영양학적으로 가장 잘못된 통념 중 하나는 식단만으로 모든 필수 영양소를 충분한 수준으로 섭취할 수 있다는 것입니다. 이는 개발도상국과 선진국에서 잘못 생각하는 오류이며 미국도 예외가 아닙니다. 이론상으로 가능할 것 같지만, 현실적으로는 대부분의 사람들이 보충제 없이는 적절한 영양 수준 근처에도 도달하지 못합니다. 이를 뒷받침하는 데이터는 많습니다.

세계보건기구에 따르면 20억 명 이상의 사람들이 비타민과 미네랄 결핍을 겪고 있습니다. 미국에서는 국민건강영양조사(NHANES)와 미국 농무부의 미국인 식품 소비 및 영양소 섭취량 데이터에 따르면 미국 인구의 상당수(대략 80% 정도)는 일부 비타민과 미네랄의 경우 영양 결핍된 상태입니다.

흔한 결핍 영양소로는 칼륨, 아연, 마그네슘, 비타민B6, 엽산, 비타민B12, 요오드, 비타민K2가 있습니다. 하지만 전 세계적으로 가장 흔한 비타민/미네랄 결핍은 비타민A, 비타민D3, 철분입니다.

결핍 및 권장섭취량에 대한 정의

개별 비타민/미네랄 섭취 범위는 심각한 결핍 수준부터 독성 수준까지 있습니다. 그 중간 정도가 이상적인 섭취 수준입니다. 일일 권장섭취량(RDA)과 일일 표준섭취량(RDI)이라는 두 용어가 바람직한 섭취 기준을 정하는 데 널리 사용됩니다.

  • RDA는 생애 단계(나이), 성별을 기준으로 건강한 개인 97.5%의 충분한 영양 요구량을 감안하여 제시하는 일일 영양소 섭취량입니다.
  • RDI는 식품 표시 목적으로 개발한 척도이며 각 집단의 RDA 최댓값과 동일합니다.

RDA가 직면하는 가장 큰 비판 중 하나는 최적의 영양소 섭취량을 정의한다기보다는 결핍 징후를 일으키지 않을 정도의 영양소 섭취량과 '건강한' 사람의 생리학적 영양소 필요량 추정치에 기반한다는 점입니다.

결핍 수준과 적정/최적 수준 사이에는 무증상 결핍이나 한계 결핍, 영양 부족이라는 영역이 있습니다. 이러한 용어는 전형적인 결핍 징후/증상을 유발하는 수준보다는 높은 영양소 섭취 수준이지만 이 수준이 최적 수준은 아니라는 뜻을 내포하고 있습니다. 이 수준에서 생리학적으로 충분하지 않다는 증상이 나타나기도 하기 때문입니다. 무증상 영양소 결핍에서는 피로나 무기력, 집중력 저하, 웰빙 저하 정도의 증상이 나타나는 경우가 대부분입니다. 하지만 문제는 만성적이고 장기적인 무증상 결핍이 시간이 지남에 따라 건강을 해칠 수 있다는 점입니다.

비타민과 미네랄이 인체에서 하는 일

비타민과 미네랄은 필수 영양소이므로 비타민과 미네랄 없이는 신체가 제대로 기능할 수 없습니다. 비타민과 미네랄의 주요 기능 중 하나는 효소의 활성에 역할을 담당하며 보조효소와 함께 작용하여 분자를 생성하거나 분해한다는 것입니다.

대부분의 효소와 보조효소는 단백질과 보조인자(일반적으로 필수 미네랄이나 비타민)로 이루어져 있습니다. 필수 미네랄이나 비타민이 부족하면 효소는 활성 상태가 되지 못합니다. 예를 들어, 아연은 시각 처리 과정에서 비타민A를 활성화하는 효소에 필요합니다. 효소가 이용할 아연이 없으면 충분한 비타민A가 함유된 식단이 무의미해집니다.

대부분의 효소에 단백질과 보조인자(일반적으로 필수 미네랄 또는 비타민)가 존재합니다. 필수 미네랄이나 비타민이 부족하면 효소는 제대로 기능하지 못합니다. 효소는 식단이나 영양제를 통해 필요한 미네랄/비타민을 공급받아야 중요한 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 아연은 시각 처리 과정에서 비타민A를 활성화하는 효소에 필요합니다. 효소에 아연이 없으면 비타민A가 활성 형태로 전환될 수 없기 때문에 충분한 비타민A 섭취가 무의미해집니다.

