불소와 망간

불소

 

불소는 필수영양소는 아니지만 뼈와 치아의 건강에 역할을 합니다. 인체는 평균 2.5mg의 불소를 함유하는데, 그중에서 95% 정도는 뼈와 치아에 존재합니다. 음료수와 토양의 불소 함량은 매우 다양하기 때문에 수돗물이 아닌 물을 마시는 경우는 음료수의 불소 함량을 검사받아야 합니다.

 

1. 대사

 

불소는 대부분 소장에서 80% 이상 흡수됩니다. 물과 함께 섭취하는 이온 형태의 불소인 F⁻ 형태는 거의 100% 흡수됩니다. 흡수된 불소 중 골격과 치아에 이용되지 않은 불소는 소변을 통해 쉽게 배설되어 혈중 불소농도를 일정하게 유지시킵니다. 땀과 대변을 통해서도 배설되는 불소의 양은 매우 적습니다.

 

2. 체내 기능

 

뼈와 치아는 칼슘과 인의 결정체가 모인 히드록시아파타이트 [hydroxyapatite, Ca₅(PO₄)₃]가 형성되어 단백질로 된 틀에 끼어 있습니다. 그런데 불소(F⁻)가 히드록시기 (-OH⁻)를 치환하여 불화아파타이트[플루오르아파타이트, fluorapatite. Ca₅(PO₄)₃F]를 형성하면 더 단단한 결정체가 됩니다.

 

(1) 뼈에 대한 작용

 

토양과 음용수에 불소 함량이 높은 지역에서는 골다공증 발생률이 낮다는 것이 밝혀졌습니다. 골다공증 환자에게 7~25개월간 불소를 공급하면 불소가 뼈의 신생합성을 자극하여 새로운 뼈조직이 형성됩니다.

 

(2) 치아에 대한 작용

 

불소는 히드록시아파타이트 대신 불화아파타이트를 형성하게 하고 불화아파타이트는 산에 대해 저항성이 있으므로 충치 발생을 예방합니다. 뿐만 아니라 불소는 충치 유발 박테리아의 효소작용을 저해해서 충치를 예방합니다. 치아 보호를 위한 가장 적합한 불소의 양은 1.0~1.2ppm이다. 많은 나라에서 수돗물에 불소를 첨가하고 있지만, 그렇지 않은 지역에서도 시판되는 청량음료, 가공식품, 치약에 첨가된 불소의 섭취 때문에 충치 발생은 예전에 비해 현저히 감소하였습니다.

 

3. 결핍증과 과잉증

 

불소가 부족하면 충치가 쉽게 발생하고, 노인이나 폐경기 여성의 경우 골다공증의 위험이 높아집니다. 장기간 불소를 하루 0.1mg/kg 이상 섭취하면 경미한 불소증이 생깁니다. 이는 치아에 반점이 생기거나 아주 미세한 줄들이 나타나는 증상으로 미관상 문제 외에는 해가 없습니다. 그러나 불소 섭취의 증가로 뼈에 불소 함량이 높아지면 뼈가 충격에 의해 더 잘 부러지는 것으로 알려져 있습니다. 근래에는 상수도 불소화 외에도 구강용품의 불소 첨가, 영양보충제 과용, 청량음료의 불소 함량으로 인한 불소 과잉에 대한 논란이 확산되고 있습니다.

 

4. 섭취 기준과 급원식품

 

2015년 한국인 영양소 섭취 기준에서 성인의 충분섭취량은 연령대에 따라 2.5~3.5mg/일로, 상한섭취량은 10mg/일로 설정되었습니다. 일상적으로 섭취하는 음용수가 가장 중요한 불소 급원이고, 그다음은 불소가 첨가된 물로 조리되거나 생산된 식품과 구강용품입니다.

 

 

 

망간

 

망간은 체내에 평균 10~20mg 정도가 들어 있는데, 약 25~40%는 뼈에 있고 나머지는 간, 췌장, 신장에 있습니다. 망간은 다양한 물질과 단단한 복합체를 형성하여 존재하기 때문에 혈장이나 조직에서 유리형으로 존재하는 망간의 농도는 극히 낮습니다.

 

1. 대사

 

소장 점막세포에서 망간은 능동수송에 의해 흡수되는데, 흡수율은 약 1~5%로 매우 낮습니다. 망간은 혈액에서 단백질과 결합하여 각 조직으로 운반됩니다. 체내에서 일단 사용된 망간은 담즙분비를 통해 담즙에 섞여 소장으로 들어가 주로 대변을 통하여 배설됩니다. 망간은 혈액과 세포 내에서의 운반 단백질을 철과 공유하기 때문에, 철의 섭취량과 체내 철 저장량에 따라 망간의 세포 내 함량이 영향을 받습니다.

 

2. 체내 기능

 

망간은 효소를 구성하거나 효소의 활성화를 통해 여러 가지 기능을 합니다. 첫 번째, 탄수화물, 지방, 지단백 대사 및 당단백질 합성에 관여합니다. 두 번째, DNA, RNA, 뮤코다당류(mucopolysacchride) 합성 조절을 통해 면역기능 혈당조절, 세포 내 에너지 대사, 생식기능, 골격 성장, 유리라디칼로부터 방어작용을 합니다. 세 번째, 뇌에서 초과산화물 불균화효소(superoxide dismutase, SOD)와 같은 항산화 효소, 신경전달물질 합성과 대사작용에 필수적입니다.

 

3. 결핍증과 과잉증

 

망간은 식물성 식품에 널리 존재하고 인체 필요량이 소량이므로 사람에게 망간의 결핍증은 흔하지 않습니다. 결핍 증상으로는 신생아기에서 성장지연, 피부염, 비정상적 골격 형성이 나타나고, 성인에서는 신경망 결손, 행동 손상, 운동실조, HDL-콜레스테롤 감소, 내당능력 손상 등이 나타날 수 있습니다.

 

망간의 흡수율이 매우 낮고 담즙을 통해 배설되기 때문에 망간의 독증상도 흔하지는 않으나 망간에 다량 노출된 광부나 용광로, 용접, 건전지 공장에서 장기간 노출된 경우에 생길 수 있습니다.

 

4. 섭취 기준과 급원식품

 

망간은 사람에게 비교적 적은 양이 필요합니다. 우리나라에서는 성인 남녀의 충분섭취량을 각각 4.0mg과 3.5mg을 설정하였습니다. 상한섭취량은 남녀성인에서 동일하게 11mg입니다. 망간의 주요 급원은 곡류, 쌀, 종실류 등과 차, 채소, 과일, 향신료, 포도주, 커피 등이고 동물성 식품에는 비교적 함량이 적습니다.