1. * * 기본 속성**
- 철(Fe)은 원자번호 26번의 전이금속에 속하는 화학원소입니다. 자연계에서는 주로 산화철(Fe2O3), 황화철(FeS) 등 화합물의 형태로 존재합니다. 철은 일반적으로 +2 원자가(철 이온, Fe ² ⁺) 및 +3 원자가(철 이온, Fe ³ ⁺)를 포함하여 여러 원자가 상태를 가지고 있습니다. 인체에서 철분은 주로 철이온의 형태로 생리적 기능을 발휘합니다.
-물리적인 관점에서 순철은 연성과 열전도율이 좋은 은백색 금속입니다. 자석에 의해 끌릴 수도 있고 특정 조건에서 자화될 수도 있습니다.
2. 인체 내 분포 및 함량**
- 철분은 인체에 필수적인 미량원소이며, 성인 인체에 함유된 철의 총량은 약 3-4그램입니다. 철분의 약 70%는 산소 운반을 담당하는 적혈구의 단백질인 헤모글로빈에 존재합니다. 또한 근육 내 산소를 저장하고 운반하는 역할을 하는 미오글로빈(myoglobin)에는 철분의 약 3%가 존재해 운동 시 근육이 충분한 산소 공급을 받을 수 있도록 돕는다. 철분의 일부는 간, 비장, 골수와 같은 조직에 페리틴과 헤모시데린의 형태로 저장되어 신체에서 필요할 때 방출될 수 있는 철분의 백업 공급원 역할을 합니다.
3. 흡수 및 대사**
-* * 흡수 경로 * *: 철분은 주로 십이지장과 공장 상부에서 흡수됩니다. 식품에 함유된 철분은 헴철과 비헴철로 구분됩니다. 헴철은 주로 고기, 생선, 가금류 등 동물성 식품에서 나옵니다. 생체 이용률이 높고 장 점막 세포에 직접 흡수될 수 있습니다. 비헴철은 주로 콩, 녹색 잎채소 등과 같은 식물성 식품에서 나옵니다. 흡수가 상대적으로 복잡하고 흡수되기 전에 철 이온(Fe ² ⁺)의 형태로 환원되어야 합니다. 또한 위산, 비타민 C 및 기타 금속 이온과 같은 다양한 요인의 영향을 받습니다.
- 흡수를 촉진시키는 인자 : 비타민C는 3가 철(Fe 3 ⁺)을 철 이온(Fe ² ⁺)으로 환원시켜 철분 흡수를 촉진시킬 수 있습니다. 예를 들어, 철분이 풍부한 음식을 섭취할 때 비타민C가 풍부한 과일(오렌지, 딸기 등)이나 야채(브로콜리, 피망 등)를 섭취하면 철분의 흡수율을 높일 수 있습니다. 또한, 위산은 철분을 용해시키는 데 도움을 주어 흡수가 더 쉬워집니다.
-흡수를 방해하는 요인: 일부 물질은 철분의 흡수를 방해할 수 있습니다. 예를 들어 피트산은 곡물, 콩, 견과류에서 발견되며 철과 결합하여 불용성 복합체를 형성하여 철 흡수를 감소시킬 수 있습니다. 탄닌산은 주로 차, 커피와 같은 음료에 존재하며 철분 흡수에 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 따라서 철분이 부족한 사람은 식사 중에 차나 커피를 많이 마시는 것을 피하는 것이 좋습니다.
-대사 과정: 흡수 후 철 이온(Fe²⁺)이 장 점막 세포로 들어가고, 일부가 3가 철(Fe 3⁺)로 산화된 후 데페록사신과 결합하여 페리틴을 형성하여 저장합니다. 다른 부분은 혈류로 들어가 트랜스페린과 결합하고 헤모글로빈, 미오글로빈 또는 기타 철 함유 효소의 합성을 위해 신체의 다양한 조직과 기관으로 운반됩니다.