또한 많은 효소가 기능을 수행하기 위해서는 추가로 도움이 필요합니다. 효소와 함께 기능하는 분자 형태인 보조효소의 도움이 필요합니다. 보조효소는 비타민이나 미네랄로 구성되어 있는 경우가 많습니다. 보조효소가 없으면 효소는 무력합니다.

신체 내에서 미량 영양소(비타민 및 미네랄)는 상호 작용합니다. 단일 비타민 또는 미네랄 결핍이 이 복잡한 시스템의 작용을 저해하므로 건강을 달성하고 유지하려면 결핍을 피해야 합니다.

비타민A 결핍

비타민A는 최초로 발견된 지용성 비타민이지만 이것이 'A'라고 이름 붙인 유일한 이유는 아닙니다. '항감염(anti-infective)' 효능을 반영할 의도로 이렇게 부르게 되었습니다. 비타민A는 면역계의 건강과 기능에 매우 중요합니다. 비타민A가 부족한 사람은 감염성 질환에 취약하며 특히 바이러스에 쉽게 감염될 수 있습니다. 또한 만성적인 비타민A 결핍 상태에서는 호흡기, 위장관, 비뇨생식기 내 점막이 영향을 받습니다. 눈에도 심각한 영향을 미칩니다.

눈의 경우에는 비타민A 결핍이 안구건조증을 유발합니다. 첫 증상은 야간 시력 저하입니다. 비타민A 결핍이 심해질수록 눈의 바깥층인 결막이 건조해지고 주름이 생깁니다. 계속 진행되면 각막이 연화되고 침식되고 궤양이 생겨 결국에는 실명에 이르게 됩니다.

발전된 삶을 사는 이 시대에 5억 명 이상의 사람들이 비타민A 결핍 상태에 있고 세계 여러 지역에서 이 결핍이 아직도 돌이킬 수 없는 실명의 주요 원인이라는 사실은 충격적입니다.1 비타민A 결핍으로 고통받는 어린이 50만 명 정도가 매년 시력을 잃습니다. 이 아이들의 약 절반은 시력을 잃은 후 12개월 이내에 사망합니다. 미국 및 기타 선진국에서는 드물지만 개발도상국에서는 심각한 비타민A 결핍이 여전히 시력 상실 및 사망의 주요 원인입니다. 개발도상국의 비타민A 결핍을 예방하기 위해 WHO와 기타 단체에서는 6개월마다 위험에 처한 어린이에게 다량의 비타민A 예방 용량(예: 레티놀 4,000mcg)을 제공합니다.

일반적으로 혈중 레티놀 수치를 측정하는 방법으로 비타민A 결핍을 진단합니다. 혈장/혈청 레티놀 농도가 0.35μmol/L이면 심각한 비타민A 결핍이며, 0.70μmol/L 수준이면 무증상 비타민A 결핍에 해당합니다.

미국에서 심각한 비타민A 결핍은 드물지만 성인의 약 46%는 비타민A를 충분히 섭취하지 못하고 있습니다.2

식단에서 두 가지 형태로 비타민A를 얻을 수 있습니다. 레티놀은 미리 형성된 비타민A이고 베타카로틴은 체내에서 레티놀로 전환됩니다. 안타깝지만 영양실조와 아연 결핍 상태에서는 베타카로틴이 비타민A로 전환되지 않습니다. 또한 유전적 요인으로 인해 많게는 25%의 사람들이 베타카로틴을 비타민A로 제대로 전환하지 못합니다.3

레티놀은 계란, 버터, 영양 강화우유 및 유제품, 소의 간, 닭의 간, 대구 간유에 함유되어 있습니다. 베타카로틴은 푸른잎채소와 주황색 채소/과일(당근, 고구마, 겨울 호박, 멜론, 망고 등)에 함유되어 있습니다. 일반적으로 색깔이 강렬한 과일/채소일수록 베타카로틴 함유량이 높습니다. 예를 들어, 케일은 양상추보다 베타카로틴 함량이 훨씬 높습니다.

