Transcript I 2. 생리적 기능
Iron 10. 철분 (Iron: Fe) • 10.1 체내 분포 45mg/kg, 성인의 체내 3-4g ① 헤모글로빈 철분: 체내 철분의 67% ② 저장 철분: 27% ferritin의 형태 ③ 조직 철분: 근육색소인 myoglobin, 산화효소 cytochrome의 구성체 ④ pool 철분: 체내에서 pool을 이룸 ⑤ 이동 철분: transferrin과 결합한 형태 Iron 체내 철분의 2가지 형태 헴철(heme iron) 비헴철(non-heme iron) 1. 흡수율: 15~20% 1. 흡수율: 5% 2. 제2철(Fe3+)로 존재 제1철 2. 제1철(Fe2+)로 존재 (Fe2+)로 환원된 후 소장 상부, 주로 3. 동물성식품의 철 40%는 헴철. 십이지장에서 흡수. 4. 종류: 동물조직에 존재 산성 환경에서 흡수가 잘됨 hemoglobin, myoglobin, 3. 식물성식품의 철 모두와 catalases, peroxidases, 동물성식품의 철 60%는 비헴철 cytochromes (a, b and c – involved in electron transport), 4. 종류: cytochrome P450 (involved in ferritin, hemosiderin, hemofuscin, drug metabolism) transferrin, ferroflavoproteins, aromatic amino acid hydroxylases Iron; Fe 철분 흡수에 영향을 미치는 인자 흡수를 돕는 인자 1. 아스코르브산 (제2철 제1철로 환원시 키므로) 2. 유기산: 구연산, 젖산 3. 동물성 단백질(헴철 함유) 4. 위산: 철의 용해도 증가 5. 신체의 요구량 증가 ( 성장기, 사춘기, 가임기여성, 임신기, 출혈시, 빈혈시) 흡수를 방해하는 인자 1. 철분과 결합하는 식이성분 피틴산, 수산, 탄닌,식이섬유소 2. 위액분비 감소 3. 감염 및 위장질환 4. 칼슘, 아연, 망간 등 무기질의 과잉섭취 5. 체내 철 저장량 많을경우 10.3 철의 대사 Iron 10.4 생리적 기능 1. Hemoglobin의 구성요소 산소운반, 저장 2. Cytochrome (mitochondria의 전자전달계에서 산화 환원반응에 관여, Fe2+ Fe3+)의 구성요소로 에너지 대사에 관여 3. 과산화효소, NADH 탈수소효소, 숙신산탈수소효 소의 구성요소로서 산화환원대사에 관여 4. 면역반응에 관여 5. 신경전달물질의 합성과 기능에 관여 ⇒ 두뇌기 능에 중요 10.5 결핍증 결핍증: 철 결핍성 빈혈 증세: 헤모글로빈 농도감소, 소혈구성 저색소성 빈혈 창백한 피부, 무기력증, 심박수 증가, 저혈압, 비장확대, 근육약화, 작업능력 저하, 감염에 대한 저항력 감소, 성장지연, 집중력 감소 철 결핍성 빈혈(소구성 저색소성 빈혈: microcytic hypochromic anemia) 1. 2. 3. 4. 혈청페리틴농도 감소, 철분의 포화도감소, 혈청내 트랜스페린 농도감소 적혈수 합성감소, 미성숙 적혈구 증가 HB농도, 헤마토크릿트 감소 섭취 실태와 영양섭취기준 • 섭취 실태 (2008년) 한국인 1인 1일 섭취량의 평균은 남 14.5mg, 여 11.2mg 권장섭취량에 대해 매우 미달. 한국인의 영양섭취기준 : 성인 남녀(19~29세) 평균필요량 남 7.7mg 여 10.8mg 권장섭취량 10mg 14mg 상한섭취량 45mg 45mg 급원식품: 쇠간, 달걀, 새우, 육류, 시금치, 깻잎, 녹색채소 Zn 11. 아연 (Zinc: Zn) • 체내 분포 성인의 체내 1.5-2.0g, 거의 모든 세포에 존재 – 뼈와 전립선, 간, 췌장, 신장, 뼈, 근육에 다량 함유 – 혈액 내 아연은 75%가 적혈구에 존재 – 혈액, 머리카락에 함유 Zn 1. 