4. * * 생리적 기능**
-산소 수송: 앞서 언급했듯이 철분은 헤모글로빈의 핵심 구성 요소입니다. 헤모글로빈의 철 이온은 가역적으로 산소와 결합할 수 있습니다. 혈액이 폐를 통해 흐를 때 헤모글로빈은 산소와 결합하여 산소화 헤모글로빈을 형성합니다. 혈액이 조직을 통해 흐를 때 산소화된 헤모글로빈은 조직 세포가 호흡할 수 있도록 산소를 방출합니다. 이 과정은 인체의 정상적인 호흡 기능과 에너지 대사를 유지하는 데 중요합니다. 철결핍이 발생하면 헤모글로빈 합성 감소, 산소 운반 능력 감소, 철결핍성 빈혈 등이 발생할 수 있다.
-* * 에너지 대사에 참여합니다 * *: 철분은 시토크롬 및 숙신산 탈수소효소와 같이 세포 호흡에 관여하는 많은 효소의 구성 요소입니다. 이들 효소는 산화적 인산화에서 중요한 역할을 하며 세포내 에너지(ATP) 생성을 촉진합니다. 따라서 철분은 정상적인 에너지 대사와 세포의 기능적 활동을 유지하는 데 필수적입니다.
-면역 기능: 철분은 면역 체계에서도 중요한 역할을 합니다. 이는 림프구의 증식과 분화에 참여하며, 적당한 철분은 정상적인 면역 세포 기능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 철분 과잉은 면역체계에 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 특정 병원체가 성장과 번식을 위해 과도한 철분을 활용할 수 있기 때문입니다.
5. 부족 및 과잉 효과**
-철 결핍: 철 결핍은 전 세계적으로 가장 흔한 영양 결핍 중 하나입니다. 철분 결핍의 초기 단계에서 신체는 정상적인 기능을 유지하기 위해 저장된 철분을 사용하며 뚜렷한 증상이 없을 수 있습니다. 철결핍이 심해지면 안색이 창백해지고 현기증, 피로, 호흡곤란, 두근거림, 집중력 저하, 면역력 저하 등의 증상을 보이는 철결핍성 빈혈이 나타날 수 있습니다. 어린이의 철분 결핍은 성장, 발달, 인지 능력에도 영향을 미칠 수 있습니다.
-과도한 철분섭취는 철중독을 유발할 수 있습니다. 급성 철중독은 대개 다량의 철분을 섭취함으로써 발생하며, 이로 인해 메스꺼움, 구토, 복통, 설사, 위장 출혈 등의 증상이 나타날 수 있습니다. 심한 경우에는 생명을 위협할 수도 있습니다. 만성 철분 과부하는 주로 일부 유전 질환(예: 혈색소증)이나 장기간 대량 수혈을 받은 환자에서 나타나며, 이는 간, 심장, 췌장 및 간경변, 심근병증, 당뇨병 등과 같은 기타 기관에 손상을 일으킬 수 있습니다.
6. * * 식품 공급원 및 식이요법 권장사항**
-식품 공급원: 철분의 가장 좋은 공급원은 동물의 간, 혈액 제품, 붉은 고기(쇠고기, 돼지고기 등)이며, 이는 헴철의 생체 이용률이 높습니다. 콩과 식물, 녹색 잎이 많은 채소(예: 시금치), 통곡물, 견과류 및 기타 식물성 식품에도 철분이 포함되어 있지만 주로 흡수율이 상대적으로 낮은 비헴철분입니다.
-* * 추가 제안 * *: 철분 결핍 개인의 경우 식단 구조를 조정하면 철 섭취량을 늘릴 수 있습니다. 식이조절이 여전히 필요를 충족시키지 못하는 경우, 의사나 영양사의 지도하에 철분 보충제를 복용할 수 있습니다. 철분 보충제는 황산제일철, 푸마르산철 등 다양한 형태로 제공됩니다. 일반적으로 위장 자극을 줄이기 위해 식사 후에 복용하는 것이 좋습니다. 동시에 철분의 흡수율을 높이기 위해 비타민C와 함께 섭취할 수도 있다.
