미량무기질, 셀레늄Se-2020 한국인 영양소 섭취기준

1 영양소의 특성

 

1-1. 개요

셀레늄(selenium, Se)은 1930년대 미국 대초원 지대에서 셀레늄이 많은 토양에서 자란 식물을 섭취한 가축에서 알칼리병(alkali disease)이라는 만성중독증이 발생하였고,  1970년대 후반에 중국의 케산 지방에 서 셀레늄 결핍증이 풍토병으로 보고된 이후에, 미생물의 성장 및 동물영양에 필수 요소이고 항산화와 항 암효과 등을 가진 영양소로 알려졌다 [1-4]. 셀레늄은 많은 식품에 존재하는 미량영양소로 섭취하거나, 식 이보충제를 통해 섭취가 가능하다. 셀레늄은 인간에게 필수 영양소 인데, 여러가지 셀레노프로테인 (selenoproteins)의 형태로 생식, 갑상선호르몬 대사, DNA 합성 및 산화적 손상과 감염으로부터 보호 등 의 중요한 작용을 한다 [1].

셀레늄은 성인의 체내에 약 10 mg 내외의 농도로 미량 존재하고 [5], 동식물조직에서 유기형 셀레노시 스테인(selenocysteine, Sec)과 셀레노메티오닌((selenomethionine)의 형태로 주로 존재하며, 혈장에는 셀 레노프로테인 P나 글루타티온 과산화효소(Glutathione peroxidase, GSHpx)의 셀레노시스테인 잔기를 가 진 셀레노프로테인 형태로써 주로 존재한다. 셀레노메티오닌을 함유한 단백질 형태는 주로 식품에 존재하 며, 생물학적 기능은 셀레노시스테인 잔기를 가진 셀레노프로테인에 의해 나타난다. 셀레늄은 주로 항산화 효소인 글루타티온 과산화효소의 구성요소로서 인체의 항산화능을 유지하는데 그 필수성이 입증되었으나, 이외에도 셀레늄을 함유한 여러 효소나 혈액에서 셀레늄 운반에 관여하는 셀레노프로테인이 다수 발견되 고 있다. 혈장에 존재하는 셀레노프로테인은 셀레노프로테인 P가 가장 많아 최근의 많은 연구에서 적절한 셀레늄 섭취는 글루타티온 과산화효소의 활성 보다는 셀레노프로테인 P가 충분한 수준으로 도달하는가에 초점을 맞추고 있다.

1-2. 흡수, 분포, 대사, 배설

셀레늄의 흡수는 효율적인 것으로 알려지고 있다. 셀레늄은 화학적 형태에 따라 흡수 수준의 차이를 보이 는데, 식품의 주요형태인 유기형태의 셀레노메티오닌은 90% 이상이 메티오닌이 흡수되는 경로로 흡수되고 [6], 셀레노시스테인의 흡수에 대해서는 잘 알려져 있지 않지만, 흡수는 매우 잘 되는 것으로 보인다. 무기 형태의 셀레늄은 주로 강화식품이나 보충제로 섭취하게 되는데, 셀레네이트(selenate, SeO4 2-)는 거의 대부 분 흡수되는 반면에 조직내 저장되기 전에 상당량이 소변으로 배설된다. 또 하나의 무기 형태인 셀레나이트 (selenite, SeO32-)는 장내 물질들과 상호작용이 있어 흡수율의 변화가 크다. 그러나 일단 흡수가 되면 조직 에서의 보유는 셀레네이트보다 더 잘 되고, 셀레나이트의 흡수율은 보통 50% 보다는 높다 [7].

셀레늄의 저장 풀(pool)은 두 가지가 있는데, 첫 번째는 셀레노메티오닌 풀로 식품으로 섭취된 셀레노메 티오닌으로 존재하는 셀레늄이다. 식품으로 섭취된 셀레노메티오닌을 포함한 단백질(selenomethionine-P, Sem-P)은 간, 근육, 위 및 장의 점막세포 및 췌장 등의 조직에서 셀레노메티오닌을 함유한 단백질로 저장 되거나, 셀레노프로테인으로 합성되거나, 이화과정에서 분해되어 체외로 배설되게 된다 [5].
셀레늄의 두 번째 풀은 간의 glutathione peroxidase(GSHPx-1)에 있는 셀레늄이다. 식이 셀레늄이 selenoprotein 합성에서 제한조건이 되기 때문에 이 풀은 GSHPx-1 mRNA농도를 환원시킴으로써 감소 조 절되어 [8] 셀레늄이 다른 셀레노프로테인을 합성하는 데 쓰이게 한다.

셀레늄의 대사를 보면, 주로 식물성식품에서 온 셀레노메티오닌은 신체의 메티오닌 풀에 들어가서 transsulfuration 경로에 의해 분해되기 전까지는 메티오닌과 같은 경로로 대사된다. 그 결과로 생긴 유리 셀레노시스테인은 셀레나이드(selenide, SeH2)로 환원된다 [9]. 섭취한 셀레나이트, 셀레네이트, 셀레노시 스테인은 모두 바로 셀레나이드로 대사되고, 셀레나이드는 셀레노프로테인에서 셀레노시스테인과 tRNA에 서 셀레늄의 전구체인 selenophosphate로 대사되며 [10], 메틸레이트 형태의 배설 물질로 변환된다.

셀레늄의 배설 물질이 생기는 경로에 대해서는 자세히 밝혀져 있지 않지만, 배설이 동물에서 셀레늄의 항상성을 유지하는 것으로 알려져 있다 [11]. 체내 셀레늄의 수준은 주로 소변과 대변을 통한 배설을 중심 으로 조절되며 특히 소변배설량은 섭취량에 비례하여 증가한다. 셀레늄 결핍 상태에서 셀레늄의 섭취를 증가시키면 셀레늄의 배설량이 증가하므로, 정상적인 상태에서 소변으로의 배설이 체내 셀레늄의 항상성 조절의 주 방법이 된다. 셀레늄 섭취량이 매우 높을 때는 호흡으로 휘발성 형태로 배설되며, 이때는 호흡 에 휘발성의 대사물인 디메틸셀레나이드(dimethylselenide)가 있는 것으로 알려지고 있고 [12], 트리메틸 셀레노니움(trimethylselenonium)은 소변을 통하여 배설된다. 셀레늄의 항상성이 대변을 통하여 조절된다는 보고는 없다.

