미량무기질, 몰리브덴Mo-2020 한국인 영양소 섭취기준

1 영양소의 특성

1-1. 개요

몰리브덴(molybdenum)은 크잔틴 산화효소(xanthine oxidase), 알데히드 산화효소(aldehyde oxidase), 아황산 산화효소(sulfite oxidase)의 보조인자로 사람에서 요산(uric acid）생성 과정에 관여한다. 건강한 사람에서는 몰리브덴 결핍이 현재까지 보고된 바가 없으나 [1]. 몰리브덴 과잉섭취에 의한 독성연구는 반 추동물, 설치류를 대상으로 한 연구가 대부분이며, 사람에서는 보고된 바가 없다 [2].

1-2. 흡수, 분포, 대사, 배설

몰리브덴은 장의 흡수 위치는 아직 알려지지 않았지만 수동수송에 의해 흡수되는 것으로 알려져 있다 [3]. 식사 내 흡수율은 성인은 최소 40%에서 100%까지 흡수되는데 [4-8], 20대 일본인 여성을 대상으로 한 연구에서 몰리브덴을 함유한 식사(145-318 μg/일)를 섭취 후 흡수율을 측정한 결과 몰리브덴의 흡수율 은 93%로 추정하고 있다 [9]. 영아는 모유 또는 분유의 몰리브덴을 거의 대부분을 흡수한다고 보고되고 있다 [10-11]. 식사로 섭취한 몰리브덴은 흡수 후 40-60분 후 혈장에서 최고값을 나타내며, 이후 3시간 내 molybdate 형태로 소변으로 배설된다 [12]. 몰리브덴 과량 섭취하게 되면 소변 배출량이 많아지고 신장 에서 조절한다. 그 외 배설되지 않는 일부분은 간, 근육, 뼈에 축적되고, 저장 기간은 42-74일 (slow-urnover)이며, 부신, 위장관에 축적된 몰리브덴의 저장 기간은 1.7-2.5일이다(fast-turnover) [13].

1-3. 기능

몰리브덴은 많은 식품에 함유되어 있는 필수 미량원소로 몰리브도프테린(molybdopterin)의 구조적 구 성성분이다. 몰리브덴은 크잔틴 산화효소(xanthine oxidase), 알데히드 산화효소(aldehyde oxidase), 아황 산 산화효소(sulfite oxidase), 미토콘드리아 아미독심 환원 성분(mARC, mitochondrial amidoxime reducing component)의 보조인자로 작용한다. 크잔틴 산화효소(xanthine oxidase)는 퓨린(purine)을 요 산으로 전환시키는 대사과정에 관여하고 [14], 알데히드 산화효소(aldehyde oxidase)는 헤테로 고리화합물(N-heterocyclic compunds)의 대사과정에 다양한 기능으로 이용되고 있으며 [15], 아황산 산화효소(sulfite oxidase)는 함황아미노산(sulfur amino acids)의 마지막 대사과정에 관여한다 [16]. 건강한 사람에서는 몰 리브덴 결핍이 현재까지 보고된 바가 없으나 [17], 장기간 중심정맥영양(total parenteral nutrition, TPN)을 공급받은 한 명의 환자에서 몰리브덴 결핍이 보고된 적이 있다. 몰리브덴 결핍의 증세로는 심장박동 증가, 호흡곤란, 야맹증 등이 나타났으며, 1일 300 μg 주입 후 증세가 사라졌다 [18]. 몰리브덴 독성 연구는 사람 을 대상으로 한 연구는 보고된 바가 없으나, 반추동물에서 몰리브덴 과잉 공급 시 구리 결핍이 발생하였다 [19]. 또한, 설치류를 대상으로 몰리브덴 과잉 공급 시 성장지연, 신장질환, 생식 기형, 뼈 변형, 빈혈 등이 발생하였다 [20-22]. 아르메니아(Armenia) 지역 중 토양에 몰리브덴 함량이 높아 지역 사람들의 1일 몰리브 덴 섭취량이 1일 10-15 mg이었고, 이들은 혈청 요산 증가, 크잔틴 산화효소(xanthine oxidase) 증가를 보여 주었고, 특정 몇 명에서는 관절 통증, 고요산뇨증, 통풍과 유사한 증상이 나타났다고 보고된 바 있다 [23].

