셀레늄 (r1)

셀레늄은 여러 중요한 항산화 효소의 필수 구성 성분으로 작용한다. 가장 잘 알려진 효소는 글루타티온 과산화효소(GPx) 계열이다. 이 효소들은 세포 내에서 생성되는 유해한 과산화수소 및 지질 과산화물을 무해한 물이나 알코올로 전환시켜 세포막, 단백질, DNA를 산화적 손상으로부터 보호하는 역할을 한다[3].

셀레늄은 또한 티오레독신 환원효소(TrxR)와 같은 다른 항산화 효소 시스템의 구성 요소이기도 하다. 이 효소는 티오레독신이라는 단백질을 재생시켜, 세포의 산화-환원 항상성을 유지하고 전사 인자의 조절에 관여한다. 따라서 셀레늄이 결합된 이들 셀레노단백질은 세포의 방어 체계에서 핵심적인 역할을 수행한다.

이러한 효소들의 활성은 체내 셀레늄 수준에 직접적으로 의존한다. 충분한 셀레늄 공급이 이루어지지 않으면 효소의 합성과 활동이 저하되어 세포가 산화 스트레스에 더 취약해질 수 있다.

셀레늄은 갑상선의 정상적인 기능과 갑상선 호르몬의 대사에 필수적인 역할을 하는 미량 원소이다. 갑상선은 신체의 대사 속도를 조절하는 티록신(T4)과 활성 형태인 트리요오드티로닌(T3)을 생산하는데, 이 과정에 셀레늄이 관여하는 효소들이 결정적으로 작용한다.

가장 중요한 역할은 아이오딘과 함께 작용하여 T4를 보다 활성적인 T3 호르몬으로 전환시키는 아이오도티로닌 데아이오디네이스(DIO) 효소군의 필수 구성 성분이라는 점이다. 특히 DIO1과 DIO2 효소는 셀레늄을 포함하는 셀레노시스테인을 활성 부위에 가지고 있어, 이 효소들의 기능을 위해 셀레늄이 반드시 필요하다. 또한, 갑상선 조직 내부에서 발생하는 과산화수소를 제거하여 갑상선 세포를 산화적 손상으로부터 보호하는 글루타티온 과산화효소와 티오레독신 환원효소 같은 항산화 효소들도 셀레늄에 의존한다.

따라서 셀레늄이 부족하면 T3 생산이 저하되고, 갑상선 조직의 산화 스트레스가 증가하여 기능 장애가 발생할 수 있다. 이는 갑상선기능저하증의 위험을 높이는 요인으로 작용한다. 반면, 충분한 셀레늄 수준은 하시모토 갑상선염과 같은 자가면역성 갑상선 질환에서 갑상선에 대한 항체 수치를 낮추고 염증을 완화시키는 데 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 있다[4]. 셀레늄과 아이오딘의 균형은 갑상선 건강을 유지하는 데 매우 중요하다.

셀레늄은 면역 체계의 정상적인 기능을 유지하고 강화하는 데 중요한 역할을 한다. 특히 T세포와 대식세포와 같은 면역 세포의 활성과 증식에 관여한다. 충분한 셀레늄 수준은 신체가 바이러스와 같은 병원체에 효과적으로 대응하는 능력을 지원한다.

셀레늄이 면역 반응에 기여하는 주요 메커니즘 중 하나는 글루타티온 과산화효소와 같은 항산화 효소의 필수 구성 요소로서의 작용이다. 이 효소들은 면역 세포가 병원체를 제거하는 과정에서 생성되는 활성산소로부터 스스로를 보호하는 데 도움을 준다. 이를 통해 면역 세포의 손상을 방지하고 그 기능을 최적화한다.

연구에 따르면, 셀레늄 결핍은 면역 반응을 약화시키고 바이러스의 병원성을 증가시킬 수 있다[5]. 반면, 적정 수준의 셀레늄은 백신 접종 후 항체 생성을 촉진하는 데 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 그러나 과도한 섭취는 면역 기능을 억제할 수 있으므로 균형 잡힌 섭취가 중요하다.

