아연, 면역체계에 중요한 역할 아연(Zinc)

[한방생약]

아연, 면역체계에 중요한 역할

아연(Zinc)

1. 성분 개요
아연은 체내에 약 1.5~2.5g 정도로 소량 존재하는 필수 미량 원소로 인체 내에서 철 다음으로 풍부한 미량원소다. 아연은 매일 식이를 통해 약 0.1%만이 보충된다고 알려져 있다. 아연은 체내에 균일하게 분포되어 있지 않으며, 대부분이 골격근(~60%)과 뼈(30%)에 존재하고, 피부와 간에도 약 11%가 분포한다. 

아연은 체내 300여개 이상 효소의 구성성분으로서 다양한 효소의 촉매작용을 도와 인체 성장과 발달에 필수적이며, 탄수화물 및 지방 대사, 면역 기능, DNA 합성 조절에 중요한 역할을 하며, 특히 세포의 항상성을 유지하는데 결정적인 역할을 한다. 

또한 전사인자 단백질의 구성요소로서 RNA 합성을 조절함으로써 유전자 발현을 조절하고 있다. 따라서 아연이 부족하면 인체 전반적으로 성장과 발달이 지연되며, 면역력 감소와 면역 저하에 따른 염증, 설사, 식욕감퇴 및 신경장애 등의 증상을 보이게 된다. 아연이 면역 체계에 중요한 역할을 하기 때문에, 아연 결핍증은 감염 위험 증가와 연관되어 있다. 특히 아연은 in vitro에서 감기 바이러스인 rhinovirus의 복제를 억제하는 것이 확인됐다. 

2. 기능성 내용 및 기전
△기능성 내용 및 권장량
① 정상적인 면역 기능에 필요
② 정상적인 세포 분열에 필요

△기전
아연은 신체 내에서 다양한 생리적 기능과 운동 성능 관련 이점을 제공한다. 세포 성장, 증식 및 분화, 면역 기능 지원, 산화 환원 균형 및 항산화 작용, 근육 기능 유지 등의 작용을 한다. 특히 근육 기능 유지 측면에서 아연은 인슐린을 안정화하고 근육 세포의 인슐린 자극에 시너지 효과를 준다. 또한 신호 전달을 통해 근육 세포의 증식 및 활성화를 촉진한다. 체내에 존재하는 아연 수송체는 근육아세포 분화와 포도당 대사를 촉진하며, 근육으로의 아연 유입을 가능하게 하고 칼슘 신호 전달 및 수축에 영향을 미친다. 

체내 아연의 상태에 따라 경미한 아연 결핍 또는 과도한 아연 섭취는 근육 손상 회복을 지연시킬 수 있다. 운동은 단백질 분해 시스템(유비퀴틴-프로테아좀 시스템, 칼페인/카스파제, 자가포식)을 활성화시켜 손상된 단백질을 제거하고 근육 회복을 돕는데, 아연은 이러한 과정에서 중요한 역할을 한다. 아연 투여는 ERK* 활성화를 촉진하여 자가포식을 유도한다. 또한, 적절한 농도의 아연이 있을 때 칼페인-1, 카스파제-9, 카스파제-3와 같은 단백질 분해 효소의 활성 정상화를 가져온다. 세포 내 단백질의 80% 이상을 분해하는 주요 메커니즘인 유비퀴틴-프로테아좀 시스템(UPS)에도 아연이 관여한다. 전반적으로, 운동은 아연의 세포 경로를 자극하여 세포 내 아연 흡수를 촉진하고 다양한 단백질과 세포 소기관에 아연을 저장하도록 할 수 있다. 

따라서 아연 결핍이 있는 운동선수의 경우 이 과정이 변화하여 건강과 경기력에 영향을 미칠 수 있는 변화를 초래한다. 

*ERK, Extracellular signal-regulated protein kinases, 세포 증식과 세포 사멸 매개

3. 언제, 어떻게 사용하나요?
△용량
국내 식품의약품안전처에서 제시하는 일일 섭취량은 2.55~12mg이다. 2020년 발표된 문헌에 따르면, 한국인 권장 영양소 섭취기준으로는 일일 권장 영양 섭취량으로는 남성에서 9~10mg, 여성에서 7~8mg, 일일 상한섭취량으로는 35mg를 제시하고 있다. 

△복용법
균형 잡힌 식사를 한다면 식사로 아연의 권장섭취량을 충족하는 것은 쉬운 편이다. 아연의 대표 급원 식품으로는 굴, 돼지고기, 쇠고기, 새우, 게, 팥, 검정콩, 두부, 귀리 등이 있다. 일반적으로 아연의 섭취는 단백질의 섭취와 연관성(correlation)이 있는 것으로 알려져 있다. 

아연은 주로 국내에 출시되어 있는 종합비타민에 복합제로 함유되어 있는 경우가 많다. 

여러 염 복합체의 아연으로 시판되고 있으며, 염에 따라 elemental zinc 복용량이 달라지므로 실제 섭취량에 대한 주의가 필요하다. 아세트산 아연에 대한 연구가 가장 많지만, 다른 제형들도 효과를 보이는 것으로 알려져 있다. 

△어떤 운동 수행 시 먹으면 좋은가요? 
아연은 근육세포에서 에너지 생성에 관여하므로 적절한 아연 보충이 운동 성능 향상에 도움이 될 수 있다고 알려져 있다. 특히, 지구력을 요하는 운동에서 땀과 소변으로 배설량이 많아 혈장 내 아연의 농도가 낮은 경우가 있다. 또한 근육 단백질 합성 증가로 인해 일반인보다 높은 아연 요구량을 가진다. 그러나, 과량 섭취 시 구리 결핍을 유발할 수 있어 주의가 필요하다. 

4. 우려·고려사항
아연 보충제 사용과 관련하여 운동선수는 잠재적인 위험과 고려사항을 충분히 인지해야 한다. 아연은 WADA code 상의 도핑 위험 물질은 아니다. 하지만 아연 과다 복용 시, 메스꺼움, 복부 경련, 구토, 이명, 설사, 구리 결핍, 초기 배아 발생 중 기형 또는 치사 효과와 같은 부작용을 유발할 수 있어 주의가 필요하다. 또한 75mg 이상의 고용량 아연 보충제를 장기간(15년 이상) 복용 시 진행성 및 치명적 전립선 암의 위험을 유의하게 증가시켰다는 연구가 있어, 고용량 장기 복용에 대한 주의가 필요하다. 

5. 결론
아연은 인체의 다양한 생리학적 과정에서 필수적인 역할을 수행하는 미량원소로, 적절한 섭취가 건강 유지에 중요하다. 아연 결핍은 어린이의 발달 지연, 생식기 발달 지연, 피부 질환, 탈모, 기형 유발 효과, 면역 기능 약화 및 감염 취약성 증가를 유발할 수 있다. 아연은 운동으로 활성화되는 항산화 반응에 관여할 수 있으므로, 운동 선수에게는 스포츠 성과, 운동 적응 및 선수의 장기적인 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.  

또한 근육 손상 회복을 지연시킬 수 있다.