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최치원 약사의 월간 프라임

철분, 무턱대고 먹기 보다는 부족한 사람에게만 필요한 영양소

K세라퓨틱스 영양 치료 스쿨 2021. 8. 31. 09:55

어지럽다면 그리고 혈색이 안좋다면 임산부 추천 영양소로 제일 먼저 떠오르는 영양소는 철분입니다.

그런데 사람 뿐만 아니라, 모든 생명체는 철분을 좋아합니다. 철분은 폐를 통해 얻은 산소를 적혈구를 통해 온 몸 구석구석 보내주는 역할을 할 뿐만 아니라 여러 효소의 조효소이기 때문에 생명현상에 필수적인 요소입니다. 

따라서 사람 뿐만 아니라 철분 없이 살 수 있는 생명체는 거의 없습니다.

 

세균, 기생충, 암세포 역시 마찬가지 입니다. 

그런데 우리 몸속 혈액과 조직은 이들이 좋아하는 철분 노다지 입니다. 

 

아래는 400mg의 Ferrous sulfate (130mg의 철 원소 함유) 를 먹였을때 4가지 균 증식의 변화입니다.

파란 색은 먹기 전, 붉은 색은 먹은 후. 철분 먹은 후 모두 증가했습니다.

 

https://www.nature.com/articles/srep16670.pdf

 

따라서 우리 몸에 외부 감염원이 들어오기 쉬운 곳곳에는 철분을 출입금지 시키고 있을 뿐만 아니라 철분을 잡아먹는 킬레이터를 배치하여 순찰하게 합니다. 

 

이에 대한 이야기들입니다.

 

1. 달걀 흰자에 오보트렌스페린(Ovotransferrin)이라는 철분 흡착 킬레이터가 있어서 노른자로의 세균 감염을 막습니다. 

 

날달걀은 오래가는 반면, 삶은 달걀은 이 킬레이터 단백질이 변성되어 오래 둘 수 없습니다.

 

https://www.mdpi.com/2304-8158/10/4/823/htm

 

 

2. 인간 모유에는 락토페린(Lactoferrin)이라는 철분 흡착 킬레이터가 있어서 신생아 감염을 막습니다.

 

락토페린(Lactoferrin)은 포유류의 외분비선에서 많이 발견되는 당단백질로 철분과 결합하는 능력을 큰 특징으로 합니다. 아래는 락토페린의 구조인데 철분 Fe 가 결합하는 부위가 표시되어 있습니다. 

 

 

신생아를 위협하는 유해균들은 장에서 자라나기 위해 스스로를 보호하는 생체막 Biofilm을 분비하는데 락토페린(LF)은 철분을 흡착하는 능력이 있어서 아래와 같이 바이오필름의 구성 성분인 Fe를 제거함으로 이 막을 파괴합니다. 락토페린은 그 외에도 다양한 기능으로 유해균을 억제합니다.

 

 

모유에 상당하지만 눈물, 침, 점액 등에도 소량 존재하면서 감염원을 순찰합니다.

 

 

이 개념을 요즘 유행하는 코로나 바이러스에는 적용할 수 없을까요?

가능할 것 같습니다. 락토페린과 오보트렌스페린은 코로나 바이러스를 억제하는 것으로 연구되고 있습니다.

 

The potential of lactoferrin, ovotransferrin and lysozyme as antiviral and immune-modulating agents in COVID-19

https://www.futuremedicine.com/doi/full/10.2217/fvl-2020-0170?__hstc=89459972.9c49e44b73bd3bee6fa385653ecd7c96.1607472000074.1607472000075.1607472000076.1&__hssc=89459972.1.1607472000077&__hsfp=133729077

 

3. 암세포도 철분이 많은 경우 잘 퍼집니다. 때문에 암과 감염을 억제하는 약물로 철분 타겟을 활용할 수 있습니다.

 

말라리아 원충도 철분을 활용하여 활동합니다. 

최근 중국에서는 철분을 억제하여 말라리아와 암세포를 막는 방법을 인정받아 노벨상도 탔습니다.

 

기존의 여러 말라리아 치료 약물들이 빠른 내성 때문에 아래 그림과 같이 조기 퇴출되었었는데, 중국도 말리리아 때문에 곤욕을 치룹니다.