동물성 식품은 일반적으로 식물성 식품보다 셀레늄의 생체이용률이 높은 편이다. 이는 동물 조직 내 셀레늄이 주로 셀레노메티오닌이나 셀레노시스테인 형태의 유기 셀레늄으로 존재하기 때문이다. 이러한 유기 형태는 체내에서 무기 셀레늄보다 효율적으로 흡수되고 저장된다.

해산물, 특히 특정 어류와 조개류는 우수한 셀레늄 공급원이다. 참치, 황새치, 정어리, 대구, 넙치와 같은 생선은 셀레늄 함량이 높다. 갑각류인 새우와 게, 그리고 굴과 같은 조개류도 상당량의 셀레늄을 제공한다. 다만, 생선의 셀레늄 함량은 서식지 해역의 토양 및 수질에 따라 크게 달라질 수 있다.

육류와 내장육도 중요한 공급원이다. 소고기, 돼지고기, 닭고기, 그리고 양고기에는 셀레늄이 풍부하다. 특히 간과 같은 내장육은 높은 농도를 가진다. 가금류 중에서는 칠면조가 두드러진 셀레늄 함량을 보인다. 달걀, 특히 노른자에도 상당량의 셀레늄이 포함되어 있다.

동물성 식품의 셀레늄 함량은 사육 환경, 사료 구성, 그리고 지리적 위치에 직접적인 영향을 받는다. 예를 들어, 셀레늄이 풍부한 토양 지역에서 생산된 사료를 먹은 가축의 고기나 유제품은 그 함량이 더 높다.

식물성 식품의 셀레늄 함량은 주로 재배된 토양의 셀레늄 농도에 크게 의존한다. 토양의 셀레늄 수준은 지역에 따라 극명한 차이를 보이기 때문에, 동일한 작물이라도 생산지에 따라 영양적 가치가 달라질 수 있다. 일반적으로 토양이 알칼리성일 경우 셀레늄의 식물 이용 가능성이 높아지는 경향이 있다.

곡류와 견과류는 중요한 식물성 공급원이다. 브라질너트는 특히 셀레늄이 매우 풍부한 것으로 알려져 있으며, 소량으로도 일일 필요량을 크게 초과할 수 있다. 전분이 많은 곡물인 밀 배아, 오트밀, 현미도 셀레늄을 제공한다. 버섯과 대두 및 다른 콩류도 함량이 있는 편이다.

셀레늄이 풍부한 토양에서 자란 마늘, 양파, 아스파라거스와 같은 채소도 공급원이 될 수 있다. 그러나 대부분의 과일과 채소는 셀레늄 함량이 낮은 편이다. 채식주의자나 비건은 다양한 식물성 식품을 통해 셀레늄을 섭취해야 하며, 특히 토양 셀레늄 농도가 낮은 지역에 거주할 경우 주의가 필요하다.

일일 권장 섭취량은 연령, 성별, 생애 주기에 따라 다르게 설정된다. 일반적으로 성인 남성과 여성의 권장량은 약간의 차이를 보인다. 주요 국가 및 기관별 권장량은 다음과 같다.

*AI (적정 섭취량): 영아의 경우 RDA 대신 AI가 설정되어 있다. 출처: 미국 국립보건원(NIH) 식이보충제사무국(ODS) 자료를 기준으로 함[10].

권장량은 글루타티온 과산화효소와 같은 필수 셀레노단백질의 최적 활성을 유지하는 데 필요한 양을 기준으로 정해진다. 임신부와 수유부의 요구량이 증가하는 것은 태아 발달과 모유 생성을 지원하기 위해서이다. 상한섭취량은 약물 형태의 셀레늄 보충제를 통해 장기간 섭취할 경우 부작용이 나타나지 않는 최대 일일 섭취량을 의미하며, 일반 식품을 통한 섭취에서는 이를 초과하기 어렵다.

셀레늄 결핍은 전 세계적으로는 흔하지 않지만, 토양 내 셀레늄 농도가 극도로 낮은 특정 지역에서 발생할 수 있다. 이러한 지역에서는 주로 현지에서 재배된 식물을 섭취하는 사람들에게 결핍 위험이 높다. 주요 결핍 증상은 카샨병과 케샨병이라는 두 가지 특정 질환과 밀접하게 연관되어 있다.