흡수와 대사 흡수 • • • • 흡수율: 20~30% 흡수 증진인자: 동물성단백질, 시스테인, 히스티딘 흡수 방해인자: 피틴산, 식이섬유 소장에서 흡수된 아연 점막세포에서 메틸로티오네인과 결합 장점막세포를 통과 아연풀과 평형을 이룸 2/3: 알부민과 결합, 1/3: 글로불린, 트랜스페린, 셀룰로 플라즈민, 헤파토글로빈과 결합 문맥을 통하여 간으 로감 배설: 내인성 아연은 위장관을 통해 배설. 그외 소변, 땀으로 배설 Zn 2. 생리적 기능 1) 많은 효소의 구조적 구성체(over 200 metalloenzymes) • Carbonic anhydrase (산, 알카리 균형, CO2 이동, 수소이온 방출,) • Carboxypeptidase A – Four types of proteases » » » » Serine Cysteine Aspartic acid Zinc • ACE (angiotensin I convering enzyme) • RNA and DNA polymerases( 세포내 단백질 합성에 관여) • Alkaline phosphatase의 구성체: 골격의 석회화에 관여 Zn • 생리적 기능 2) 핵산합성과 단백질 대사, 상처회복, 성장 3) 적절한 면역 기능 4) 생식기관과 뼈의 적절한 발달 5) 인슐린과 복합체 형성: 탄수화물 대사에 관여 6) Prostaglandin 합성 Zn 3. 결핍증과 과잉증 • 결핍증 알코올 중독자, 흡수불량증, 당뇨병, 간경변증, 악성빈 혈, 암, 동맥경화증, 신부전증환자에서 흔함. 증상: 성장장애, 식욕감퇴, 미각의 둔화, 성적 성숙의 지연, 동물실험에서 유산과 기형아 출산, 공격성 증가 • 과잉증 아연으로 도금된 용기에서 오염된 음료나 음식을 먹은 후 또는 상처치료나 위궤양 치료제로 사용시에 흔함. 증상: 위의 통증, 구토, 설사 등의 위장장애, 면역기능의 감소 4. 영양섭취기준과 급원식품 한국인의 영양섭취기준 : 성인 남녀(19~29세) 평균필요량 남 8.1mg 여 7.0mg 권장섭취량 10mg 8mg 상한섭취량 35mg 35mg 급원식품: 주된 급원식품은 동물성 식품 쇠고기, 육류, 게, 조개류, 달걀, 현미 채소, 과일, 정제된 식품에는 적음 Cu 12. 구리 (Copper: Cu) • 체내 분포 성인의 체내 75-150mg, 이중 약 2%는 매일 교체 – 대부분 혈액과 근육에 존재하며 뇌, 심장, 신장, 간, 안구, 모발에도 농축 – 혈액에는 ceruloplasmin과 결합하여 존재 Cu 1. 흡수와 대사: 흡수율: 25-40% 소장상부에서 흡수점막세포 내에서 metallothionein에 결합 혈액, 알부민과 결합 간, α-글로불린과 결합여 ceruloplasmin합성 혈액을 통하여 필요한 조직으로 이동 화학적 형태에 따라 유용성이 다름 황산나트륨과 메티오닌은 이용성을 감소시킴 임신과 위산은 흡수를 증가시킴 피틴산과 기타 무기질은 흡수를 방해함 간에 저장 주로 대변을 통해 배설됨 Cu 2. 생리적 기능: ① 효소의 구성요소로 작용 ② Superoxide dismutase와 catalase의 촉매작용 * * * * * * ceruloplasmin (an oxidase) tyrosinase (production of melanin) amine oxidase (metabolism of catecholamines) cytochrome C oxidase dopamine beta hydroxylase copper/zinc superoxide dismutase ③ 적혈구의 성숙에 필요 ④ Collagen과 elastin의 연결에 중요한 lysyloxidase 구성 ⑤ 콜레스테롤 대사에 관여 ⑥ 결핍시 dopamine과 NE 수준 감소 Cu 3. 