 

2 건강 유지 및 증진을 위한 섭취기준

2-1. 건강을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

몰리브덴은 식사와 영양보충제품으로 섭취할 수 있으며 몰리브덴을 과량 섭취하게 되면 대부분 소변으로 배설을 하여 평형을 이룬다. 배설되지 않은 몰리브덴은 간과 근육, 뼈, 부신 등에 저장을 한다. 몰리브덴의 생체이용률 연구에 대해서는 거의 알려져 있지 않지만, 대두에 들어 있는 몰리브덴을 섭취 시 흡수율이 떨어진다는 사실은 보고되었다. 12명의 젊은 여성을 대상으로 케일과 콩을 섭취 후 흡수율을 측정한 결과 각각 86.1%, 56.7%로 콩에 들어있는 몰리브덴의 흡수율이 떨어짐을 알 수 있었다. 그러나, 흡수율과 관계없이 흡수 후 체내 이용은 동일하다고 하였다 [24].

 

몰리브덴의 적정 섭취수준을 평가하기 위해서 혈장, 혈청 몰리브덴 농도, 소변 몰리브덴 농도를 측정할 수 있다. 1980년에 처음으로 몰리브덴 보조인자 결핍이 발견되었는데 크잔틴 산화효소, 알데히드 산화효소, 아황산 산화효소가 유전적 결함으로 결핍되었고, 이는 곧 영아의 조기 사망과 생존하다 하더라도 신경학적 문제를 일으킬 수 있다고 하였다 [25]. 건강한 사람에서는 몰리브덴 결핍이 잘 관찰되지 않는다.

 

(1) 혈액(혈장, 혈청) 몰리브덴

 

혈장, 혈청에 존재하는 몰리브덴 농도는 매우 낮아 측정하기 어려움이 있다. 혈액 내 몰리브덴 농도는 식사 후 1시간에 최고치를 나타낸 후 원래대로 돌아가 혈액 내 약 2.5-5.0%만 남아 있게 된다. 따라서, 몰리브덴 영양상태 판정을 위해 혈장 몰리브덴 농도를 측정 지표로 사용하는 것은 바람직하지 않다 [26].

 

(2) 소변 몰리브덴

 

몰리브덴의 주된 배출 경로는 소변이고, 소변 내 몰리브덴 함량은 식사량을 반영한다. 몰리브덴 섭취량이 감소하면 몰리브덴 약 60%만 소변으로 배출되고, 몰리브덴 섭취량이 증가하면 약 90% 이상이 배출된다 [12]. 그러나, 소변 배설량으로 영양상태를 반영하지는 않는다.

2-2. 결핍 예방을 위한 섭취기준 및 한국인 섭취실태

몰리브덴은 국민건강영양조사에서 현재까지 섭취량을 조사하지 않았고, 2009년 국내 성인 남녀 총 593명(남자 249명, 여자 344명)을 대상으로 몰리브덴 1일 평균 섭취량을 조사한 연구(남자 136 μg, 여자 123 μg/일)가 유일하다 [27]. 생애주기별 흡수 및 대사 관련하여 생애주기별 차이에 대한 연구도 보고된 바가 없으며, 건강한 사람에서 몰리브덴의 결핍은 드물고 몰리브덴 균형 연구도 두 개의 연구만 보고되고 있다.

 

그 중 가장 대표적인 미국의 균형연구 [12]는 4명의 건강한 성인 남자를 대상으로 102일 동안 몰리브덴을 매일 22 μg 섭취하여도 양의 균형상태(positive balance)를 나타내고 특별한 임상증상이 나타나지 않았고, 그 외 피부나 땀 등으로 손실되는 몰리브덴의 양을 3 μg임을 고려하여 1일 최소 요구량을 25 μg(체중 76.4 kg 기준)이라고 하였다. 이를 기준으로 미국, 캐나다 [28], WHO [29], 일본 [30]에서 채택되었고, 2015년 한국인 영양소 섭취기준 제정 시에도 평균섭취량으로 설정하였다. 2015년 이후에도 추가로 국내외 균형연구나 몰리브덴 섭취량 조사에 대한 연구가 없어 2020년 한국인 영양소 섭취기준에서도 이를 기준으로 평균섭취량, 권장섭취량, 상한섭취량을 설정하였다.