1-3. 기능

셀레늄은 생물체에서 주로 셀레노프로테인의 합성에 관여하며, 주요 역할은 체내 산화스트레스를 감소 시키는 것이다. 35개의 셀레노프로테인 형태를 통해 항산화기능, 면역능, 산화환원 조절, 갑상선 기능, 생 식능 등에 관여한다. 대표적 셀레노프로테인으로는 셀레노프로테인 P, 셀레노프로테인 W, 글루타티온 과산화효소, 티오레독신 환원효소(thioredoxin reductase), 갑상선호르몬 대사를 조절하는 아이오도티로닌 디아이오디나제(iodothyronine deiodinase) 등이고 [13], 셀레늄이 체내에서 생물학적 기능을 나타내는 주 형태는 셀레노시스테인이다. 셀레노프로테인은 1차 구조에 한 개 이상의 셀레노시스테인 잔기를 공통적으 로 갖고 있다 [14, 15]. 글루타티온 과산화효소(GSHPx)는 체내에서 과산화수소를 분해하여 과산화수소에 의한 세포손상을 막아주는 항산화기능을 한다 [16]. 티오레독신 환원효소도 티오레독신을 환원하여 항산화 시스템의 재생에 관여하고, 티오레독신은 세포분화의 초기단계에 중요한 역할을 한다 [5, 15]. 셀레노프로 테인 P는 당단백질로서 혈장에서 가장 많은 셀레노프로테인으로, 셀레늄을 운반･저장하는 역할을 하며 세 포막에서도 발견되어 항산화기능을 할 것으로 추측된다 [14, 15, 17, 18]. 이러한 특성으로 셀레늄 포함 효소들은 생리적 수준에서 항산화 방어능과 생식, 근육 발달과 기능, 갑상선 호르몬 대사, 면역반응에 이르 는 다양한 대사와 생리 기능에 관여한다. 셀레늄 보충은 암, 남성 불임, 바이러스 감염, 면역체계와 여러 가지 질병의 예방과 치료에 효과가 있을 것으로 보고되고 있다 [19].

인체에서 셀레늄은 글루타티온 과산화효소의 구성성분이며, 장기간의 완전정맥영양(Total Pareteral Nutrition, TPN)으로 인해 셀레늄이 결핍된 환자에게 셀레늄을 공급하였을 때 여러 증상들이 개선되어 셀레늄 이 사람에게 필수 영양소임을 보였다 [20]. 셀레늄 부족은 1957년에 Schwarz & Foltz에 의해 괴저성 간 퇴화 (necrotic liver degeneration)를 초래할 수 있음이 보고되었고 [21], 그 이후 갑상선과 면역능 저하, 병원균 감염, 심혈관질환, 염증, 남성의 생식능 저하, 빈혈, 일부 암의 발생 위험이 증가됨이 보고되었다 [22-25]. 셀 레늄이 부족한 지역은 풍토병인 케산병을 초래하는데 중국에서 케산병이 있는 지역은 하루 셀레늄 섭취량이 11 μg(0.14 μmol) 이하이며 질병이 없는 지역은 하루 17 μg(0.22 μmol)을 섭취하고 있다고 보고하였다 [26]. 케산병은 어린이나 가임기 여성에서 심장비대, 심근괴사, 세포 미토콘드리아의 파괴를 주요 특징으로 하는 심 장질환과 신장 기능 장애를 나타낸다. 중국에서 보고된 카신벡병(Kashin Beck disease)은 또 다른 셀레늄 결 핍 질병으로 사춘기 직전이나 사춘기에 나타나는 풍토성 골관절염이 주요 특징이다. 이 질병은 연골세포의 괴사가 가장 주 증상으로 연골의 비정상으로 인한 난쟁이 증세와 관절의 변형이 나타날 수 있다 [27].

셀레늄 부족은 역학 연구에서 혈장 셀레늄 수준이 낮을 때 폐암 발생 위험이 증가하여 [28] 암 발생과 관련됨이 보고되었다. 생태학적 연구, 동물실험, 셀레늄 보충 연구, 전향적 연구 및 환자･대조군 연구 등 다양한 연구형태에서 셀레늄의 섭취가 암 발생의 예방효과를 보였다 [28-31]. 혈청 셀레늄 수준이 정상인 상태에서 셀레늄을 보충하면 암 위험이 감소되었고, 체내 셀레늄 수준이 낮은 사람에게 셀레늄 보충이 간 암, 전립선암, 폐암, 결장-직장암의 발생과 암에 의한 사망률을 낮출 수 있었다 [30, 32, 33]. 성인 관찰연구 에서 혈청 셀레늄이 130 μg/L 이하의 경우에 혈청 셀레늄 수준과 암에 의한 사망률은 역의 관계를 보였고, 혈청 셀레늄 수준이 낮은 흡연 노인에서 암 발생 위험이 증가하였다 [34-36]. 암 발생을 억제하기 위한 셀레늄의 섭취 수준은 셀레노프로테인이 최대활성을 나타내는 수준보다 높은 편이며, 암 발생의 위험을 낮추는 것은 셀레노프로테인 뿐만 아니라 메틸셀레놀(methylselenol) 등의 셀레늄 대사물이 관여한다 [30, 32, 35-37].

그러나 미국 3차 국민건강영양조사에 참여한 성인을 18년간 추적조사 하였을 때, 모든 원인의 사망률은 혈청 셀레늄 수준과 U자 곡선을 보였고, 과다한 발톱의 셀레늄 수준도 전립선암 발생과 U자 곡선을 보여 인체의 과다한 셀레늄 수준은 암 등의 발생 위험을 높일 수 있다고 보고되고 있다 [38]. 또한 중국의 토양 셀레늄 함량이 높은 지역의 주민들에서 우울증, 피로, 성장장애, 탈모, 신경증, 손톱변형 등의 셀레늄 중독 으로 나타나는 풍토병이 보고되었다 [39]. 동물의 경우 식이 셀레늄 수준이 4-5 μg/g일 때 만성 셀레늄 독성을 나타냈고, 동물의 만성 셀레늄 과잉증(알칼리병, alkali disease)은 간경화, 절름발이 증상, 탈모, 쇠약증세 등을 보였다. 사람에서 셀레늄 섭취가 750 μg/일 이상인 경우에는 혈장 셀레늄과 적혈구 셀레늄의 비율이 변화하였고, 910 μg/일 이상의 셀레늄을 섭취하고 혈액의 셀레늄 농도가 13.3 μmol/L 이상인 사 람들에서는 손톱 변형의 셀레늄 중독 증세가 나타났다 [40].

