철분, 기능/섭취경로/섭취권장량

1. 기능

 철분은 여러 생물에게 꼭 필요한 물질로,  이미 18세기에 피의 주요 성분으로 알려졌다. 철분은 피를 만들고 산소를 운반 역할을 수행하는 적혈구 내 헤모글로빈의 구성 성분이기에, 철분 결핍 시 피를 형성하는 단백질인 헤모글로빈의 생산이 저하된다. 철분은 세포에 산소를 운반하는데, 적혈구내 헤모글로빈은 체세포에 산소를 운반하고 이산화탄소는 폐로 운반한다. 또한 시트르산 회로와 전자전달계에 관련 단백질의 구성 성분으로서 에너지 생산에 필수적이다. 철분을 함유하는 단백질은 면역기능과 약물대사에도 영향을 준다.

 

2. 섭취경로

주된 섭취 경로는 동물성과 식물성 모두 식품이다.

철분이 함유된 영양제를 먹거나 수액 혼합 정맥주사를 투여하거나 섭취할 수 있다. 많이 함유된 식품으로는 육류, 조류, 간, 달걀노른자, 두류, 곡류, 강화 곡류, 생선류, 해산물, 과채류, 녹황색 채소 등이 있다. 철분은 체내 흡수율은 약 8% 수준으로 흡수율이 매우 낮다.

 

영양제로 보충할 경우 헴철과 비헴철로 구분할 수 있다.

헴철은 동물성 식품에 포함되어 단백질과 결합한 형태로 흡수율이 약 23%로 비헴철 대비 5배가량 높다. 비헴철은 식물성 식품에 있으며 흡수율이 약 5~8% 정도로 매우 낮다. 그래서 채식 위주 식단은 철분이 부족해지기 쉽기에 적절한 육식을 통한 보충이 필요하다. 평소 빈혈 같은 증상이 있는 경우는 가급적 흡수율이 높은 헴철을 권장하며, 아울러 철분 영양제를 먹을 때는 비타민C와 같이 섭취 시 흡수율이 올라간다. 비타민 C는 철분이 흡수가 잘 되는 형태로 유지해 산과 복합 작용하여 흡수를 6배까지 증가시킨다.

 

식사로 섭취된 철분은 소장점막 세포에서 흡수 시, 흡수되는 양은 헴철. 비헴철 여부에 따라 다르며, 다른 식사의 성분 중 철분 흡수를 저해시키는 요인에 의해 달라진다.

비헴철의 흡수를 저해하는 식사 요인으로는 섬유소, 차의 만닌, 푸른 잎채소의 옥살산, 곡류의 피틴산 등이 소화관에서 흡수를 방해한다. 철분과 칼슘을 함께 먹어도 철분의 흡수율이 낮아진다. 비헴철의 흡수를 돕는 식사 공급원은 쇠고기, 생선, 닭고기와 같은 육류를 들 수 있다. 

철분은 여러 생물에게 필수적이지만 과도하면 독성 위험이 있다.

우리 몸은 철분 독성 효과로부터 자신을 스스로 보호하기 위해 소화관의 점막 세포에서 혈액이 들어가는 양을 조절. 안전하게 운반. 저장하는 방법으로 진화되어 왔다. 체내 철분의 양은 소장에서 조절된다. 소장에서 철분은 철분 저장단백질 페리틴과 결합하거나 철분 운반단백질 트랜스페린에 결합한다. 페리틴에 결합하고 남은 철은 소장에서 떨어져 나가 대변으로 배설된다. 트랜스페린에 결합된 철분은 혈액을 타고 뼈, 간, 기타 조직으로 운반되고, 헤모글로빈의 분해로부터 방출된 철분과도 결합한다. 철분의 저장이 낮을 때는 트랜스페린 단백질 유전자 발현이 증가하여 해당 단백질의 생산이 가속화되어 더 많은 철분이 체세포로 운반되게 된다. 철분이 풍부하면 페리틴 단백질의 유전자 발현이 증가하기에, 페리틴의 생산과 철분의 저장 능력이 향상된다. 즉, 철분이 풍부하면 점막 세포에 더 많이 저장되고 이들 점막 세포가 탈락하면서 손실된다.

철분의 저장 점막 세포 밖으로 운반된 철분에서 필요량 초과 시 주로 간, 골수, 비장의 페리틴 단백질로 저장된다.

간에서 페리딘의 농도가 높으면, 일부는 헤모시더린 불용성 저장단백질로 전환된다. 철분은 필요시 체내 저장된 철분에서 사용되기에, 결핍 증상은 체내 저장분이 소진된 상태에서만 나타난다. 철분은 쉽게 배설되지 않는데, 심지어 적혈구 세포 죽어도 헤모글로빈에 있는 철분은 체외로 손실되지 않는다. 일반 사람에게 있어 대부분의 철분 손실은 생리 중 혈액의 손실이나 소화관에서의 소량의 손실을 말한다. 그 외는 소장, 피부, 요도관의 세포탈락을 통해 일어난다.

 

3. 섭취권장량

 

섭취 권장량은 철분의 흡수되는 정도, 손실량, 성장과 임신 기준으로, 19세 이상 남자는 10mg, 가임기 여성은 14mg이다. 채식주의자를 위한 권장량은 식물성식품 급원에서는 철분 흡수가 부족할 수 있기에 다소 높게 정해져 있다. 임신 중 섭취 권장량은 태아와 모체에 축적되는 철분 양을 계산하여 하루 27mg으로 증가한다. 수유 기간에는 철분이 유즙으로 거의 손실되지 않고 생리가 없기에 가임기 여성 권장량보다 적다.

 

철분이 부족하면 충분한 헤모글로빈이 생성되지 않아 적절하게 산소를 운반할 수 없는 철분 결핍성 빈혈이 발생한다. 
철분 결핍성 빈혈의 증상으로는 허약, 두통. 작업 능률 저하. 피로, 체온 유지 어려움, 불임, 유아의 발달 장애, 감염에 대한 저항 감소 등이 있다. 전 세계 인구의 80%가 철분 결핍으로, 저소득 및 소수 여성과 아동들에게 발생 비율이 더 높다. 심지어 선진국에서도 임신한 여성에게서 흔하며 조산이나 산모 본인에게 큰 위험으로 이어질 수 있다. 유아와 어린이는 빠른 성장으로 철분의 요구량을 증가하며, 청소년기는 빠른 성장과 근육과 혈액량의 증가, 생리의 시작이 철분의 요구량을 증가시킨다. 

철분은 세포대사에 필수이지만 과량 섭취 시 독성이 있을 수 있다.

한 번에 다량 섭취하면 철분 독성이 급속으로 나타난다. 오랜 기간 걸쳐 축적되면 만성독성을 나타낼 수 있기에 최대 허용섭취량은 하루 45mg도 정하고 있다. 단 한 번이라도 과량 복용하여 급성 독성이 발생하면 생명을 위협할 수 있다. 급성 독성은 소장 내벽을 손상하여 쇼크, 간 손상, 체내 pH 등에서 비정상을 초래한다. 체내로 철분이 너무 많이 들어오면 기간에 걸쳐 간과 같은 조직에 축적된다. 철분의 과부하는 비정상적인 적합구 합성 증상을 가지고 있는 경우 많이 나타난다.