비타민A 활성은 최초에 국제 단위(IU)로 측정했는데 1 IU는 결정성 레티놀 0.3mcg 또는 베타카로틴 0.6mc에 해당합니다. 1967년 WHO는 비타민A 활성을 I.U.가 아닌 레티놀 활성당량(RAE)으로 표시할 것을 권장했는데 레티놀 1mcg은 1 RAE에 해당합니다. 1980년에 이 권장 사항이 미국에서 채택되었으며 비타민A의 일일 권장섭취량이 현재 RAE로 명시되고 있지만, 아직도 비타민A 활성을 IU로 나타내는 것이 일반적입니다. 남성과 여성의 일일 권장섭취량은 각각 900 RAE, 700 RAE입니다. 독성을 피하기 위한 성인의 최대 허용섭취량(UL)은 미리 형성된 비타민A의 경우 3,000 RAE로 설정되어 있습니다. 베타카로틴은 UL이 설정되어 있지 않은데 그 이유는 레티놀 수치가 충분한 경우 신체가 베타카로틴을 레티놀로 전환하지 않기 때문입니다.

주의: 3,000mcg(3,000 RAE 또는 10,000 IU) 이상의 레티놀 용량은 임산부에게 권장하지 않습니다. 높은 용량의 레티놀(베타카로틴은 제외)은 선천적 기형을 유발할 수 있으므로 임산부는 피해야 합니다.

비타민D 결핍

비타민D3의 중요성이 크게 부각되었는데 그 이유는 면역 건강에 중요한 역할을 하기 때문이었습니다. 사실 비타민D3는 몸 전체의 많은 세포 기능에 필수적입니다. 비타민D3는 비타민이라기보다 '프로호르몬(prohormone)'에 가깝습니다. 피부가 햇빛을 받아 화학 반응을 일으키면 몸에서 비타민D3가 생성됩니다. 이 비타민D3는 간에서 25(OH)D3로 전환된 다음 신장에서 가장 활성 호르몬 형태인 1,25-디하이드록시비타민D3(칼시트리올)로 전환되며, 이 호르몬은 칼슘 대사와 유전 부호 발현에 중요한 역할을 합니다. 인간의 DNA에서는 2,700곳 이상의 부위에 가장 활성 형태의 비타민D3가 결합합니다.

일반적으로 25(OH)D3 혈중 농도가 25ng/ml 이하인 경우를 비타민D3 결핍이라고 정의합니다. 적절한 D3 상태 유지를 위한 목표 혈중 수치는 40ng/ml로 간주합니다.4 하지만 많은 건강 전문가는 혈중 수치 50~80ng/ml를 최적 범위로 여깁니다.

많은 연구 결과에 따르면 세계 인구의 약 50%가 비타민D3 결핍 상태일 수 있습니다.5 미국에서는 인구의 약 70%가 비타민D3 수치가 충분하지 않고(즉, 혈중 수치가 30ng/ml 미만) 약 절반은 비타민D 결핍(25(OH)D3 수치 25ng/ml 미만)이며, 요양원 거주자와 병원 환자의 60%, 임산부의 76%가 이에 포함됩니다.

비타민D는 햇빛에 노출되면 피부가 비타민D3를 형성할 수 있기 때문에 '햇빛 비타민'으로 알려져 있습니다. 식품 및 보충제도 미리 형성된 D3를 공급할 수 있습니다. 가장 좋은 공급원으로는 지방 많은 생선, 소의 간, 달걀노른자, D3 강화 유제품이 있습니다. 비타민의 D2 형태는 버섯, 일부 영양 강화식품, 보충제에서 찾을 수 있습니다. D2 형태는 D3만큼 혈중 수치를 높이는 데 효율적이지 않습니다.6 가장 좋은 보충제 형태는 비타민D3입니다.

비타민D3 결핍을 일으키는 위험 인자

  • 햇빛에 대한 노출 부족 – 신체는 햇빛을 받아야 하도록 설계되어 있습니다. 현대인은 대부분의 시간을 실내에서 보내며 외출하는 경우에도 옷으로 몸을 가리거나 자외선 차단제를 바릅니다.
  • 고위도 지역에 거주 – 알래스카와 북부 국가들 같은 고위도 지역은 일조량이 적어 햇빛 노출량도 적습니다..
  • 노화 – 나이가 들면서 피부는 자외선에 반응하는 능력이 떨어집니다.
  • 어두운 피부색 – 피부 색소인 멜라닌은 자외선이 피부에 미치는 효과를 줄여 비타민D 생성을 감소시킵니다. 피부가 어두울수록 비타민D 결핍의 위험이 커집니다.
  • 자외선 차단제 사용.
  • 비만, 간 질환, 1형 또는 2형 당뇨병 – 이러한 유형의 질환은 간에서 D3가 활성형 25(OH)D3로 전환되는 비율을 낮춥니다.