2 건강 유지 및 증진을 위한 섭취기준

2-1. 건강을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

셀레늄은 식사 또는 영양보충제의 형태로 섭취하게 된다. 식사의 셀레늄은 무기형태(셀레네이트, 셀레 나이트)와 유기형태(셀레노메티오닌, 셀레노시스테인)의 두가지 형태로 식사에서 공급되고 [41, 42], 무기 형태 셀레늄을 가지고 있는 토양은 이를 축적해서 셀레노메티오닌, 셀레노시스테인 및 메틸화된 유도체 형태로 변환시킨다. 동물과 인간의 조직에서 대부분 셀레늄은 셀레노메티오닌 형태로 존재하고, 이는 체단 백질의 메티오닌에 불특정적으로 포함되어 있다. 근육은 셀레늄 저장의 주요 장소로 총 셀레늄 풀의 28-46%에 해당되는 셀레늄이 저장되어 있다 [42].

 

셀레늄 섭취량 부족 시 결핍정도를 나타내는 지표로는 혈장 및 적혈구의 셀레늄 수준과 글루타티온 과산 화효소 활성 및 셀레노프로테인 P, 소변, 발톱, 머리카락의 셀레늄 수준이며 [43, 44], 식사로 섭취한 셀레늄 수준은 체액의 셀레늄 수준과 셀레노프로테인 활성에 반영된다. 셀레늄 섭취 부족시에는 심근증, 면역성, 근육량, 인지능력, 항산화능력, 골밀도, 갑상선 기능, 염증, 항노화, 우울증 등에서 문제 증상을 보이며, 부족 정도가 심할 경우 암, 당뇨병, 치매, 골건강, 심장병, 패혈증 등의 건강 문제가 나타날 수 있다 [25, 31, 45].

(1) 혈장과 적혈구의 셀레늄 농도

일반적으로 혈장과 적혈구 셀레늄 농도는 셀레노프로테인과 함께 셀레늄 영양상태의 지표로 사용된다. 혈액 내 셀레늄은 최근의 식사를 통한 섭취량을 반영하는데, 혈장 셀레늄은 셀레노프로테인, 셀로노메티오 닌을 포함하는 단백질 및 ion 형태의 메탈로프로테인 등 3가지 형태로 존재한다. 혈장 셀레늄 수준이 9.5 μg/dL 이하인 셀레늄 부족상태에서 셀레늄 섭취가 증가하면 셀레노프로테인은 용량-반응적으로 활성이 증 가하다가, 혈장 셀레늄 수준이 7.0-9.0 μg/dL(0.8-1.1 μmol/dL) 범위에서 최대의 포화상태를 보이고, 그 이상의 셀레늄 섭취 상태에서는 글루타티온 과산화효소의 활성이 증가하지 않는다 [45, 46]. 그러나 혈장 셀레늄 수준은 계속 증가하므로 셀레늄 영양이 충족된 상태에서도 증가할 수 있다. 혈장 글루타티온 과산 화효소를 충족시키고 남은 추가 섭취된 셀레늄은 다른 단백질에 메티오닌 대신에 셀로노메티오닌 형태로 들어간다. 그리고 필요량 이상 섭취한 경우 혈장 셀레늄 수준은 계속적으로 증가하므로 셀레늄 영양상태가 충족된 상태에서는 혈장 셀레늄 수준은 기능성 지표인 셀레노프로테인과 상관성을 보이지 않는다 [47]. 일 반적으로 혈청 셀레늄 수준이 7.0 μg/dL일 때 셀레노프로테인의 합성이 제한되며, 8.0 μg/dL 이하인 경우 부족한 수준으로 [48], 셀레노프로테인 P의 합성은 이보다 높은 수준에서 충족된다 [2]. 혈장 셀레늄 수준 의 영양학적 지표로서의 유용성 여부는 섭취된 셀레늄의 화학적 형태에 따라 달라 셀레노메티오닌으로 섭 취한 경우는 섭취수준을 잘 반영하지만, 셀레나이트 등 무기 형태로 섭취한 경우에는 영양상태나 독성을 평가하는데 유용하지 않다 [47].

(2) 소변의 셀레늄 농도

소변의 셀레늄 배설량은 셀레노메티오닌 형태로 섭취시 다른 셀레늄 지표와는 관련성을 보이지 않지만, 다양한 섭취수준에서 셀레늄 섭취와 혈장 셀레늄 수준에 직접적으로 비례하여 최근 식사의 셀레늄 섭취량 을 반영하였다 [44].

(3) 셀레노프로테인(글루타티온 과산화효소, 셀레노프로테인 P)

셀레늄 필요량은 셀레노프로테인의 활성이 최대가 되는 셀레늄 섭취량으로 정하며, 셀레노프로테인 중 셀레노프로테인 P와 글루타티온 과산화효소가 기준으로 사용될 수 있다. 글루타티온 과산화효소의 경우 혈장, 적혈구, 혈소판에서의 수준을 사용하는데, 적혈구의 글루타티온 과산화효소(GSHpx1)는 장기적 셀레 늄 영양상태를 나타내지만 주로 신장의 셀레늄 수준을 반영할 뿐만 아니라 헤모글로빈의 영향을 많이 받으 므로, 인체의 실제 전반적인 지표로는 혈장 글루타티온 과산화효소(GSHpx3)가 더 유용하다.

그러나 최근 여러 연구에서 셀레노프로테인 P가 셀레늄 영양상태의 지표로써 유용함이 보고되었는데, 셀레노프로테인 P는 혈장 셀레늄의 주를 차지하고 셀레노프로테인 P가 최대 활성을 가지게 되는 셀레늄 섭취량은 글루타티온 과산화효소의 활성이 최대가 되는 경우보다 높은 편이다 [49].