결핍증과 과잉증 • 결핍증 저체중 미숙아에서 빈혈, 골격변화가 나타남. 백혈구 감소, 성장저하, 심장질환, 등 • 과잉증 윌슨씨병(유전적인 결함): 구리가 간, 뇌, 신장, 망악에 다량 축적 증세: 성장지연, 뇌손상 Cu 4. 영양섭취기준과 급원식품 한국인의 영양섭취기준 : 성인 남녀(19~29세) 평균필요량 남 600 μg 여 600 μg 권장섭취량 800 μg 800 μg 상한섭취량 10,000 μg 10,000 μg 급원식품: 자연식품에 널리분포 쇠간, 굴, 두류, 종실류, 통밀, 패류 식이섬유의 다량 섭취는 구리의 이용을 감소시킴 I 13. 요오드 (Iodine; I ) • 체내 분포 성인의 체내 15-30mg 근육내 약 50%, 갑상선 20%, 피부 10%, 골격 6%, 나머지 14%는 다른 내분비선 I * 1. 흡수와 대사 거의 대부분 흡수됨 흡수된 요오드는 단백질과 결합하여 혈액을 통해 갑상선으로 이동 약 1/3은 갑상선에서 갑상선호르몬 합성에 이용 나머지는 섭취 2-3일 후 소변으로 배설 * 혈액내 T4 감소 뇌하수체에서 TSH( 갑상선 자극호르몬) 분비 증가 갑상선 활성증가 혈액으로 T4 배출 증가 * 요드 부족시 T4 수준은 낮고, TSH 수준은 높은상태의 현상 갑상선 기능부전증을 나타냄. I 2. 생리적 기능 * 갑상선 호르몬( 요드+타이로신) 합성에 관여 (T3와 T4) 혈액 내 T4 는 티록신결합글로불린과 결합 * 갑상선 호르몬의 주된 기능은 체온유지를 위하여 기초대사 증가 * 단백질 합성을 도움 유아기, 학령기 어린이의 성장 발달에 필요함. * 그 외 건강유지, 생식에도 중요한 역할 I 3. 결핍증과 과잉증 • 결핍증: 갑상선종(갑상선이 비대해짐) 요드부족 혈액 내 갑상선호르몬 함량 낮음 시상하부에서 TRF 배출 뇌하수체전엽에서 TSH 생산 갑상선을 계속 자극 갑상선 비대 단순갑상선종 (simple goiter) 기관지에 압박을 가해 호흡곤란, 쉰목소 리 - 리튬, 설파제 등 약제 복용시 갑상선종 유발 - 식품내의 갑상선종 유발 물질(goitrogen): 양배추, 무청, 커리플라워 감상선호르몬 합성 방해 I • 요드결핍 장애: 유산, 사산, 선천성기형, 출생 전후의 사망률 증가, 태아의 두뇌발달 저해, 인지기능 저하, 크레틴병 • 크레틴병 1. 신경성 크레틴병: 지적장애, 운동조정기능 장애, 귀머거리 2. 기능부전적 크레틴병: 지적장애, 왜소현상 수반 • 과잉증(갑상선 기능항진증) 요드과잉 티록신 과잉 기초대사랑 증가 자울신경 계 장애 바세도우씨병(안구돌출, 심박항진 등) I 4. 영양섭취기준과 급원식품 한국인의 영양섭취기준 : 성인 남녀(19~29세) 평균필요량 남, 여 95 μg 권장섭취량 150 μg 상한섭취량 2,400 μg 급원식품: 해조류와 해산물, 요드가 강화된 소금 F 14. 불소 (F) • 주 급원은 물, 식물성 식품 (시금치, 양상치, 양파) • 평균섭취량: 1.5 – 4.0 mg/일 • 불소의 보충: - Oral: mainly sodium fluoride (Pediaflor Drops) - Topical: either sodium or stannous fluoride (Fluorigard, Karigel, Fluora) • 흡수, 대사 - 소장에서 흡수, 신장소변으로 배설 - 골격, 치아에 축적 - Mg은 불소의 장내 흡수 방해, 골격과 치아에 축적 방해, 생체이용률 저하 F 기능: - 충치 발생을 방지 충치: 음식물 미생물에 의해 생긴 산 치아 에나멜층이 부식 충치 불소: 플루오르아파타이트(fluorapatite) 형성 산에 대한 저항성 증가, 미생물 작용을 억제 충치발생 억제 - 골다공증 방지 결핍증: 충치, 골다공증 F • 과잉증 - 치아에 반점 - 만성적 불소침착증은 음료수 불소함량: 2mg/L 초과 또는 1일 불소 섭취량 0.1mg/kg 체중을 초과시 - 증상: 골격 건강, 신장기능, 근육, 신경기능에 영향미침 영양섭취기준 충분섭취량: 남 3.5mg, 여 3.0mg 급원식품: 생선, 차, 뼈째 먹는 생선류, 동물의 뼈 Se 15. 