카샨병은 골관절증을 특징으로 하는 질환으로, 주로 어린이와 청소년에게 발생하여 관절과 뼈의 변형과 성장 장애를 초래한다. 케샨병은 심근병증을 유발하는 질환으로, 심장 근육의 손상으로 인해 심부전, 심장 비대, 심지어 사망에 이를 수 있다. 이 두 질환은 중국의 셀레늄이 극도로 부족한 일부 지역에서 처음 발견되었으며, 셀레늄 보충이 예방과 치료에 효과적인 것으로 확인되었다. 일반적인 셀레늄 결핍 증상으로는 피로감, 정신적 혼미, 근력 약화, 면역 체계 기능 저하로 인한 감염 취약성 증가 등이 포함된다.

셀레늄 결핍의 위험군은 다음과 같다.

• 특정 지리적 지역 거주자: 중국, 시베리아, 북유럽 일부 등 토양 셀레늄 농도가 낮은 지역에서 현지 농산물에 의존하는 사람들.

• 장기 정맥 영양 공급을 받는 환자: 셀레늄이 포함되지 않은 영양제를 장기간 공급받는 경우.

• 위장관 질환자: 크론병, 궤양성 대장염, 셀리악병 등으로 인해 영양소 흡수에 심각한 장애가 있는 환자.

• HIV 감염자: 질병 진행과 관련하여 셀레늄 수치가 낮아지는 경우가 많다.

• 신장 투석 환자: 투석 과정에서 셀레늄이 손실될 수 있다.

• 고령자: 식이 섭취 감소와 흡수 능력 저하로 인해 위험할 수 있다.

셀레늄의 급성 중독은 비교적 드물게 발생하며, 일반적으로 고농도의 셀레늄 보충제를 단기간에 대량 섭취했을 때 나타난다. 주요 증상으로는 위장 장애(메스꺼움, 구토, 복통), 신경학적 증상(피로, 과민성), 호흡에서의 마늘 냄새(디메틸 셀레나이드 배출로 인함) 등이 있다. 매우 높은 용량을 섭취할 경우 호흡곤란, 신장 및 심장 기능 부전과 같은 심각한 증상이 발생할 수 있다[12].

만성 중독, 즉 셀레노시스는 장기간에 걸쳐 권장량을 크게 초과하는 양을 꾸준히 섭취함으로써 발생한다. 증상은 서서히 진행되며 다음과 같은 특징을 보인다.

만성 중독은 식품을 통한 자연적인 섭취보다는 부적절한 보충제 사용이 주요 원인이다. 중독 증상이 의심될 경우 즉시 셀레늄 섭취를 중단하는 것이 가장 중요하며, 대부분의 경우 중단 후 증상이 서서히 호전된다.

셀레노시스는 셀레늄을 장기간 과도하게 섭취하여 발생하는 만성 중독 상태를 가리킨다. 이는 일반적으로 고농도 셀레늄이 함유된 토양에서 자란 식물을 섭취하거나, 부적절하게 고용량의 셀레늄 보충제를 장기 복용할 때 발생한다. 급성 중독보다는 상대적으로 서서히 진행되는 경우가 많다.

주요 임상 증상은 취성 손톱과 탈모, 피부염 등이 두드러진다. 또한 구취에서 마늘 냄새가 나는 것이 특징적이며, 이는 호흡과 땀을 통해 휘발성 메틸셀레늄 화합물이 배출되기 때문이다. 그 외에도 위장 장애, 피로, 과민 반응, 말초 신경 장애로 인한 저림 현상 등이 나타날 수 있다.

셀레노시스의 진단은 혈중 또는 요중 셀레늄 농도 측정과 임상 증상을 종합하여 이루어진다. 치료의 핵심은 셀레늄 공급원을 즉시 제거하는 것이다. 대부분의 경우, 중독 원인을 제거하면 증상이 서서히 호전된다. 예방을 위해서는 권장 식이 허용량을 크게 초과하는 보충제 섭취를 피하고, 특히 셀레늄 함량이 높은 지역의 토양에서 생산된 식품에 대한 주의가 필요하다.

