혈액 내 철분

인체의 총 철 함량은 약 4.2g입니다. 총 철의 약 75~80%는 헤모글로빈에, 20~25%는 체내에, 5~10%는 미오글로빈에, 1%는 세포와 조직의 호흡 과정을 촉진하는 호흡 효소에 함유되어 있습니다. 철은 주로 효소와 같은 다른 생물학적 활성 화합물의 일부로서 생물학적 기능을 수행합니다. 철을 함유하는 효소는 네 가지 주요 기능을 수행합니다.

• 전자전달(시토크롬, 철-유황 단백질)
• 산소(헤모글로빈, 미오글로빈)의 운반 및 저장
• 산화환원 효소(산화효소, 수산화효소, SOD 등)의 활성 중심 형성에 참여
• 철의 운반 및 침전(트랜스페린, 헤모시데린, 페리틴).

신체의 철분 항상성은 신체가 철분을 배출하는 능력이 제한되어 있기 때문에, 무엇보다도 철분 흡수를 조절함으로써 보장됩니다.

인체의 철분 상태와 소화관 흡수 사이에는 명확한 역상관 관계가 있습니다. 철분 흡수율은 다음 요인에 따라 달라집니다.

• 나이, 신체의 철분 상태
• 위장관 질환
• 유입되는 철의 양과 화학적 형태
• 다른 식품 성분의 양과 형태.

혈청 철 농도에 대한 기준치

나이	혈청 철 농도
	Mcg/dl	µmol/l
신생아	100-250	17.90-44.75
2세 미만 어린이	40-100	7시 16분~17시 90분
어린이들	50-120	8.95-21.48
성인:
남자들	65-175	11.6-31.3
여성	50-170	9.0-30.4

철분의 최적 흡수를 위해서는 위액의 정상적인 분비가 필수적입니다. 염산을 섭취하면 무산증 시 철분 흡수가 촉진됩니다. 철분을 환원시키고 킬레이트 복합체를 형성하는 아스코르브산은 다른 유기산과 마찬가지로 철분의 이용률을 증가시킵니다. 철분 흡수를 향상시키는 또 다른 식품 성분은 "동물성 단백질 인자"입니다. 단순 탄수화물은 철분 흡수를 향상시킵니다. 유당, 과당, 소르비톨뿐만 아니라 히스티딘, 라이신, 시스테인과 같은 아미노산은 철분과 쉽게 흡수되는 킬레이트를 형성합니다. 커피나 차와 같은 음료는 철분 흡수를 감소시키는데, 이러한 음료의 폴리페놀 화합물은 철분과 단단히 결합합니다. 따라서 차는 지중해빈혈 환자의 철분 흡수 증가를 예방하는 데 사용됩니다. 다양한 질병이 철분 흡수에 상당한 영향을 미칩니다. 철분 결핍, 빈혈(용혈성, 재생불량성, 악성 빈혈), 비타민 B6 결핍증, 혈색소침착증은 철분 흡수를 증가시키며 _, 이는 적혈구 생성 증가, 철 저장량 고갈, 저산소증으로 설명됩니다.

장내 철 흡수에 대한 현대적 개념은 점막 트랜스페린과 혈장 트랜스페린, 두 가지 유형의 트랜스페린에 중심적인 역할을 부여합니다. 점막 아포트랜스페린은 장세포에서 장 내강으로 분비되어 철과 결합한 후 장세포를 통과합니다. 장세포에서 아포트랜스페린은 철에서 분리된 후 새로운 순환 주기를 시작합니다. 점막 트랜스페린은 장세포에서 생성되는 것이 아니라 간에서 생성되며, 이 단백질은 담즙과 함께 장으로 유입됩니다. 장세포 기저부에서 점막 트랜스페린은 철을 혈장 유사체로 전환합니다. 장세포 세포질에서 일부 철은 페리틴에 포함되고, 대부분은 3~4일마다 발생하는 점막 세포의 박리 과정에서 소실되며, 극히 일부만 혈장으로 이동합니다. 페리틴이나 트랜스페린에 포함되기 전에 2가 철은 3가 철로 전환됩니다. 철의 가장 강력한 흡수는 소장 근위부(십이지장과 공장)에서 일어납니다. 혈장 트랜스페린은 특정 수용체를 가진 조직으로 철을 전달합니다. 철이 세포 내로 흡수되기 전에는 트랜스페린이 특정 막 수용체에 결합해야 하는데, 이 수용체가 소실되면, 예를 들어 성숙한 적혈구에서 세포는 이 원소를 흡수하는 능력을 상실합니다. 세포로 유입되는 철의 양은 막 수용체의 수에 정비례합니다. 철은 세포 내에서 트랜스페린에서 방출됩니다. 그 후 혈장 아포트랜스페린이 혈액으로 돌아옵니다. 세포의 급속한 성장이나 헤모글로빈 합성 과정에서 철분 필요량이 증가하면 트랜스페린 수용체 생합성이 유도되고, 반대로 세포 내 철분 저장량이 증가하면 세포 표면 수용체의 수가 감소합니다. 세포 내 트랜스페린에서 방출된 철은 페리틴과 결합하여 미토콘드리아로 철을 전달하고, 미토콘드리아에서 헴 및 기타 화합물의 구성에 포함됩니다.