 

(1) 영아기(1세 미만)

 

영아의 몰리브덴 섭취량에 대한 자료가 없을 뿐 아니라 모유, 분유, 이유식 등 식품 속 몰리브덴 함량에 대해 현재 이용할 수 있는 자료가 매우 부족하다. 따라서, 과학적 근거가 부족하여 평균필요량, 권장섭취량을 설정하지 않았다.

 

(2) 성장기(1-18세)

 

성장기의 평균필요량을 설정하기 위한 근거가 충분하지 않아 2015년 한국인 영양소 섭취기준에서는 설정하지 않았지만 2020년에는 성인의 평균섭취량을 기준으로 대사체중, 성장계수(1-2세 0.3, 3-14세 0.15, 15-18세 남 0.15, 여 0)를 고려하여 외삽하였다. 1-5세의 경우 성별의 구분이 없으므로 성인 남녀의 평균치를 적용하여 외삽하였다(표 1).

권장섭취량을 설정하기 위해서는 평균필요량의 표준편차가 필요하나 자료가 부족하여 변이계수를 활용하여 평균필요량의 120% 수준으로 설정하였다(표 2)

 

(3) 성인기(19-64세)

 

몰리브덴은 미국의 균형연구 [12]를 바탕으로 4명의 건강한 성인 남자의 평균 체중 76.4 kg 기준으로 평균 섭취량 25 μg으로 설정하고, 우리나라 성인 및 노인의 평균체중을 적용하여 평균필요량을 설정하였다. 2015년 한국인 영양소 섭취기준에 비해 대부분 비슷하게 제시하였으나 남자 30-49세, 50-64세만 체중 증가에 따라 요구량을 20 μg에서 25 μg으로 증가시켰다(표 3).

 

권장섭취량을 설정하기 위해서는 평균필요량의 표준편차가 필요하나 자료가 부족하여 변이계수를 활용하여 평균필요량의 120% 수준으로 설정하였다(표 4).

 

(4) 노인기(65세 이상)

 

노화에 따른 몰리브덴의 요구량 감소에 대한 연구가 부족하기 때문에 성인 평균필요량을 기준으로 외삽하여 노인기의 평균필요량을 설정하였다(표 5).

 

노인기의 권장섭취량을 설정하기 위해서는 평균필요량의 표준편차가 필요하나 자료가 부족하여 변이계수를 활용하여 평균필요량의 120% 수준으로 설정하였다(표 6).

 

(5) 임신기

 

임신 중 부가량을 추정할 수 있는 과학적 근거가 부족하기 때문에 임신부의 평균필요량과 권장섭취량을 설정하지 않았다.

 

(6) 수유기

 

국내에서는 현재까지 임신, 수유부 섭취량, 모유 또는 분유의 몰리브덴 함량에 대한 연구결과가 없어 2015년 한국인영양소 섭취기준에서는 부가량을 설정하지 않았다. 그러나, 일본의 경우 모유의 몰리브덴 함량에 대한 분석 [31-32] 보고가 있어 이를 참고하여 부가량을 설정하였다. 일본인의 모유 중 몰리브덴 함량(3.0 μg/L) [31-32], 일본인 여성의 식사 중 흡수율 93%, 우리나라 영아의 모유 섭취량 1일 평균 780 mL를 이용하였다(표 7).

 

권장섭취량은 변이계수를 활용하여 평균필요량의 120% 수준으로 설정하였고, 큰 차이가 없어 평균필요량과 동일하게 권장섭취량을 3.0 μg으로 설정하였다(표 8).

2-3. 만성질환 위험감소를 위한 섭취기준

건강한 사람에서는 몰리브덴 결핍이 현재까지 보고된 바가 없으며 [17], 만성콩팥병의 소아 [33]나 인공투석을 받고 있는 환자 [34]에서 혈청 몰리브덴 농도가 상승하였다는 보고는 있다. 이는 몰리브덴이 주로 신장으로 배설되기 때문에 몰리브덴 농도 변화는 질병으로 인한 2차 증상에 의한 것으로 질병과 몰리브덴의 섭취량과는 관계가 부족하여 만성질환 위험감소를 위한 섭취기준은 설정하지 않았다.