셀레늄의 암 예방 효과에 대한 연구는 주로 그 강력한 항산화 기능과 DNA 손상 방지, 세포 사멸 조절 및 면역 체계 증진 능력에 기반을 둔다. 셀레늄은 글루타티온 과산화효소와 같은 항산화 효소의 필수 구성 성분으로, 암을 유발할 수 있는 활성산소와 프리 라디칼로부터 세포를 보호한다. 또한, 셀레늄은 손상된 세포의 세포 주기 정지와 프로그램된 세포 사멸을 유도하여 암세포의 증식을 억제하는 역할을 한다고 알려져 있다.

역학 연구와 임상 시험 결과는 혼재되어 있다. 1990년대 후반 발표된 대규모 임상 시험(NPC 시험[14])에서는 하루 200 마이크로그램의 셀레늄(셀레노메티오닌 형태) 보충이 전립선암, 대장암, 폐암의 전체 발생률을 유의미하게 낮췄다고 보고했다. 이 연구는 셀레늄 보충이 기저 셀레늄 수치가 낮은 개인에게 특히 유익할 수 있음을 시사했다. 그러나 이후 더 큰 규모의 SELECT 시험[15]에서는 비타민 E와 함께 셀레늄을 보충해도 건강한 남성의 전립선암 발생 위험을 낮추지 못했으며, 당뇨병 발생 위험 증가와 같은 잠재적 위험도 제기되었다.

현재의 과학적 합의는 셀레늄이 암 예방에 필수적인 미량 원소이지만, 그 효과는 개인의 기저 영양 상태와 유전적 배경에 크게 의존할 수 있음을 지적한다. 연구 동향은 특정 암 종류(예: 간암, 위암)에 대한 예방 효과, 최적의 용량 범위, 그리고 셀레늄이 풍부한 식품을 통한 균형 잡힌 섭취의 중요성에 초점을 맞추고 있다. 셀레늄 보충제를 통한 과도한 섭취는 오히려 해로울 수 있으므로, 식이를 통한 적정량 섭취가 권장된다.

셀레늄은 항산화 방어 체계의 핵심 구성 요소로서, 심혈관계 건강 유지에 중요한 역할을 합니다. 주요 작용 기전은 글루타티온 과산화효소와 같은 셀레노단백질의 구성 성분이 되어, 혈관 내벽을 손상시킬 수 있는 활성산소종과 지질 과산화물을 중화하는 데 기여하는 것입니다. 이는 동맥경화의 초기 단계인 산화 스트레스와 염증을 감소시키는 효과와 연결됩니다.

연구에 따르면, 적정 수준의 셀레늄 상태는 심혈관 질환 위험 감소와 관련이 있습니다. 혈중 셀레늄 농도가 낮은 경우, 심근경색 및 허혈성 심장질환 발생 위험이 증가할 수 있다는 관찰 연구 결과가 있습니다[16]. 이는 셀레늄이 혈소판 응집을 억제하고, 혈관의 이완 기능을 지원하며, 전신적인 염증 표지자를 낮추는 데 기여할 수 있기 때문으로 해석됩니다.

그러나 셀레늄 보충의 효과는 개인의 기저 영양 상태에 크게 의존합니다. 셀레늄 결핍이 분명한 인구에서는 보충이 심혈관 보호 효과를 나타낼 수 있지만, 이미 적정 수준을 유지하고 있는 사람에게 과도한 보충은 오히려 유해할 수 있습니다. 일부 대규모 임상 시험에서는 셀레늄 보충제가 심혈관 질환 예방에 유의미한 이점을 제공하지 못했다는 결과도 있습니다. 따라서 심혈관 건강을 위한 셀레늄의 역할은 균형 잡힌 식이를 통해 적정량을 섭취하여 결핍을 예방하는 데 초점을 맞추는 것이 바람직합니다.

셀레늄은 뇌 건강과 인지 기능 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 뇌는 산화 스트레스에 특히 취약한 기관이며, 셀레늄은 글루타티온 과산화효소와 같은 항산화 효소의 필수 구성 성분으로 작용하여 뇌 세포를 자유 라디칼로부터 보호한다. 또한, 셀레늄은 신경전달물질 합성과 신경세포의 신호 전달 과정에도 관여한다. 연구에 따르면 혈중 셀레늄 농도가 낮을수록 인지 기능 저하와 연관이 있을 수 있다[17].