셀레늄 (Selenium; Se) • 신체내에 약 1.5mg • 근육위축, 간의 괴사, 심장, 근육, 신장 등 여러 기관의 이상을 예방 생리적 기능: ① Metalloenzyme인 glutathione peroxidase의 구성요소로서 산화적 손상방지, 세포와 세포막을 보호 ② 항산화기능을 가짐 (비타민 E절약) Se • 혈액의 Se 수준과 글루타티온 과산화효소의 활성을 측정하 여 영양상태 평가 • 결핍증: 케산증, 카신백증 (중국의 풍토성 결핍증세) 케산증 – 심장근육의 경화, 섬유화 현상 카신백증 - 골관절질환 • 급원식품: 내장, 해산물, 살코기류, 우유및 유제품, 곡류및 식물성 식품(토양의 Se함량에 따라 다름) • 영양섭취기준: 성인 평균필요량 45μg, 권장섭취량 55μg, 상한섭취량 400μg Se 셀레늄의 항산화기능 Mn 16. 망간 (Mn) • 체내 20mg 함유, 뇌하수체, 신장, 간, 췌장에 분포, 뼈속에 농축 • 흡수, 대사 - 흡수율: 30%, 나머지는 대변으로 배설 - 칼슘, 인, 철의 농도가 높으면 Mn의 흡수는 감소. - Mn2+로 흡수 소량은 Mn3+로 산화된 후 트랜스망가민 (transmangamin)과 결합하여 이동됨 - 담즙을 통하여 장관으로 배설됨. - 소변을 통한 배설은 거의 없음. Mn • 기능 - 간, 췌장의 기능을 조절 - 대사반응을 촉매하는 효소의 구성체 탄수화물대사(해당작용, TCA회로), 지방산, 콜레스테롤 합성 등 - 췌장에서 분비되는 아밀레이즈의 조절작용 결핍증 성장지연, 생식부전, 골격이상, 혈액응고 지연, 저콜레스테롤 혈증, 체중감소, 모발탈색 등 Mn • 과잉증 광부에서 간혹나타남 중추신경계에 망간 축정, 근육계 장애, 생식기능과 면역기능저하, 신장염, 췌장염, 간손상 • 영양섭취기준 성인 충분섭취량: 남 4.0mg, 여 3.5mg 상한섭취량: 11mg * 급원식품 곡류, 두류, 종자류, 잎채소, 차, 커피 등 식물성 식품 Cr 17. 크롬 (Cr) • 당뇨병과 심장병과 관련성이 큼 • 체내에 6 mg 존재. 피부, 부신, 뇌, 근육에 많 음 • 혈장 정상농도는 0.26 – 0.28 ng/ml Cr 기능 • 내당인자(glucose tolerance factor)를 구성함 인슐린을 활성화 • 결핍시에 혈액 내 콜레스테롤과 중성지방 증가 • Cr섭취시 HDL 증가, LDL 감소 결핍증: 당뇨병, 상장장애 급원식품: 육류, 옥수수유, 도정하지 않은 곡류, 조개류, 18. 코발트 (Co) • 양, 소 같은 동물에서 이온으로 필요 • 체내 1.1mg존재, 주로 간에 존재 • 인체에서는 vitamin B12의 구성요소 적혈구형성 • 결핍시 악성빈혈 요구량: 악성빈혈환자의 경우 0.04~0.09μg 19. 몰리브덴 (Mo) • 잔틴탈수소효소(xanthine dehydrogenase)의 구 성체로 알려짐 • flavoproteins, xanthine oxidase, aldehyde oxidase 등 효소의 보조인자로 대사과정에 관여 • 인체독성은 낮음. 상한섭취량은 600 μg • 급원식품: 두류, 곡류, 유즙, 잎채소, 육류의 내장