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3 안전확보를 위한 섭취기준

3-1. 안전을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

건강한 사람에서는 몰리브덴 결핍은 드물고, 18개월 동안 중심정맥영양(total parenteral nutrition, TPN)을 공급받은 크론씨병 환자에서 심장박동 증가, 호흡곤란, 야맹증 등이 나타났으나, 몰리브덴을 1일 300 μg 주입 후 증세가 사라졌다고 한다 [18]. 몰리브덴 독성 연구는 사람을 대상으로 한 연구는 보고된 바가 없으나, 반추동물에서 몰리브덴 과잉 공급 시 구리 결핍이 발생하였다 [19]. 또한, 설치류를 대상으로 몰리브덴 과잉 공급 시 성장지연, 신장질환, 생식 기형, 뼈 변형, 빈혈 등이 발생하였다 [20-22]. 아르메니아(Armenia) 지역 중 토양에 몰리브덴 함량이 높아 지역 사람들의 1일 몰리브덴 섭취량이 1일 10-15 mg이었고, 이들은 혈청 요산 증가, 크잔틴 산화효소(xanthine oxidase) 증가를 보여주었고, 특정 몇 명에서는 관절 통증, 고요산뇨증, 통풍과 유사한 증상이 나타났다고 보고된 바 있다 [23].

3-2. 안전 확보를 위한 섭취기준

몰리브덴의 과잉섭취에 의한 독성연구는 매우 적은데, 미국에서 4명의 건강한 사람을 대상으로 몰리브덴 1,490 μg/일을 24일간 섭취시킨 상태에서 추가로 몰리브덴 동위원소를 경구로 투여한 결과 몰리브덴 평형이 유지되었으며 유해한 영향이 확인되지 않았다고 한다 [12, 23]. 일본의 경우도 이 결과를 기준으로 이 실험의 몰리브덴 총 투여량인 약 1,500 μg/일을 최저유해용량(lowest observed adverse effect level, LOAEL)으로 정하고, 대상자의 평균 체중 82 kg을 기준으로 설정하였다.

2015년 한국인 영양소 섭취기준 상한섭취량 설정 시에는 쥐를 대상으로 용량-반응평가 [22]한 실험결과를 활용하여 상한섭취량을 설정하였는데 그 값과 유사하다(표 10). 곡물과 콩류의 섭취가 많은 엄격한 일본의 채식주의자(성인 여성 12명, 평균 체중 49.1 kg)의 식단을 분석한 연구에서도 몰리브덴 섭취량 평균치를 540 μg/일로 보고하였으나 독성에 대한 보고는 확인되지 않았다고 한다 [35].

 

(1) 영아기(1세 미만)

영아의 몰리브덴 섭취량 증가에 따른 독성연구 자료가 없을 뿐 아니라 모유, 분유, 이유식 등 식품 속 몰리브덴 함량에 대한 자료가 매우 부족하여 상한섭취량을 추정하지 않았다.

 

(2) 성장기(1-18세)

성장기의 경우에도 상한섭취량을 설정하기 위한 근거가 충분하지 않아 성인의 상합섭취량을 기준으로 연령별 체중을 적용하여 외삽하였다(표 9). 체중 변화에 따른 계산값이 달라지는 것 외에 2015년 한국인영양소 섭취기준과 크게 다르지 않다.

 

(3) 성인기(19-64세)

미국의 균형연구 [12, 23]를 바탕으로 1,500 μg/일을 최저유해용량(lowest observed adverse effect level, LOAEL)으로 정하고, 대상자의 평균 체중 82 kg으로 나누고 종 및 개체 간 변이를 고려한 불확실계수(uncertainty factor, UF) 2를 적용하고 한국인의 성인 연령별 기준체중에 맞게 추정하였다(표 10).

 

(4) 노인기(65세 이상)

성인의 상한섭취량 근거를 동일하게 적용하여 다음과 같이 추정하였다(표 11).

 

(5) 임신기와 수유기

임신･수유부의 경우 성인 여성과 비교하여 몰리브덴 섭취량에 차이가 난다는 근거가 없으므로 성인 여성과 동일하게 평균 체중을 적용하여 상한섭취량을 추정하였다(표 12).

4 주요 급원식품

몰리브덴은 토양에 풍부하게 함유되어 있어 식품이 자란 토양 환경에 따라 몰리브덴 함량이 달라질 수 있다 [36]. 몰리브덴은 모든 식품에 골고루 분포되어 있으며 특히 콩류, 잡곡, 견과류에 많이 함유되어 있다고 보고되고 있다 [37-38]. 국내 연구 결과에 따르면 청태(30.88 μg/100 g), 서리태(32.70 μg/100 g), 녹두(26.70 μg/100 g), 강낭콩(16.37 μg/100 g), 땅콩(20.65 μg/100 g) 등에서 몰리브덴 함량이 높았다 [27].