노화 관련 인지 감퇴 및 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환에 대한 셀레늄의 잠재적 영향이 연구되고 있다. 일부 연구는 적절한 셀레늄 수준이 신경염증을 감소시키고 타우 단백질의 비정상적 응집과 같은 병리적 과정을 늦추는 데 도움을 줄 수 있다고 시사한다. 그러나 셀레늄 보충이 이미 확립된 인지 장애를 치료하거나 반드시 예방한다는 결론적인 증거는 아직 부족한 상태이다.

인지 기능에 대한 셀레늄의 효과는 다른 영양소와의 상호작용을 통해 발현될 가능성이 높다. 예를 들어, 셀레늄은 비타민 E와 상승 작용을 하여 항산화 방어 체계를 강화한다. 따라서 균형 잡힌 식이를 통해 충분한 셀레늄을 공급받는 것이, 특히 노화 과정에서 인지 건강을 지원하는 전반적인 전략의 일부로 고려될 수 있다.

셀레늄 보충제는 무기 형태와 유기 형태로 나뉜다. 무기 형태에는 셀레나이트(셀레늄산나트륨)와 셀레네이트(셀레늄산나트륨)가 있으며, 유기 형태에는 셀레노메티오닌과 셀레노시스테인이 대표적이다. 셀레노메티오닌은 식물에 자연적으로 존재하는 형태로, 체내에서 일반 메티오닌과 동일하게 대사되어 조직에 저장된다. 이는 체내 셀레늄 수치를 장기간 유지하는 데 효과적이다.

셀레노시스테인은 '21번째 아미노산'으로 불리며, 글루타티온 페록시다아제와 같은 필수 항산화 효소의 활성 부위를 구성한다. 무기 형태인 셀레나이트와 셀레네이트는 체내에서 환원 과정을 거쳐 생리활성 형태로 전환된다. 효모 배양을 통해 생산되는 '고셀레늄 효모'는 주성분이 셀레노메티오닌이며, 일반적인 보충제 원료로 널리 사용된다.

보충제 선택 시에는 형태에 따른 생체 이용률과 안전성이 고려되어야 한다. 일반적으로 유기 셀레늄 형태가 체내 흡수와 이용 효율이 더 높은 것으로 알려져 있다[19]. 그러나 권장량을 크게 초과하는 모든 형태의 셀레늄 장기 복용은 셀레노시스를 유발할 수 있다.

셀레늄 보충은 특정 질환의 관리나 예방을 위한 보조적 수단으로 연구되고 활용된다. 가장 활발히 연구되는 분야는 갑상선 자가면역 질환, 특히 하시모토 갑상선염이다. 일부 연구에 따르면, 셀레늄 보충이 갑상선 자가항체(anti-TPO 항체) 수치를 낮추고 환자의 삶의 질을 개선할 수 있다는 가능성이 제시된다[20]. 그러나 모든 환자에게 효과가 있는 것은 아니며, 장기적인 효과와 권장 용량에 대해서는 추가 연구가 필요하다.

바이러스 감염 관리에서도 셀레늄의 역할이 주목받는다. 인플루엔자나 코로나바이러스감염증-19 (COVID-19)와 같은 감염병에서 셀레늄 상태가 질병 중증도와 연관될 수 있다는 관찰이 있다. 셀레늄 결핍 지역에서는 바이러스의 변이 가능성이 높아질 수 있으며, 적절한 셀레늄 수준이 면역 반응을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나 감염병 치료를 위한 표준 요법을 대체할 수는 없다.

남성 생식 건강 분야에서는 남성 불임 관리에 셀레늄이 고려되기도 한다. 셀레늄은 정자의 운동성과 형태에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 일부 연구에서 셀레늄과 비타민 E 등의 항산화제 보충이 정자 품질을 개선하는 데 도움이 될 수 있다고 보고한다. 그러나 그 효과는 개인별 셀레늄 상태에 크게 의존한다.

임상적 활용은 반드시 의료 전문가의 지도 하에 이루어져야 한다. 기저 질환과 약물 복용 여부, 개인의 혈중 셀레늄 농도를 고려하지 않은 무분별한 보충은 셀레노시스 같은 중독 위험을 초래하거나 기존 치료에 방해가 될 수 있다.