철분(Fe)은 모든 생명체에서 발견되고, 체중 1kg당 45mg을 함유하고 있어 성인의 경우 체내에 약 3~4g 존재하는 미량 영양소이다. 철분은 체내에서 산소를 조직으로 이동 저장하는데 관여하고 여러 효소의 보조인자로 작용하는 등 그 중요성이 오래 전부터 알려졌으나 아직도 철분결핍증은 세계적으로 흔하다. 특히 개발도상국가에서는 철분 요구량이 높은 성장기의 어린이들과 가임기의 여성 인구의 과반수가 철분결핍증에 걸려 잇고, 이들중 상당수는 철분결핍성 빈혈 등 훨씬 심각한 질환으로 고생하고 있다.
철분(Fe) 흡수와 대사
흡수
철분은 소장의 상부인 십이지장과 공장에서 주로 흡수된다. 철분의 흡수율은 낮아서 식이에서 흡수되는 정도는 10~15%정도이며 철분결핍증인 경우 건강한 사람에 비해 흡수율이 높다. 철분의 흡수율은 함께 섭취하는 음식물의 종류에 따라서도 달라진다. 철분의 흡수율에 영향을 주는 인자는 다음과 같다.
[표] 철분 흡수에 영향을 주는 요인
| 철분 흡수 증진인자 | 철분 흡수 방해인자 |
| 햄철 저장 철분량의 저하 육류, 어류, 가금류 비타민C 위산 위산 |
피틴산, 옥살산 등 식물성 식품의 성분 차의 탄닌 등 폴리페놀 성분 저장 철분량의 증가 다른 무기질 위산부비의 저하 위장질환, 감염 |
철분 흡수를 증진시키는 인자
헴철
식이 내의 철분은 주로 헴철과 비헴철의 두 가지 형태로 존재하며, 형태에 따라 철분의 흡수율이 다르다.
- 동물성 식품의 철분 중 40%는 헴철이고 나머지 60%는 비헴철이다.
- 곡류, 채소 등의 식물성 식품에는 모두 비헴철의 형태만 존재한다.
- 헴철의 흡수율은 약 20% 정도로, 비헴철이라고 분류되는 원자형태의 철분이나 이온형 (3가철 : Fe3+, 혹은 2가철 : Fe2+)에 비해 약 2배 이상 높다.
철분의 흡수기전은 헴철분과 비헴철분이 완전히 다르다. 헴철분의 경우, 단백질과 분리된 헴은 철분이 결합된 형태 그대로 빨리 흡수되고, 일단 흡수된 헴은 소장의 흡수세포에서 철분과 분리된다. 이에 비해 비헴철은 일단 소장벽의 흡수세포에 도달하면 세포막의 수용체와 결합하여 흡수세포 내로 이동한다.
- 양질의 철분식품으로 어육류 (쇠고기, 돼지고기, 가금류, 어패류 등) 가 꼽히는데, 이는 철분의 함량이 많고 흡수율이 높을 뿐 아니라, 같이 섭취하는 비헴철의 흡수도 증대시키기 때문이다.
- 헴철을 포함하고 흡수를 증대시키는 어육류를 미국에서는 육류, 얼, 가금류(MFP)로 구분하여 지칭하기도 한다.
- 우리나라의 식이 패턴은 전통적으로 식물성 식품을 많이 포함하고 있어 철분 섭취량은 비교적 충분한 편이지만, 흡수율이 낮은 비헴철이 많기 때문에 (총철분 섭취량의 약 93%) 생체이용률은 약9%로 낮은 편이다.
- 근래에는 식이형태가 많이 서구화되어 감에 따라 동물성 식품의 섭취가 늘고, 자연히 식이 중의 헴철 함량이 늘어 철분의 생체이용률도 높아지고 있는 추세이다.
체내 요구량 증가 및 저장 철분의 저하
인체의 철분 요구량이 높으면 흡수율은 증가한다. 체내 요구량이 증가되는 경우는 임신, 수유, 성장기를 들 수 있으며 여성이나 어린이들에게서 철분 요구량이 높다. 철분 영양상태가 불량한 경우에도 저장 철분의 양이 줄어들고 흡수율이 높아진다.
유기산
비타민C나 시트르산 등의 유기산은 철분 흡수를 증가시킨다. 비타민C는 원자형태나 3가의 철이온을 흡수되기 좋은 형태인 2가의 철이온으로 전환시켜 철분의 흡수율을 높이고, 시트르산은 철분과 킬레이트를 형성함으로써 흡수율을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 비헴철분의 함량이 높은 식품이나 철분영양제는 비타민C등과 함께 섭취하는 것이 생체이용률을 높이는 방법이다.
위산
위산은 철이온이 쉽게 용해되게 한다. 2가의 철이온을 안정화시켜 불용성의 3가 철이온이 되는 것을 막고, 3가의 철이온을 2가 이온으로 전환시키므로 철흡수율을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 위산분비에 이상이 생기면 철분 흡수율이 현저히 떨어지고 쉽게 철분 결핍이 될 수 있다.
※ 미량무기질
미량무기질은 하루 필요량이 매우 소량 (100mg 이하)이며, 체내에 존재하는 전체 무기질 중에서 1% 이하로 존재한는 무기질을 일컫는다. 인체의 생명 유지에 필수적인 미량무기질에는 철분, 아연, 구리, 요오드, 불소, 셀렌ㅁ, 망간, 크롬, 몰리브덴과 코발트가 있다. 또한 필수적으로 여겨지지만 아직 필수성이 입증되지 않은 미량무기질로는 실리콘, 니켈, 바나듐, 주석, 알루미늄과 붕소가 있다
미량무기질은 체내에 매우 소량 존재하고 식품이나 체조직 중의 함량 측정이 어려워서 필요량이나 권장량을 정하기 힘들다. 미국과 유사하게 우리나라에서도 2005년 영양섭취기준의 개념으로 철분, 아연, 구리. 요오드, 셀레늄 등의 미량 무기질에 대해 평균필요량, 권장섭취량, 상한섭취량 등을 설정하였으며 망간, 불소에 대해서는 충분섭취량, 상한섭취량을 몰리브덴은 상한섭취량을 설정하였다.
미량무기질의 흡수는 식품에 함유된 양뿐 아니라 생체이용률에 따라 달라진다. 철분, 아연, 구리 등은 식이의 여러 구성성분 및 체내 요구량에 따라 흡수되기는 정도가 다르다. 따라서 식사로 섭취하는 양이 많더라도 흡수율이 낮으면 체내에서 이용할 수 있는 미량무기질의 양이 적으므로 문제가 된다.
식물성 식품에 함유된 미량무기질은 대체로 흡수가 낮은 편이나 동물성 식품에 함유된 무기질은 흡수율이 높다. 미량무기질의 함량은 식물이 자란 토양에 함유된 무기질의 양에 따라서도 크게 달라진다. 또한 서로간에 상호작용으로 다른 무기질의 흡수에 영향을 미친다
따라서 미량무기질을 적정량 섭취하기 위해서는 각각의 무기질을 충분히 섭취하는 방법도 필요하지만, 이보다는 여러 식품을 다양하게 섭취하는 것이 중요하다.