2-2. 결핍 예방을 위한 섭취기준 및 한국인 섭취실태

셀레늄 섭취가 부족한 한국인 대상의 셀레늄 중재 연구 결과가 아직 제시되지 않고 있으므로 본 섭취기 준 설정에서는 우리나라의 실정과 최근의 외국 연구결과를 고려하여 연령별 셀레늄의 평균필요량, 권장섭 취량을 설정하였다.

셀레늄 섭취기준 설정의 지표로는 글루타티온 과산화효소의 최대 활성을 보이는 셀레늄 섭취량과 혈장 셀레노프로테인 P가 최대 수준을 보이는 셀레늄 섭취량이 가능하다. 셀레노프로테인 P는 혈장의 주 셀레 노프로테인이며, 이를 생물학적 지표로 사용할 경우 셀레늄 필요량이 더 높게 평가되고 장기간의 일상식이 로의 섭취 상태를 반영하기 때문에 2020년 셀레늄의 섭취기준 설정에는 혈장 셀레노프로테인 P 수준이 최대를 보이는 셀레늄의 섭취량을 지표로 사용하였다.

2020년 셀레늄 필요량 설정에는 결핍된 성인에게 식이의 셀레늄과 동일한 형태인 셀레노메티오닌 (selenomethionine)을 보충하였을 때 용량-반응적으로 나타나는 셀레노프로테인 P의 수준을 기준으로 사 용하였다. 우리나라에서는 1995년의 제 6차 한국인 영양권장량부터 성인의 1일 셀레늄 평균필요량과 권장 섭취량은 중국인과 뉴질랜드인에 대한 자료를 토대로 41-60 μg/일로 책정하였다 [50]. 2010년 셀레늄의 한국인 영양섭취기준 설정 시에는 성인의 셀레늄의 평균필요량은 셀레노메티오닌 형태로 보충하였을 때 혈장 글루타티온 과산화효소의 활성이 가장 클 때의 섭취량으로 정했는데 [51, 52], 이는 미국/캐나다에서 사용하는 것과 같은 방법이었다.

2015년부터 셀레늄의 적정섭취량 설정에는 Xia 등 [49]의 연구에서 셀레노프로테인 P 수준이 포화상태 일때의 셀레늄 섭취량을 적정섭취량으로 보고한 결과를 셀레늄의 적정섭취량 설정의 근거로 사용하였다. Xia 등 [49]은 식이로 14 μg/일을 섭취하여 셀레늄이 결핍된 성인 중국인 95명을 7군으로 나누어서 셀레노 메티오닌 형태의 셀레늄을 매일 각각 0, 21, 35, 55, 79, 102, 126 μg의 7가지 용량으로 40주 동안 보충하 면서, 보충용량과 보충기간에 따른 혈장의 셀레늄농도, 글루타티온 과산화효소 활성과 셀레노프로테인 P 수준의 변화를 관찰하였다. 그리고 셀레늄 보충 용량에 따른 여러 지표들에 대한 영향을 관찰하여 35 μg 을 40주간 보충하였을 때, 혈장 셀레노프로테인 P가 포화되었음을 보고하였다. 보충기간이 더 짧은 경우에 는 보충용량이 더 높은 경우에만 혈장 셀레노프로테인 P 수준이 최대를 보였다. 그 결과, 평소 식사의 셀 레늄 적정 섭취량을 산정하는데 있어 셀레늄 보충 40주에 혈장 셀레노프로테인 P 수준이 최대를 보이는 셀레늄 보충량 35 μg과 식이로의 셀레늄 섭취량 14 μg을 합해 총 49 μg을 중국인의 적정섭취량으로 제시 하였다. 2020년 한국인 영양소 섭취기준의 셀레늄 적정섭취량 설정에는 이 49 μg에서 중국인 남녀 대상자 의 평균 체중 58.4 kg과 우리나라 성인 남녀의 참고체중치 평균인 62.4 kg과의 체중비를 사용하여 (49×62.4÷58.4＝52.36)의 계산식에서 52.36 μg을 산출하였고, 이를 국민의 실제 사용 시 편의를 고려하 여 50 μg으로 결정하였다. 셀레늄의 권장수준은 결정된 평균필요량 50 μg에 변이계수 10%를 적용하여 평균필요량의 120%인 60 μg으로 설정하였다.

(1) 영아기(1세 미만)

영아의 셀레늄 섭취량에 대한 보고된 자료가 없으므로, 0-5개월까지 영아 전기에는 모유섭취량을 근거로 충분섭취량을 설정하였다. 즉, 한국인 모유의 평균 셀레늄 농도(표 1)는 11.0 μg/L(1.055 μg/dL)이고 [53, 54], 평균 모유섭취량을 780 mL/일을 적용하여 9 μg/일을 영아의 모유를 통한 셀레늄 섭취량으로 설정하 였다. 영아 후기인 6-11개월은 영아 전기의 충분섭취량에 대사체중에 기초한 외삽방법을 사용해서 12 μg/일 로 설정하였다(표 2).

미국의 경우 토양에 셀레늄 농도가 낮은 지역의 모유의 셀레늄 농도는 13 μg/L, 셀레늄 농도가 높은 지역에서는 28 μg/L로 평균 18 μg/L로 평가하고 있어 우리나라의 모유내 셀레늄 농도보다 약간 높았다 [55]. 우리나라 영아의 혈청 셀레늄 농도는 0-6, 7-12, 13-24개월에 각각 57.6 μg/L, 71.8 μg/L, 75.5 μg/L 로 연령이 높아짐에 따라 증가하는 것으로 보고되었다 [56].

(2) 성장기(1-18세)

성장기인 1-18세의 유아, 아동 및 청소년의 셀레늄의 평균필요량을 설정하기 위한 근거가 충분하지 않다. 따라서 평균필요량은 대사체중과 성장계수(1-2세 남녀 0.3; 3-14세 남녀 0.15; 15-18세 남자 0.15, 15-18세 여자 0)를 고려하여 성인의 평균섭취량에서 외삽하였다. 1-5세의 경우 성별 구분이 없으므로 성인 남녀의 평균치를 적용하여 외삽하였다(표 3).

