Iron: Deficiency, Sources, and Absorption

철분(Iron)의 체내 역할

철분(Iron)은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나이자 인간 영양에서 가장 중요한 미량 영양소 중 하나입니다. 철분(Iron)의 주요 역할은 산소 운반으로, 적혈구 내 단백질인 헤모글로빈(hemoglobin)의 중심 원자로서 폐에서 체내 모든 조직으로 산소를 운반합니다. 또한 철분(Iron)은 근섬유 내에서 산소를 저장하고 공급하는 미오글로빈(myoglobin)의 핵심 구성 요소이기도 합니다.

산소 운반 외에도 철분(Iron)은 다음에 필수적입니다:

• 에너지 생산: 미토콘드리아 전자전달계의 철분(Iron) 함유 효소(시토크롬)는 세포 ATP 합성에 필요합니다.
• DNA 합성: DNA 전구체를 합성하는 효소인 리보뉴클레오타이드 환원효소는 철분(Iron)을 보조인자로 필요로 합니다.
• 면역 기능: 철분(Iron) 결핍과 철분(Iron) 과잉 모두 면역 반응을 저하시킵니다.
• 인지 발달: 철분(Iron)은 신경섬유의 수초화와 도파민 및 세로토닌 합성에 필요합니다.

체내에는 총 약 3~5 g의 철분(Iron)이 존재하며, 약 70%가 헤모글로빈(hemoglobin)과 미오글로빈(myoglobin)에, 25%가 간, 비장, 골수에서 페리틴(ferritin)으로 저장됩니다. 철분(Iron) 항상성은 흡수 조절을 통해 엄격하게 유지되며, 능동적 배설 메커니즘이 없기 때문에 식이 섭취량과 흡수 효율이 철분(Iron) 상태의 주요 조절 인자입니다.

헴철(Heme Iron)과 비헴철(Non-Heme Iron)

식이 철분(Iron)은 생체이용률 프로필이 매우 다른 두 가지 화학적으로 구별되는 형태로 제공됩니다:

• 헴철(Heme Iron): 동물성 식품(육류, 가금류, 해산물)에만 존재합니다. 헤모글로빈(hemoglobin)과 미오글로빈(myoglobin)의 포르피린 고리 구조에 결합되어 있습니다. 흡수율: 15~35%이며, 다른 식이 성분의 영향을 비교적 받지 않습니다.
• 비헴철(Non-Heme Iron): 식물성 식품, 유제품, 달걀 및 강화 식품에서 발견됩니다. 흡수 전에 장에서 Fe³⁺에서 Fe²⁺로 환원되어야 합니다. 흡수율: 2~20%이며, 촉진 인자와 억제 인자의 영향을 크게 받습니다.

비헴철(Non-Heme Iron)의 흡수 촉진 인자는 다음과 같습니다:

• 비타민 C(아스코르브산): Fe³⁺를 Fe²⁺로 환원시키고 가용성 킬레이트를 형성합니다. 철분(Iron)이 풍부한 식사와 함께 50 mg의 비타민 C(비타민 C, 작은 오렌지 1개 정도)를 섭취하면 비헴철(Non-Heme Iron) 흡수가 2~6배 증가할 수 있습니다.
• 육류 인자: 식사에 육류, 가금류, 생선이 포함되면 아직 완전히 규명되지 않은 메커니즘을 통해 비헴철(Non-Heme Iron) 흡수가 향상됩니다.
• 산성 위 환경: 양성자 펌프 억제제와 제산제는 철분(Iron) 흡수를 상당히 감소시킵니다.

흡수 억제 인자로는 피트산(통곡물 및 두류에 함유), 폴리페놀(차, 커피, 레드와인에 함유), 칼슘, 아연의 과다 섭취 등이 있습니다.

식이 기준치 및 필요량

철분(Iron) 필요량은 연령, 성별, 생애 주기에 따라 상당히 다릅니다:

성인에 대한 철분(Iron)의 허용 상한 섭취량(UL)은 하루 45 mg입니다. 이 UL은 보충 철분(Iron)에 적용되며, 식품만으로는 문제가 되는 수준에 도달하는 경우가 거의 없습니다.

주요 철분(Iron) 식품 공급원

철분(Iron) 결핍: 단계와 증상

철분(Iron) 결핍은 전 세계적으로 가장 흔한 영양 결핍으로, 약 20억 명에게 영향을 미치는 것으로 추정됩니다. 결핍은 세 단계로 진행됩니다:

1. 철분(Iron) 고갈: 페리틴(ferritin) 저장량 감소; 혈청 페리틴(ferritin) <12 µg/L. 기능적 장애 없음. 무증상인 경우 많음.
2. 철분(Iron) 결핍성 적혈구 생성: 정상적인 적혈구 생산에 철분(Iron)이 불충분함. 혈청 철분(Iron)이 떨어지고 트랜스페린 포화도가 16% 미만으로 감소. 피로가 시작될 수 있음.
3. 철분(Iron) 결핍성 빈혈(IDA): 헤모글로빈(hemoglobin)이 여성의 경우 12 g/dL, 남성의 경우 13 g/dL 미만으로 떨어집니다. 전형적 증상이 나타납니다: 피로, 쇠약감, 창백함, 운동 시 호흡 곤란, 추위 불내증, 손발톱 취약, 설염(혀가 쓰린 증상), 이식증(얼음이나 흙 등 비식품 섭취 욕구).

위험 집단에는 폐경 전 여성(특히 과다 월경 출혈이 있는 경우), 임산부, 급격한 성장기의 영아 및 유아, 지구력 운동선수(족저 용혈, 위장관 손실 증가), 흡수에 영향을 미치는 위장관 질환이 있는 개인(복강 질환, 염증성 장 질환), 엄격한 채식주의자 및 비건이 포함됩니다.

진단에는 혈액 검사가 필요합니다. 혈청 페리틴(ferritin)이 저장량 고갈의 가장 민감한 지표이며, 전혈구계산(CBC)은 빈혈을 확인합니다. 결핍이 확인되지 않은 상태에서 고용량 철분(Iron)을 자의로 복용하는 것은 권장되지 않으며, 철분(Iron) 과잉(혈색소증)은 심각한 장기 손상을 유발합니다.