 

국민건강영양조사에서 몰리브덴 섭취량을 보고하고 있지 않으므로 2017년 국민건강영양조사의 식품섭취량 자료를 바탕으로 국가표준식품성분표(농촌진흥청, ver 9.1) [39]의 몰리브덴 함량을 적용하여 한국인의 몰리브덴 주요 급원식품을 산출하여 100 g 당 함량으로 표 13에 제시하였다. 몰리브덴 급원식품 5 순위는 두부, 샌드위치/햄버거/피자, 떡, 된장, 현미였고, 1회 분량 당 함량으로 보았을 때, 샌드위치/햄버거/피자(151.2 μg), 팥(88.5 μg), 두유(65.2 μg), 옥수수(51.1 μg), 강낭콩(48.0 μg), 두부(35.3 μg)와 같은 식품은 1회 분량만 섭취하여도 성인 남자와 여자의 권장섭취량을 충족시키는 것으로 나타났다(그림 3). 몰리브덴 1일 권장섭취량을 만족하기 위한 식사를 계획하기 위해서는 2015년 한국인 영양소 섭취기준 [40]에 제시되었던 1인 1회 분량을 참고하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 남자 19세 이상 성인이 1일 흰 쌀밥 3공기를 섭취하면 (흰쌀 1인 1회 분량 90 g, 몰리브덴 함량 69.3 μg) 몰리브덴 권장섭취량 30 μg을 충족시킬 뿐 아니라 1일 총 섭취량 207.9 μg으로 1일 상한섭취량 600 μg 범위 내에서도 안전하게 섭취할 수 있다.

 

한편, 국가표준식품성분표 [40]에서 100 g 당 몰리브덴 함량이 높은 식품을 살펴보았을 때, 모링가, 렌즈콩, 동부, 나토, 호박씨 등과 같은 식품은 몰리브덴 섭취에 기여하는 주요 급원식품에는 포함되지 않으나 몰리브덴을 다량 함유하고 있는 식품인 것으로 나타났다(표 14).

5 향후 2025 섭취기준 개정을 위한 제언

5-1. 섭취기준 설정에서 제기된 문제

2015년 한국인 영양소 섭취기준 제정 시와 동일하게 국내 몰리브덴 섭취량 조사가 전무할 뿐 아니라 평형연구 역시 2000년대 이전의 외국 연구결과 한 두개에만 의존하고 있어 영양소 섭취기준을 설정하는데 한계가 있었다. 2015년 한국인 영양소 섭취 기준과 비교 시 기준 체중 변화에 따른 값의 변화만 있었으며 가장 큰 차이점은 성장기(1-18세)에서 대사체중과 성장계수를 활용하여 평균필요량과 권장섭취량을 설정한 것이었다. 현 몰리브덴 섭취기준은 미국, 일본의 연구결과를 바탕으로 설정하였기 때문에 한국인의 몰리브덴 섭취량 조사를 통해 적정한지 검토하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

5-2. 향후 2025 섭취기준 개정을 위해 필요한 과제

(1) 우리나라 식품의 몰리브덴 함량 분석 및 데이터베이스화 구축

우리나라 식품의 몰리브덴 함량 측정 연구는 거의 미비한 실정으로 몰리브덴 식품량 측정이 앞으로 필요할 것으로 보인다. 뿐만 아니라 모유와 분유 내 몰리브덴 함량 측정 연구도 필요할 것으로 보인다.

 

(2) 국민건강영양조사 시 몰리브덴 섭취량 조사

식품의 몰리브덴 함량 분석을 통해 식품 데이터베이스화가 구축된다면 국민건강영양조사 시 몰리브덴 섭취량 실태를 파악하는 것이 필요할 것으로 보인다.

 

(3) 몰리브덴 균형 연구

현재까지 발표된 몰리브덴 균형연구는 미국 균형연구를 바탕으로 하였으며, 이에 보다 정확한 몰리브덴 한국인 영양소 섭취기준을 설정하기 위해 한국인을 대상으로 하는 균형연구도 장기적으로 고려해야 할 것으로 사료된다.

2020 한국인 영양소 섭취기준(미량무기질-몰리브덴Mo)

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