1-2세 영아의 경우 2015 대비 기준체중의 감소가 0.7 kg 있었으나 2015 영양소 섭취기준에 비해 평균필 요량은 19 μg/일로 동일하였고, 3-5세의 평균필요량은 22 μg/일로 2015년 영양소 섭취기준과 동일하였다. 6-8세 아동의 평균필요량은 남녀 모두 30 μg/일로 산정되어 2015 영양소 섭취기준과 동일하였다. 아동9-11세는 기준체중이 2015 영양소 섭취기준 설정 기준에 비해 남아는 다소 감소되었고, 여아는 다소 증가 하여, 남자 아동은 40 μg/일, 여자 아동도 40 μg/일로 산정되어 2015 영양소 섭취기준 39 μg/일 보다 1 μg/ 일 증가되었다.

청소년을 대상으로 한 셀레늄 대사 연구 자료의 부족으로 12-18세 우리 나라 청소년의 2020 셀레늄 평 균필요량은 대사체중과 성장계수를 고려해 성인의 필요량으로부터 외삽하여 산정하였다. 12-14세의 성장계 수는 남녀 모두 0.15를, 15-18세까지의 청소년의 성장계수는 남자 청소년에서만 0.15로, 여자 청소년의 경 우 0이지만, 여자 청소년이 셀레늄 결핍에 민감한 점을 감안하여 남아의 성장계수를 적용하였다. 12-14세 청 소년의 셀레늄 평균필요량은 성별 체중과 성인의 기준체중 62.4 kg의 체중비에 대사율을 고려하고, 성장계수 0.15를 적용하여 외삽한 결과 적정섭취량은 50 μg/일로 설정되어 2015년에 비해 1 μg 증가 설정되었다.

15-18세 청소년의 평균필요량은 남녀별 체중과 성인의 기준체중 62.4 kg의 체중비에 대사율을 고려하고, 남자 청소년의 성장계수 0.15를 적용하면 남자는 60 μg, 여자는 50 μg이 나왔으나, 우리나라의 15-18세 청소년의 섭취수준에 대한 평가가 없고 15-18세 남자 청소년의 필요량이 성인에 비해 높을 것으로 예측되 지는 않아, 평균필요량을 증가시키기 보다는 2015년 영양소 섭취기준 책정시의 방법과 같이 남녀 평균 체 중을 적용하여 남녀 청소년의 평균필요량을 설정하는 것이 적절하다고 평가하였다. 따라서 기준체중(남녀 평균) 59.2 kg과 성인의 기준체중 62.4 kg의 체중비에 대사율을 고려하고, 남자 청소년의 성장계수 0.15를 적용하여 나온 55.27 μg을 외삽하여 55 μg으로 하였다.

셀레늄의 권장섭취량을 설정하기 위해서는 우리 나라 국민의 평균필요량과 표준편차가 필요하나 1-18세에 대한 대사 연구 자료가 부족하여, 권장섭취량의 설정에는 변이계수를 10%로 하여 평균필요량의 120% 수 준으로 계산 후 외삽하여 설정하였다. 그 결과 2015 한국인 영양소섭취기준과 비교하여 평균필요량이 1 μg 증가한 9-11, 12-14세를 포함하여 모든 연령에서 셀레늄의 권장섭취량은 2015년과 동일하였다(표 4).

성장기 어린이와 청소년의 셀레늄 섭취량에 대한 보고는 매우 부족하여, 초등학생의 혈청 셀레늄이 41.7μg/dL이라고 보고된 바 있다 [57].

 

(3) 성인기(19-64세)

19세 이상 성인의 평균필요량은 Xia 등 [49]에서 셀레노프로테인 P가 최대로 되는 셀레늄 섭취량 49 μg/일이라는 보고와 이때 적용된 중국인 남녀의 평균 체중 58.4 kg과 우리나라 성인 남녀(19-29세)의 평균 체중인 62.4 kg의 평균의 비를 이용하여 산정하여 얻은 52.36 μg을 내림한 값인 50 μg을 평균필요량으로 설정하였다. 성인은 연령 증가에 따라 기준체중이 감소하더라도 나이 증가에 따른 산화스트레스가 증가함을 고려하여 19-29세 기준을 그대로 사용하였다(표 5).

셀레늄의 권장섭취량은 평균필요량에 120%를 곱한 60 μg으로 추정하였고, 이는 2015 한국인 영양소 섭취기준과 동일하다(표 6).

우리나라의 셀레늄 섭취에 대한 보고로는 성인이 하루에 셀레늄을 42 μg 섭취한다는 오상환 & 조우연의 보고가 있었고 [58], 2003년의 연구에서도 성인이 하루에 42.3 μg을 섭취한다고 하여 비슷한 결과를 보여 주고 있다 [49, 59]. 그리고 셀레늄의 하루 섭취량이 경기도 여주지역은 36.3 μg, 서울의 강북구지역은 45.7 μg, 인천지역은 41.9 μg, 강원도 양양지역은 43.8 μg을 섭취하는 것으로 지역에 따라 약간의 차이를 보여 주었다 [59]. 또한 김경희 & 임현숙은 전북지역 젊은 여성을 대상으로 하루 동안 섭취한 식품과 음식의 1/10을 수거하여 직접 분석한 결과 셀레늄 섭취량으로 41.9 μg를 제시하였고 [60], 최미경은 21-24세의 여대생의 혈청 셀레늄이 23.5 μg/dL라고 보고하였다 [61].