25(OH)D3의 혈중 농도 부족이 널리 퍼져 있다는 점을 감안하여 많은 의료 전문가들은 모든 사람(어린이 포함)에게 다음과 같이 비타민D3 예방 용량 보충을 권장합니다.

  • 5세 미만: 파운드(약 0.5kg)당 일일 50 IU
  • 5~9세: 일일 2000 IU
  • 9~12세: 일일 2500 IU
  • 12세 이상 및 성인: 1일 4000 IU

철분 결핍

철분은 적혈구(RBC) 내 헤모글로빈 분자의 핵심 구성요소로서 중요한 역할을 한다고 잘 알려져 있습니다. 철분은 폐에서 신체 조직으로 산소를 운반하고 조직에서 폐로 이산화탄소를 운반하는 중요한 역할을 합니다. 철분은 DNA와 세포 에너지 생산에 관여하는 효소에서 역할을 담당합니다.

철분 결핍은 일반적으로 미국을 포함한 전 세계에서 가장 흔한 영양소 결핍이라고 할 수 있습니다. 전 세계적으로 16억 명, 그러니까 세계 인구의 약 1/5이 철분 결핍 상태인 것으로 추산됩니다.7 철분 결핍의 고위험군은 2세 미만의 유아, 10대 소녀, 임산부, 노인입니다. 이 그룹에 해당하는 사람들 중 많게는 30~50%가 철분 결핍을 보이고 완전 채식주의자의 경우는 그 비율이 훨씬 더 높다는 연구 결과가 밝혀졌습니다.7-9

철분 결핍은 철분 요구량 증가, 식이 섭취 감소, 철분 흡수/활용 저하, 혈액 손실, 복합적인 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 철분 요구량 증가는 유아/청소년 급성장기, 임신/수유 기간에 발생합니다. 현재 대부분의 임산부는 일반적으로 식단만으로는 임신 기간 중 급격하게 증가한 철분 요구량을 충족시킬 수 없기 때문에 규칙적으로 철분 보충제를 섭취합니다.

철분 결핍은 빈혈(적혈구 결핍)의 가장 흔한 원인입니다. 하지만 빈혈은 철분 결핍의 마지막 단계라는 점을 알아야 합니다. 에너지 생산 및 대사에 관여하는 철분 의존성 효소는 낮은 철분 수치의 영향을 가장 먼저 받습니다.

한계 철분 결핍 수준에서도 많은 신체 조직의 기능이 크게 손상될 수 있습니다. 특히 피로와 면역계 손상, 뇌 기능 장애를 유발할 수 있습니다. 철분 결핍은 운동, 신체적 작업 능력, 감염을 물리치는 면역계 능력을 크게 감소시킵니다. 철분 결핍은 현저한 주의력 감소와 기분 저하와도 연관이 있고, 복합적 능력이나 결단력 저하, 집중력 유지 시간 감소, 지속력 감소, 자발적 활동 감소를 일으킬 수 있습니다. 다행히 철분을 보충하면 정상적인 정신 기능으로 돌아갈 수 있습니다.

어린이의 철분 결핍은 신체 발달 문제뿐만 아니라 정신적 장애를 일으키기 때문에 특히 좋지 않습니다. 언어 발달 지연, 집중력 유지 시간 감소, 단기 기억 장애 등이 이에 포함됩니다. 철분이 결핍된 어린이들은 선진국이든 개발도상국이든 상관없이 잠재력을 충분히 발휘할 수 없습니다.7

철분 결핍은 혈청 페리틴으로 알려진 혈액 검사로 가장 잘 확인할 수 있습니다. 충분한 철분을 위해서는 페리틴 수치가 60ng/ml 이상이어야 좋습니다.

