Iron Toxicity

철의 독성

철은 체내에 필수적인 원소이며 가장 양이 많은 체내 미량 금속이다. 철은 성장에 필수적이기 때문에 약 1주령의 돼지에게 철 보충제를 주사제로 약 7mg/day 투여한다. 돼지가 철을 과량으로 투여받았을 때 철 중독증이 나타난다.

철의 흡수, 분포, 대사, 배설

철은 +2 이온형(제1철)이나 +3 이온형(제2철)의 형태로 흡수된다. 이온화되지 않은 철은 흡수되지 않는다. 이온화된 철은 모두 흡수가 가능하지만 제1철이 제2철보다 흡수가 잘 된다. 대부분의 철은 십이지장과 공장에서 흡수된다. Transferrin과 비슷한 단백질이 철을 장 점막세포 내부로 흡수하는 능동적 운반체이며, 장 점막에서 흡수된 철은 Ferritin으로 수송되거나 Transferrin과 겨랍하여 혈중으로 들어간다.

체내의 철은 약 70%가 헤모글로빈에 존재하고 약 10%가 마이오글로빈에 존재한다. 헤모글로빈과 마이오글로빈에 존재하는 철은 +2 양이온이고, +3 양이온은 대부분 헤모시데린, 페리틴, 트랜스페린에 저장된다.

과산화효소, 카탈레이스, cytochrome C에서 철은 이용된다. 대부분의 철은 간, 비장, 골수에 저장된다.

철은 거의 배설되지 않는다. 헤모글로빈 파괴로 방출된 철은 곧바로 transferrin과 결합하여 골수로 수송되고 헤모글로빈 생산에 재사용된다. 즉, 오줌이나 분변으로 거의 배설되지 않는다. 신체에서 배설되는 철의 양은 약 1mg/day 정도 뿐이다. 철 손실은 출혈이나 위장관의 점막 탈락으로 대부분 일어난다.

철 중독증 작용 기전

과량의 철이 체내에 흡수되었을때 처음에는 ferritin이나 transferrin과 결합한다. 그러나 그 용량을 넘어서면 혈중에 철이 유리된다. 철은 부식성이 강하고 산화제로 역할하기 때문에 직접적으로 세포 손상과 괴사를 일으킨다.

또한 Fe2+는 직접적인 혈관 확장 작용이 있다. 모세혈관이 확장되어 혈장량이 감소하고, 심박출량이 감소하여 쇼크를 일으킨다. 유리된 철은 헤로토닌과 히스타민을 방출시키기도 한다. 응고 기전을 방해하여 출혈을 증가시키기도 한다.

철 중독증의 다른 특징은 대사성 산증이다. 일차적으로 혈량이 줄어 저혈압이 생기고 허혈 증상이 생기기 때문에 혐기성 대사에 의해 젖산이 생성된다. 이차적으로 Fe2+가 Fe3+로 대사되면서 혈액 내에 양성자가 유리되는데 이것이 산증을 더욱 악화한다.