인체에서 철은 끊임없이 재분배됩니다. 정량적으로 가장 중요한 것은 대사 주기입니다. 혈장 → 적골수 → 적혈구 → 혈장. 또한 다음 주기가 작동합니다. 혈장 → 페리틴, 헤모시데린 → 혈장 및 혈장 → 미오글로빈, 철 함유 효소 → 혈장. 이 세 가지 주기는 모두 혈장 철(트랜스페린)을 통해 상호 연결되며, 이는 신체에서 이 원소의 분포를 조절합니다. 일반적으로 혈장 철의 70%가 적골수로 들어갑니다. 헤모글로빈의 분해로 인해 하루에 약 21~24mg의 철이 방출되는데, 이는 소화관에서 섭취하는 철(1~2mg/일)보다 몇 배 더 많습니다. 철의 95% 이상은 단핵구 식세포계에서 혈장으로 들어가며, 식세포작용을 통해 하루에 10 ¹¹ 개 이상의 오래된 적혈구를 흡수합니다. 단핵구 식세포로 유입된 철은 페리틴 형태로 빠르게 순환계로 복귀하거나 추후 사용을 위해 저장됩니다. 중간 철 대사는 주로 Hb 합성 및 분해 과정과 관련이 있으며, 단핵구 식세포계는 이 과정에서 중추적인 역할을 합니다. 성인의 경우, 골수의 트랜스페린 철은 특정 수용체를 통해 정상 적혈구와 망상 적혈구로 흡수되어 헤모글로빈을 합성합니다. 적혈구 분해 과정에서 혈장으로 유입된 헤모글로빈은 합토글로빈과 특이적으로 결합하여 신장을 통한 여과를 방지합니다. 단핵구 식세포계에서 헤모글로빈 분해 후 방출된 철은 다시 트랜스페린과 결합하여 새로운 헤모글로빈 합성 주기를 시작합니다. 트랜스페린은 적골수보다 다른 조직에 4배 적은 철분을 전달합니다. 헤모글로빈의 총 철 함량은 3000mg이고, 미오글로빈에는 125mg의 철이 있으며, 간에는 700mg(주로 페리틴 형태)이 있습니다.

철분은 주로 장 점막의 각질 제거와 담즙을 통해 체외로 배출됩니다. 또한 머리카락, 손톱, 소변, 땀을 통해서도 배출됩니다. 건강한 남성의 경우 이러한 방식으로 배출되는 철분 총량은 하루 0.6~1mg이며, 가임기 여성의 경우 1.5mg 이상입니다. 음식에서도 동일한 양의 철분이 흡수됩니다(식단 총 철분의 5~10%). 동물성 식품의 철분은 식물성 식품보다 흡수율이 몇 배 더 높습니다. 철분 농도는 하루 주기를 따르며, 여성의 경우 생리 주기와 관련이 있습니다. 임신 중에는 체내 철분 함량이 감소하며, 특히 임신 후반기에 감소합니다.

따라서 혈청 내 철 농도는 위장관에서의 흡수, 장, 비장, 적골수에서의 축적, Hb의 합성과 분해, 그리고 신체에서의 Hb 손실에 따라 달라집니다.

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