철분의 가장 좋은 공급원은 붉은 육류, 특히 간입니다. 육류 외에 좋은 철분 공급원으로는 생선, 콩, 당밀, 말린 과일, 통곡물, 영양 강화 빵, 푸른잎채소가 있습니다. 하지만 철분은 헤모글로빈과 결합하기 때문에 육류의 흡수율이 더 좋습니다. 비헴철(non-heme iron) 흡수율은 헴철(heme-iron)에 비해 그다지 좋지 않습니다(비헴철은 흡수율이 5%, 헴철은 30%). 철분의 일일 권장섭취량은 여성의 경우 18mg, 남성은 10mg입니다.

가장 인기 있는 철분 보충제는 황산제일철(ferrous sulfate)과 푸마르산철(ferrous fumarate)입니다. 하지만 가장 좋은 형태는 철분 비스글리시네이트(ferrous bisglycinate)와 피로인산제이철(ferric pyrophosphate)인 것으로 보입니다. 둘 다 특히 공복에 복용하는 경우 상대적인 생체이용률이 높아 위장 부작용이 없습니다.

많은 전문가들은 완전 채식주의자의 경우 양호한 철분 상태를 유지하기 위해 철분 30mg을 제공하는 보충제를 매일 섭취할 것을 권장합니다.

철분 결핍의 경우, 일반적으로 식사 사이에 하루 2회 30mg의 철분을 권장합니다. 이렇게 복용할 때 속이 불편하면 30mg을 1일 3~4회 식사와 함께 복용하십시오.

결론

건강 증진 식단은 보충제 섭취 전략과 함께 견고한 영양 토대를 구축하는 데 매우 중요합니다. 보충제를 아무리 복용해도 기본이 되는 식단을 대신할 수 없습니다. 하지만 최적의 건강에 필요한 영양 섭취 요구량을 충족시키기 위해 영양 '보험'에 든다는 개념으로 보충제를 활용할 수 있습니다. 저는 다음과 같이 권장해 드립니다.

  1. 고품질 종합비타민 및 미네랄 보충제.
  2. 혈중 수치를 최적 범위로 높이는 비타민D3(일반적으로 일일 2,000-4,000 IU).
  3. 매일 총 1,000mg 이상의 EPA+DHA를 제공하는 고품질 피시오일 또는 해조류 기반 오메가3 제품.
  4. 다음과 같은 식물성 항산화제:

참고문헌:

  1. Zhao T, Liu S, Zhang R, Zhao Z, Yu H, Pu L, Wang L, Han L. Global Burden of Vitamin A Deficiency in 204 Countries and Territories from 1990-2019. Nutrients. 2022 Feb 23;14(5):950.
  2. Reider CA, Chung RY, Devarshi PP, et al. Inadequacy of Immune Health Nutrients: Intakes in US Adults, the 2005-2016 NHANES. Nutrients. 2020;12(6):1735.
  3. Borel P, Desmarchelier C. Genetic Variations Associated with Vitamin A Status and Vitamin A Bioavailability. Nutrients. 2017 Mar 8;9(3):246.
  4. Holick MF, Binkley NC, Bischoff-Ferrari HA, et al. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: An Endocrine Society clinical practice guideline. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2011;96:1911–1930.
  5. Amrein K, Scherkl M, Hoffmann M, et al. Vitamin D deficiency 2.0: an update on the current status worldwide. Eur J Clin Nutr. 2020 Nov;74(11):1498-1513.
  6. Balachandar R, Pullakhandam R, Kulkarni B, Sachdev HS. Relative Efficacy of Vitamin D2 and Vitamin D3 in Improving Vitamin D Status: Systematic Review and Meta-Analysis. Nutrients. 2021 Sep 23;13(10):3328.
  7. Zimmermann MB, Hurrell RF. Nutritional iron deficiency. Lancet 370:511–520.
  8. Pawlak R, Berger J, Hines I. Iron Status of Vegetarian Adults: A Review of Literature. Am J Lifestyle Med. 2016;12(6):486-498.
  9. Mantadakis E, Chatzimichael E, Zikidou P. Iron Deficiency Anemia in Children Residing in High and Low-Income Countries: Risk Factors, Prevention, Diagnosis and Therapy. Mediterr J Hematol Infect Dis. 2020 Jul 1;12(1):e2020041.