I 2. 생리적 기능

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Iron; Fe
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 – 약 3.5%가 근육색소인 myoglobin,
0.2%가 산화효소의 구성체
④ pool 철분 – 약 2.2%가 체내에서 pool을 이룸
⑤ 이동 철분 – transferrin과 결합한 형태
Iron; Fe
체내 철분의 2가지 형태
– heme iron(헴철): 동물성식품의 2/5
• hemoglobin, myoglobin, catalases, peroxidases,
cytochromes (a, b and c – involved in electron
transport), cytochrome P450 (involved in drug
metabolism)
– non-heme iron(비헴철): 곡류, 채소, 동물성식품의 3/5
• ferritin, hemosiderin, hemofuscin, transferrin,
ferroflavoproteins, aromatic amino acid hydroxylases
• 식품내의 철도 헴철과 비헴철로 나뉨
Iron; Fe
• 10.2 흡수와 대사
heme철과 nonheme철의 형태
– 동물성 식품의 2/5가 heme철이고 나머지와 식물
성 식품의 철은 비헴철
– 헴철의 15-20%가 흡수되고 비헴철의 흡수율은
5%
– 비헴철은 제2철(Fe3+)로 존재
– 제1철(Fe2+)로 환원된후 소장의 상부, 주로 십이지
장에서 흡수
– 산성 환경에서 흡수가 잘됨
Iron; Fe
철분 흡수에 영향을 미치는 인자
흡수를 돕는 인자
흡수를 방해하는 인자
1. 아스코르브산
(제2철 제1철로 환원시
키므로)
2. 유기산
3. 동물성 단백질(헴철 함유)
4. 위산: 철의 용해도 증가
5. 신체의 요구시 증가
1. 철분과 결합하는 식이성분
피틴산, 수산, 탄닌,식이섬유
질
2. 위액분비 감소
3. 감염 및 질환
4. 칼슘, 아연, 망간 등 무기질의
과잉섭취
( 성장기, 사춘기, 가임기여성,
임신기, 출혈시, 빈혈시)
10.3 철의 대사
Iron; Fe
10.4 생리적 기능
- Hemoglobin의 구성요소
- Cytochrome (mitochondria의 전자전달계에
서 산화 환원반응에 관여, Fe2+
Fe3+)의
구성요소로 에너지 대사에 관여
- 과산화효소, NADH탈수소효소, 숙신산탈수소
효소의 구성요소로서 산화환원대사에 관여
- 면역반응에 관여
- 신경전달물질의 합성과 기능에 관여 ⇒ 두뇌
기능에 중요
10.5
결핍증과 과잉증
• 결핍증
• 철의 요구가 증가하는 시기에 흔함.
• 증세: 빈혈, 창백한 피부, 무기력증, 심박수
증가, 저혈압, 비장확대, 근육약화, 작업능
력 저하, 감염에 대한 저항력 감소, 성장지
연, 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 전립선에 다량 함유
– 혈액 내 아연은 75%가 적혈구에 존재
– 혈액, 머리카락에 함유
1. 흡수와 대사
• 섭취량의 20~30% 흡수됨
• 흡수: 동물성단백질에 의해 촉진,
피틴산, 식이섬유에 의해 방해
메틸로티오네인에 의해 흡수 촉진 
장점막세포를 통과  아연풀과 평형을 이룸
2/3: 알부민과 결합, 1/3: 글로불린, 트랜스페린, 셀룰로플
라즈민, 헤파토글로빈과 결합  문맥을 통하여 간으로 감
• 배설: 내인성 아연은 위장관을 통해 배설. 그외 소변, 땀으
로 배설
Zn
2. 생리적 기능
– 많은 효소의 구조적 구성체(over 20 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
① 핵산과 단백질 대사, 상처회복, 성장
② 적절한 면역 기능
③ 생식기관과 뼈의 적절한 발달
④ 인슐린의 저장과 방출: 탄수화물 대사에 관여
⑤ Prostaglandin 합성
Zn
3. 결핍증과 과잉증
• 결핍증
알코올 중독자, 흡수불량증, 당뇨병, 간경변증, 악성빈
혈, 암, 동맥경화증, 신부전증환자에서 흔함.
증상은 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.
증상은 위의 통증, 구토, 설사 등의 위장장애, 면역기능
의 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, 정제된식품에는 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:
– 25-40% 흡수율
– 소장상부에서 흡수되며 metallothionein에 의해 조절
– 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:
– 효소의 구성요소로 작용
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
– 적혈구의 성숙에 필요
– Collagen과 elastin의 연결에 중요한 lysyloxidase구
성
– 콜레스테롤 대사에 관여
– 결핍시 dopamine과 NE 수준 감소
Cu
3. 결핍증과 과잉증
• 결핍증
저체중 미숙아에서 빈혈, 골격변화가 나타남.
• 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
약 50%는 근육내
갑상선에 20%, 피부에 10%, 골격에 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
- 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
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, 신장소변으로 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
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
• Metalloenzyme인 glutathione peroxidase의 구성요소로서
산화적 손상방지, 세포와 세포막을 보호
• 인간에서 결핍증은 드물다
• 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
- 30% 흡수, 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
급원식품:
육류, 옥수수유, 도정하지 않은 곡류, 조개류,
음료수
18. 코발트 (Co)
• 양, 소 같은 동물에서 이온으로 필요
• 체내 1.1mg존재, 주로 간에 존재
• 인체에서는 vitamin B12의 구성요소 
적혈구형성
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