우리 국민 1인당 2002년의 국민건강영양조사의 자료에 근거하여 표준식단을 구성하여 평가한 셀레늄 섭취량은 하루 57.5 μg으로 보고되었다 [62]. Choi 등 [63]은 2005년 국민건강영양조사에서 나타난 다소비 섭취식품들을 충청남도에서 채취하여 셀레늄 함량을 분석한 후, 성인들의 식이조사를 실시하여 평가한 셀 레늄 섭취량은 남자 136 μg, 여자 123 μg으로 제시하여 과거에 비해 매우 높은 셀레늄 섭취량을 보고하였 다. 또한 4기 국민건강영양조사 자료(2007-2008년)를 분석하였을 때, 우리 국민의 평소 셀레늄 섭취량의 50 백분위는 20-64세 성인 여자의 경우 62-72 μg, 남자의 경우 85-97 μg으로 나타났으며 성인은 나이 증 가에 따라 셀레늄 섭취량이 감소하였으며, 성인의 생애주기별 모든 계층에서 셀레늄 섭취량의 50 백분위수가 45 μg보다 높은 수준을 보였다. 이와 같이 최근 우리 국민의 셀레늄 섭취량은 증가하는 경향을 보이지 만 연구에 따라 섭취수준의 차이가 있었는데, 이는 셀레늄 섭취량이 식생활 패턴과 토양의 셀레늄 함량, 식품 셀레늄의 분석 방법 및 식사조사 방법에 의해서 다르게 평가되기 때문으로 사료된다.

이옥희 등 [64]은 우리나라 여성의 혈청 셀레늄 농도는 젊은 성인기 12.4 μg/dL, 중년기 9.5 μg/dL, 노인기 9.16 μg/dL로 나이가 증가하면서 감소하였고, 이는 단백질 영양상태와 관련성이 있음을 보고하였 다. 40대 이하 여성에서는 혈청 셀레늄 수준이 HDL-콜레스테롤 수준과 관련이 있음을 제시하였고 [65], 이 양자 등 [57]은 우리나라 남녀 성인의 평균 혈청 셀레늄 농도가 25.5 μg/dL이고, 나이가 증가하면서 감소 하며 여자의 혈청 셀레늄 농도가 남자에 비해 낮았다고 보고하였다. 또한 김경희 & 임현숙은 젊은 여성들 의 혈청 셀레늄 수준은 3.73 μg/dL으로 결핍 상태임을 보고하였고 [60], 반면에 이옥희 등 [66]은 젊은 성인 여성의 혈청 셀레늄 수준은 평균 12.0 μg/dL이며, 셀레노프로테인 합성을 제한하는 수준인 7.0 μg/dL 이 하를 보이는 경우는 없다고 보고하였다. 이와 같이 현재까지의 보고에 따르면 우리나라 성인의 셀레늄 영 양상태는 연구에 따라 많은 차이를 보이고 있다.

(4) 노인기(65세 이상)

노인 시기는 노화에 따라 인체 셀레늄 수준이 감소하고 산화스트레스가 증가하여 각종 만성질환의 위험 이 증가함을 고려하여 체중이 감소하여도 성인과 동일한 평균필요량으로 설정하였다(표 7).

노인의 권장섭취량 역시 산화 스트레스와 만성질환의 위험 증가를 고려하여 성인과 동일하게 설정하였다 (표 8).

노인의 셀레늄 섭취량을 조사한 연구에서 65-74세 노인의 하루 셀레늄 섭취량이 남자 118.3 μg, 여자 102.1 μg으로, 성인의 섭취량 결과에 비해 높은 것으로 보고되었다 [67].

(5) 임신기

임신기의 셀레늄 필요량은 태아가 셀레노프로테인을 포화시킬 수 있도록 셀레늄을 축적할 수 있는 양이 어야 한다. 임신기 동안 태아는 체중 1 kg당 250 μg의 셀레늄을 축적한다는 보고 [68]를 근거로, 태아 3.4 kg의 경우에 850 μg의 셀레늄을 보유하게 되며, 이 양을 임신기간 280일로 나누어 임신부의 하루 추가 필요량으로 산정하였다. 따라서 임신기의 추가 필요량은 850 μg/280일로 1일 3 μg의 평균필요량의 추가량 이 필요하다(표 9). 이는 2015 한국인 영양소 섭취기준의 임신기 평균필요량 추가량과 동일하다.

권장섭취량은 개인 변이계수 10%를 적용하여 임신기 가산치 3 μg의 120%인 3.6 μg을 반올림하여 4 μg/ 일을 각 연령별 권장섭취량에 추가할 것을 권장한다(표 10). 즉, 성인기 여성이 임신을 하는 경우 성인기 여성의 권장섭취량 50 μg/일에 4 μg/일을 부가하여 54 μg/일로 하며, 이는 2015 한국인 영양섭취 기준의 임신기 셀레늄 권장섭취량에 대한 추가량과 동일하다.

한국인 임신부의 셀레늄 섭취량에 대한 조사 보고는 없어 임신부의 평균필요량과 권장섭취량에 대한 평 가는 어려운 실정이다.

(6) 수유기

수유부의 1일 셀레늄 부가 필요량은 모유로 분비되는 셀레늄의 양으로 계산하였다. 우리나라 모유의 평균 셀레늄 농도는 11.0 μg/L이며 [53, 54], 하루 모유 분비량 780 mL를 적용하면 1일 모유로 분비되는 셀레 늄 양은 8.58 μg으로 이를 반올림한 9.0 μg을 수유부의 추가필요량으로 산정하였다(표 11).

수유부의 셀레늄 권장섭취량은 수유부의 평균필요량에 추가되어야 하는 모유로 분비되는 셀레늄양인 8.58 μg에 변이계수 10%를 사용하여 120%인 10.3 μg을 반올림하여 1일 10 μg으로 산정하였다(표 12).

한국인 수유부의 셀레늄 섭취량에 대한 조사 보고는 없는 실정이라 수유부의 평균필요량과 권장섭취량에 대한 평가는 어렵다.

2-3. 만성질환 위험감소를 위한 섭취기준

셀레늄 섭취량은 특정 암, 심장질환, 갑상선질환, 골관절염 등 질병발생과 관련성이 있지만, 이러한 질병의 위험 감소와 관련한 증거는 아직 충분하지 않으므로 만성질환위험감소섭취량은 설정하지 않았다.

