이 지연된다. 또, 상처의 회복을 돕고 면역 기능을 증진시키는 역할도 한다. 이외에도 인슐린과 복합체를 이루고 있어서 탄수화물의 대사와도 관련이 있으며 비타민 A의 이용, 미각, 갑상선 기능, 상처 치유, 정자 생성, 생식기관과 뼈의 발달 등에도 관여한다.

 

결핍증과 과잉증

아연 결핍은 동물성 식품의 섭취가 부족한 경우 주로 나타나며 성장지연, 야맹증, 탈모, 식욕부진, 염증, 면역 능력 감소, 신경장애 등을 일으킬 수 있다. 결핍 증상을 일으키는 경우 아연을 보충하면 증상이 개선되고 어린이의 경우 정상적인 성장이 이뤄진다. 아연은 비교적 독성이 없는 원소지만 많은 양을 섭취할 경우 독성이 나타날 수 있으며 구토, 설사, 피로감, 면역기능의 감소 등의 증상이 나타난다. 또, 아연의 과잉 섭취는 다른 무기질(특히 철과 구리)의 흡수를 억제해서 빈혈 등의 증세를 야기할 수 있다.

 

영양섭취기준 - 2020 한국인 영양소 섭취 기준 참고

성별	연령	아연(mg/day)
		평균 필요량	권장 섭취량	충분 섭취량	상한 섭취량
영아	0 - 5(개월)			2
	5 - 11	2	3
유아	1 - 2(세)	2	3		6
	3 - 5	3	4		9
남자	6 - 8(세)	5	5		13
	9 -11	7	8		19
	12 - 14	7	8		27
	15 - 18	8	10		33
	19 - 29	9	10		35
	30 - 49	8	10		35
	50 - 64	8	10		35
	64 - 74	8	9		35
	75 이상	7	9		35
여자	6 - 8(세)	4	5		13
	9 -11	7	8		19
	12 - 14	6	8		27
	15 - 18	7	9		33
	19 - 29	7	8		35
	30 - 49	7	8		35
	50 - 64	6	8		35
	64 - 74	6	7		35
	75 이상	6	7		35
임신부		+2.0	+2.5		35
수유부		+4.0	+5.0		35

 

아연의 주요 급원식품(함유식품)은 해산물, 붉은 살코기, 전곡류, 콩류 등이며, 동물성 급원식품이 식물 성 급원식품에 비해 체내 아연의 흡수율이 높다.

100g 기준으로 백미에는 1.40mg, 소고기(살코기)에는 4.40mg, 돼지고기(살코기)에는 2.13mg, 배추김치 0.56mg, 우유 0.36mg, 굴 15.90mg, 시리얼 9.72mg, 두부 1.17mg 등이다.