 

 

식자들이 잘려나갔던 문화대혁명의 기간에도 중국의 여성 학자 '투유유'는 중국 고의학서에서 개똥쑥이 말라리아로 추측되는 병을 치료했음을 읽고 이것의 유효성분을 확인하고 효능을 증명함으로 뒤늦은 2015년도에 중국에 최초의 노벨 의학상을 안겨주었습니다. 개똥쑥에서 뽑아낸 유효 성분 Artemisinin 이 위그림의 하단을 채우고 있네요. (쑥이 여자들에게 좋아 그리스 여신 이름인 아르테미스의 이름을 가졌습니다.) 투유유는 약학 전공자라 친근감이 있네요~ 

 

말라리아 원충 역시 정상 세포와 달리, 철분을 많이 머금고 있기에, 철분에 의해 활성산소가 발생되는 특징을 갖는 성분인 아르테미시닌이 주효했던 것입니다. 철분에 의해 과생성되는 활성산소에 의해 말라리아 원충이 죽는 것이지요. 철분은 마치 트로이 목마와 같은 것입니다.

 

아래 아르테미시닌의 구조 내부에 Endoperoxide를 갖고 있는데 철분을 만나면 여기서 활성산소가 만들어집니다.

 

 

암세포는 끊없이 DNA를 복제하는 과정에서 상당량의 철분을 필요로 하는데, 역시 이놈들에게도 트로이목마를 보내면 어떨까 생각듭니다.

아래 그림은 철분을 많이 갖고 있는 암 세포에 개똥쑥 성분인 아르테미시닌을 투여하면 정상 세포는 영향주지 않지만 암세포만 철분에 의한 활성산소를 많이 만들게 하여 선택적으로 죽일 수 있으므로, 항암에도 적용할 수 있습니다.

아르테미시닌은 추가로 혈관신생성도 억제하는 항암 기전이 있습니다.

 

 

 

 

 

https://www.medicalnewstoday.com/articles/324577#can-artemisinin-help-treat-cancer

 

 

 

4. 혈색소침착증(혈색증, hemochromatosis)은 어떨까요?

 

이 병은 인체 철분 대사를 저해하는 유전병입니다. 

우리 몸에 필요이상 철분이 들어오면 필요한 만큼만 두고 나머지는 배출시키는게 정상인데 혈색증 유전병의 경우는 철분이 항상 부족한 것으로 인식하여 계속 철분을 쌓게되고, 결국 관절이나 간 등 여러 장기가 손상되어 사망에 이릅니다.

 

그럼 혈색증 환자는 몸 속에 철분이 많으니 감염병에 엄청 잘 걸릴것 같습니다.

그런데 실제로는 정반대입니다!!

 

정상인의 대식세포(마크로파지)에는 철분이 풍부하여 세균 감염시 대식세포 안의 풍부한 철분을 먹고 감염이 퍼지게 되므로, 균 증식을 막기 위해서 철분 고정 현상이 생깁니다.

 

하지만 혈색증 환자는 다른 장기에는 철분이 많은 대신, 대식세포에는 철분이 낮은 것이 특징입니다. 

즉, 혈색증의 대식세포는 철분 공급을 차단하여 일반 대식세포에 비해서 세균 억제 기능이 높습니다.

 

 

 

 

결핵균 증식에 역시 철분을 필요로 합니다. 그런데 혈색증 환자들의 대식세포에는 철분이 낮기 때문에 혈색증 환자에게는 결핵에 안전합니다.

 

Hereditary hemochromatosis results in decreased iron acquisition and growth by Mycobacterium tuberculosis within human macrophages - Olakanmi - 2007 - Journal of Leukocyte Biology - Wiley data-online Library ( https://jlb.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1189/jlb.0606405)

 

흑사병은 쥐에 기생하는 벼룩이 갖고 있던 Yersinia pestis 라는 페스트 균에 의한 질병인데 이 균도 당연히 철분을 좋아합니다. 

이런 이유로 흑사병 때 바이킹이 갖고 있던 혈색증 유전자를 소유했던 사람들이 자연선택에 의해서 살아남아 흑사병이 유행했던 현재의 유럽에 혈색증 환자들이 아시아에 비해 많습니다. 

반면에 유목민들에게는 다양한 세균에 노출되어 있지만 빈혈이 많아 감염이 잘되지 않습니다.

흑사병은 흑해 옆의 유목민 지역 중앙아시아 평원이 발원지로 추측되고 있습니다.

이들에게 빈혈 치료를 위해 철분보충제를 줬더니 감염률이 급등하였습니다. 뉴질랜드 마오리족 역시 철분 공급 후 패혈증과 뇌막염 등 감염병에 7배나 위험도가 높아졌습니다.

 

철분. 적절한 양은 도움될 수 있지만 너무 많은 경우 감염, 암을 일으키는 원인이 될 수 있습니다.

이유없이 감염질환에 고생하는 사람들은  혹시 혈색이 쎄거나 철분 함유 음식 (고기) 등을 좋아하지 않은지 체크해 볼 필요 있습니다.

 

 

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