3 안전확보를 위한 섭취기준

3-1. 안전을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

셀레늄의 급성 독성은 타액분비의 과다, 구토, 호흡시 마늘냄새가 나는 것이 특징이다. 이런 효과들은 심한 구토와 설사 등의 위장장애 및 머리카락 손실, 신경계 이상(안전부절, 경련, 빈맥)과 피로를 동반한다. 셀레늄의 만성 독성인 셀레늄중독증(selenosis)의 증상은 머리카락과 손톱의 변화, 피부의 손상, 말초감각저 하(peripheral hypoethesia), 말단지각이상(acroparesthesia), 과다반사(hyperreflexia) 등의 임상적인 신경 장애가 발생하며, 이는 감각상실, 경련, 마비로 발전하게 된다. 토양에 셀레늄 함량이 높아 셀레늄과잉증이 나타나는 미국과 중국 지역의 연구결과에 의하면 셀레늄중독증은 0.91 mg/일 이상(60 kg 성인의 경우 0.015 mg/kg)의 셀레늄을 섭취한 경우에 나타나는 것으로 계산되었으며, 사람과 동물을 대상으로 한 다른 연구들을 고려해볼 때 하루 0.85 mg 이상의 셀레늄을 섭취하는 경우 셀레늄중독증이 발생하는 것으로 보 고되었다. 그러나 하루에 0.2 mg의 셀레늄을 10년간 보충한 사람들에서 셀레늄중독증이 나타나지 않았으 며, 하루 0.388 mg의 셀레늄을 단기간 섭취시킨 경우에도 독성이 나타나지 않았다 [38, 39].

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3-2. 안전 확보를 위한 섭취기준 및 한국인 섭취실태

셀레늄 독성은 셀레늄 화합물의 특성에 따라 다르다. 특히 용해도가 중요한 영향을 미쳐, 불용성인 황화 셀레늄(selenium sulphide)은 셀레나이트, 셀레네이트 및 셀레노메티오닌에 비해 독성이 적다. Burk 등 (2006)은 18세 이상의 건강한 사람 88명에게 하루 200, 400, 600 μg의 셀레늄을 나트륨 셀레나이트 (sodium selenite), 셀레늄 이스트(high-selenium yeast), 셀레노메티오닌의 형태로 캡슐을 만들어 공급한 결과 셀레노메티오닌과 셀레늄 이스트는 혈중 셀레늄 농도를 용량 비례적으로 증가시켰으나 셀레나이트는 그렇지 않았다 [47]. 소변의 셀레늄 배설 수준으로 평가해 볼 때, 셀레나이트 보다 셀레노메티오닌 형태가 흡수가 더 잘되는 것으로 보인다. 나노 크기의 셀레늄은 독성이 적은 편이며 셀레노메티오닌은 셀레나이트 보다 생리활성이 2배 정도 높아 독성도 클 것으로 보이므로, 앞으로 상한섭취량 설정 시 셀레늄 보충형태 에 따른 차이를 고려할 것으로 제안된다 [69, 70].

Yang 등 [71]은 하루 0.91 mg의 셀레늄을 섭취한 경우 미미한 셀레늄중독증이 발생했다고 보고하며 0.91 mg을 최저유해용량으로 주장하였다. 그러나 또한 Yang 등 [72]은 349명을 대상으로 한 연구에서는 0.85 mg의 셀레늄 섭취가 최대무해용량이라고 보고하였다. 그 이후 Yang & Zhou [73]는 5명의 셀레늄중 독증 환자에서 식사변화를 통해 혈중 셀레늄 농도가 1.346 mg/L에서 0.968 mg/L로 감소하였는데, 이들의 혈중 셀레늄 농도를 낮춰 준 결과 셀레늄 중독증상이 없어졌으며, 이에 해당하는 셀레늄 섭취량이 0.813 mg이었다고 보고하여 0.85 mg을 최대무해용량으로 주장한 Yang 등 [72]의 결과를 뒷받침해 주었다. 문헌 분석결과, 셀레늄 상한섭취량 기준에 적용할 수 있는 셀레늄의 과잉 섭취에 의한 유해 영향은 2015년 개정 이후 새로운 연구 자료가 제시되지 않았으므로 기존의 상한섭취량을 그대로 적용하였다. 2015년도의 기준 과 같이 영아를 제외한 모든 연령에서 Yang 등 [72]의 연구에 근거하여 0.85 mg(0.014 mg/kg)을 최대무 해용량으로 설정하고, 불확실계수 2.0을 적용하였다. 따라서 한국 성인의 셀레늄 상한섭취량은 0.85÷2＝0.425 μg을 내림하여 0.4 mg으로 결정하였다. 임신부와 수유부의 경우 따로 상한섭취량을 설정할 만한 근거가 없어 성인의 기준을 그대로 적용하였다.

(1) 영아기(1세 미만)

Yang 등의 연구 [72]에 따라 7.5 μg/kg/일을 최대무해용량으로 설정하고, 체중을 곱하고 불확실계수를 1로 간주하여 영아의 셀레늄 상한섭취량은 0-5개월은 40 μg, 6-11개월은 65 μg으로 결정하였다(표 13). 이는 2015 영양소 섭취기준과 비교해볼 때 0-5개월은 평균 체중의 감소로 5 μg 감소하였고, 6-11개월은 변동이 없다.

(2) 성장기(1-18세)

① 유아
유아의 셀레늄 상한섭취량은 보수적으로 설정하기 위해 성인의 상한섭취량에 남자성인 기준체중에 대한 유아의 기준체중비를 적용하여 외삽하여 설정하였고 반올림하였다(표 14).

② 아동 및 청소년
아동 및 청소년의 셀레늄 상한섭취량은 보수적으로 설정하기 위해 성인의 상한섭취량에 남자성인 기준 체중에 대한 아동 및 청소년의 체중비(여자 기준)를 적용하여 외삽하여 설정하였다(표 15). 2015년에 비해 기준체중의 변화가 약간 있었으나 외삽과 반올림 원칙을 따라 설정한 결과, 2015년 한국인 영양소 섭취기 준과 비교하여 동일한 상한섭취량이다.

(3) 성인기(19-64세)와 노인기(65세 이상)

Yang 등 [72]의 연구에 근거하여 850 μg(0.014 mg/kg 체중)을 최대무해용량으로 설정하고, 불확실계수는 2.0으로 설정하였다. 따라서 한국 성인의 셀레늄 상한섭취량은 850÷2＝425 μg이므로 400 μg으로 결정하 였다(표 16). 노인의 상한섭취량도 성인과 같은 양으로 정하였다. 2015년 한국인 영양소 섭취기준과 비교 하여 동일한 상한섭취량이다.

(4) 임신기와 수유기

임신부, 수유부는 상한섭취량을 설정할 만한 근거가 없어 성인의 기준을 그대로 적용하였다.

4 주요 급원식품

셀레늄은 육류의 내장, 생선류 및 난류에 0.4-1.5 μg/g 정도 함유되어 있고, 그 다음은 육류의 살코기 순으로 함유하고 있으며, 식물성 식품으로 밀, 브로콜리, 마늘, 양파 등에 함유되어 있다 [74]. 식물의 셀레늄 함량은 그 식물이 생산된 토양의 셀레늄 함량에 의존하고, 동물의 경우 사료로 쓰인 재배 식물의 셀레늄 함량에 따라 차이가 나며, 같은 종류의 식품이어도 셀레늄 함량이 50배의 차이를 보인다 [75].

식품에 함유된 셀레늄 함량은 식품이 생산된 지역 토양의 셀레늄 함량에 따라 많은 차이를 보이는데, 표 준 식품영양성분표를 사용하여 계산 평가한 셀레늄 섭취량은 생물학적 셀레늄 수준과 관련성이 다르게 나타 나는 경우가 있다. 이는 지형 특성에 의한 식품의 셀레늄 함량 차이가 섭취량 평가에 반영되지 못하였거나, 식품의 셀레늄이 가열 조리에 의해 휘발되어 일부가 소실되지만 식품성분표의 분석치에서 식품의 셀레늄의 보존율을 고려하지 않으며, 또한 분석방법에 따라 식품의 셀레늄 함량이 차이를 보이기 때문이다 [74].

셀레늄 섭취의 주 급원식품은 각 나라의 식생활패턴에 따라 차이를 보인다. 우리나라는 비교적 곡류 섭 취가 높은 나라이므로, 현재까지는 셀레늄의 주 공급원이 곡류이다 [62]. 일본에서는 어패류가 셀레늄 공급 량의 50% 정도를 차지하였고 [76], 미국이나 영국은 육류와 빵류가 주요 공급원으로 보고되고 있다 [38].

2017년 국민건강영양조사의 식품섭취량 자료를 바탕으로 국가표준식품성분표(농촌진흥청, ver 9.1) [77]의 셀레늄 함량을 적용하여 한국인의 셀레늄 주요 급원식품을 산출한 결과, 돼지고기, 국수, 달걀, 빵, 소고기 순으로 셀레늄 섭취에 기여하는 것으로 나타났다(표 18). 그림 3은 산출된 주요 급원식품의 1회 분량 당 셀레늄 함량과 2020 셀레늄 권장섭취량을 비교하여 제시하고 있다. 1회 분량 당 셀레늄이 가장 많은 식품 상위 3가지는 국수(118 μg), 샌드위치/햄버거/피자(32.9 μg), 돼지의 간(30.4 μg) 순이었으며, 국수를 1회 분량을 섭취하는 경우 성인 남성과 성인 여성의 1일 권장섭취량인 60 μg의 약 2배 정도를 충족시킬 수 있다. 국가표준식품성분표 [77]에서 100 g 당 셀레늄 함량이 높은 식품으로 살펴보았을 때, 송이버섯, 쥐치 포, 렌틸콩, 겨자, 함초 등과 같은 식품은 고함량 식품이나 한국인의 셀레늄 섭취에 기여하는 주요 급원식 품에는 포함되지 않는 식품으로 나타났다(표 19).

5 향후 2025 섭취기준 개정을 위한 제언

5-1. 섭취기준 설정에서 제기된 문제

한국인 대상의 셀레늄 섭취수준에 대한 평가도 부족하고, 혈액, 적혈구 등의 체조직의 셀레늄 함량에 대한 분석도 매우 부족하다. 특히 한국인 대상의 용량-반응 평가에 대한 자료가 없고, 한국인의 셀레노프 로테인 P가 최대로 되는 최대무해용량에 대한 연구가 부족하여 중국인 대상의 데이터를 기준으로 사용한 한계가 있다.

또한 한국인 다빈도식품의 셀레늄 분석이 활발하게 이루어지고 있지 않고, 국민건강영양조사 자료 분석 에서 국민들의 셀레늄 섭취 실태와 혈액의 셀레늄 분석이 이루어지지 않아 셀레늄 섭취기준 설정에 대한 평가가 어렵다.

5-2. 과학적 근거가 부족한 사항

본 셀레늄 섭취기준의 설정에는 중국인을 대상으로 한 연구결과를 이용하였는데, 셀레늄 결핍은 유전적 구성에 따라 그 예민도가 차이를 보인다는 연구가 있다 [79]. 따라서 우리 국민을 대상으로 한 셀레늄 투여 에 따른 셀레노프로테인 P를 포함한 여러 지표에 대한 용량-반응 연구가 필요하다.

5-3. 향후 2025 섭취기준 개정을 위해 필요한 과제

국민건강영양조사에서 혈액의 셀레늄 분석이 필요하다. 임신부, 중년, 노인을 대상으로 한 소규모 연구 에서 우리 국민의 셀레늄 수준이 미국이나 일본에 비해 상당히 낮은 수준을 보이고 있어 이를 확인하는 대규모 연구가 필요하다.

또한 우리 국민의 셀레늄 섭취현황과 질병과의 관계 연구가 필요하다. 한국인의 셀레늄 섭취량에 대한 평가가 이루어져 영양소 섭취기준에 대한 평가가 필요하다. 특히 한국인 대상의 최대무해용량을 평가할 수 있는 용량-반응 연구도 필요하다.

그리고 이러한 연구의 수행에는 우리나라의 식품과 음식의 셀레늄 데이터베이스의 질적 구축이 기반되 어야 한다. 셀레늄이 토양에 영향을 크게 받으며 쉽게 휘발되는 특성 등을 감안하여 분해법을 보완하는 최신의 분석법으로 우리 국민의 다소비 식품의 셀레늄 함량을 분석하는 것이 선행되어야 한다. 같은 식품 도 토양이나 환경에 의해 셀레늄 함량의 차이가 있으므로 한국인의 적정섭취량 수준을 분석하기 위해서는 우리나라 식품의 셀레늄 함량의 분석이 중요함을 강조하는 바이다.

2020 한국인 영양소 섭취기준(미량무기질-셀레늄Se)

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