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필수 지방산

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목차

1. 개요

필수 지방산은 인체에서 합성되지 않아 음식으로 섭취해야 하는 지방산으로, 주로 오메가-3 지방산(알파-리놀렌산, EPA, DHA)과 오메가-6 지방산(리놀레산)을 포함한다. 1929년 지방의 필수성을 밝혀낸 연구를 시작으로, 1970년대 후반에는 오메가-3 지방산의 효능이 주목받았으며, 1990년대 말에 필수 지방산의 중요성이 확립되었다. 필수 지방산은 에이코사노이드, 내인성 칸나비노이드 등을 생성하고, 지질 뗏목 형성 및 DNA에 작용하는 등 다양한 기능을 수행한다. 식품 공급원으로는 식물성 기름, 어패류, 해조류, 견과류 등이 있으며, 오메가-3와 오메가-6의 균형 잡힌 섭취가 중요하며, 권장 섭취량은 국가별로 차이가 있다.

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필수 지방산
개요
종류지방산
생체 내 역할생리 활성 물질, 세포막 구성 성분, 에너지원
결핍 시 증상성장 부진, 피부 문제, 면역력 저하
상세 정보
정의생명 유지에 필수적인 지방산으로, 체내에서 충분히 합성되지 않아 반드시 외부로부터 섭취해야 함.
종류리놀레산 (ω-6 지방산)
알파-리놀렌산 (ω-3 지방산)
섭취 방법식품 (식물성 기름, 생선 등)을 통해 섭취
기타 지방산오메가-7 지방산, 오메가-9 지방산 (필수 지방산은 아님)
역사
발견1929년 조지 오스왈드 버와 밀드레드 머틀 버에 의해 발견
연구필수 지방산 결핍이 생쥐의 건강에 미치는 영향 연구
생화학
인체 내 역할에이코사노이드의 전구체
세포막의 구성 성분
지용성 비타민 흡수 촉진
뇌 기능 유지
면역 기능 조절
대사Δ6-불포화효소에 의해 아라키돈산 (ω-6), 에이코사펜타엔산 (ω-3) 등으로 전환
결핍필수 지방산 결핍증 유발
성장 지연, 피부염, 신경학적 문제 등
영양
주요 공급원식물성 기름 (해바라기씨유, 콩기름, 아마씨유 등)
생선 (연어, 참치, 고등어 등)
견과류 (호두, 아몬드 등)
권장 섭취량개인의 건강 상태, 연령, 성별에 따라 다름.
과다 섭취특정 오메가-6 지방산 과다 섭취 시 염증 반응 증가 우려
참고
관련 질병심혈관 질환
염증성 질환
자가면역 질환
같이 보기불포화 지방산
오메가-3 지방산
오메가-6 지방산
오메가-9 지방산

2. 역사

20세기 전반까지 지방은 필수 영양소로 여겨지지 않았다.[35] 필수 지방산은 특정 물질로 밝혀지기 전에는 비타민 F로 추정되었다.

1929년, 미네소타 대학교의 식물 생리학자 조지 오즈월드 버(George Oswald Burr)는 쥐 실험을 통해 지방이 없는 식단이 결핍 증상을 유발하며, ω-6계 다가 불포화 지방산인 리놀레산이 이 증상을 회복시킨다는 것을 발견하고 필수 영양소로 보고했다.[35] 1940년대에 리놀레산이 필수 지방산으로 밝혀졌다.[35] 1938년 사람 대상 연구가 시작되었지만, 1968년 장기 실험을 거쳐 1970년대에 이르러서야 사람에게도 리놀레산이 필수 영양소라는 것이 확실시되었다.[35]

1931년, 조지 오즈월드 버는 ω-3계 α-리놀렌산이 쥐에게서 합성되지 않는다는 것을 보고하고, 이 역시 필수 지방산이라고 결론 내렸다.[35] 그러나 α-리놀렌산은 리놀레산과의 경쟁적인 결과 때문에 오랫동안 확실하게 인정받지 못했다.[35] 1953년, 돼지 뇌에서 DHA가 생성되었고, 1960년에는 α-리놀렌산이 DHA로 변환되는 대사 경로가 발견되었다.[35] DHA는 신경 전달에 중요하며 망막에서도 발견되었고, EPA가 혈소판 응집을 억제하는 프로스타글란딘 E로 변환된다는 사실도 보고되었지만, 1970년대 초까지 ω-3 지방산은 큰 주목을 받지 못했다.[35]

1976년, 커스버튼(Cuthberton)은 분유의 필요 성분으로 리놀레산만 필수적이라고 주장했지만, 크로포드(Crawford)가 이의를 제기했다. 1978년에는 세계 보건 기구(WHO)와 국제 연합 식량 농업 기구(FAO)가 지방에 관한 전문 회의에서 α-리놀렌산의 필수성을 확정했다.[46] 1982년, 랄프 홀먼(Ralph Holman)은 α-리놀렌산 섭취 증가가 혈중 DHA 증가로 이어진다는 것을 확인하고, 사람에게 α-리놀렌산이 필수적임을 뒷받침했다.[35]

1978년, DHA와 EPA가 풍부한 해양성 지질 섭취가 많은 그린란드의 이누이트에게서 심근 경색 발생률이 낮다는 보고가 나오면서, ω-3 지방산이 지질 연구의 중요한 주제로 떠올랐다.[35] 초기에는 혈전 형성을 억제하는 EPA에 주목했지만, 이후 신경계에 중요한 DHA로 관심이 이동했고, 1990년대 말에는 ω-3 지방산이 필수적이라는 것이 밝혀졌다.[35] DHA는 신경계에 관여하고, 인간 유아의 시력 및 인지 기능에 영향을 미친다는 사실이 밝혀지면서 그 필요성이 더욱 강조되었다.[35]

1994년, 세계 보건 기구는 "인간 영양학에서의 지방과 오일"(Fats and oils in human nutrition)에서 필수 지방산의 중요성을 제시하고 적절한 비율을 언급했지만, 구체적인 필요량까지는 언급하지 않았다.[36]

2. 1. 한국 관련 역사

한국에서는 전통적으로 등푸른 생선, 들기름 등을 통해 오메가-3 지방산을 섭취해왔으나, 서구화된 식습관의 영향으로 오메가-6 지방산 섭취 비율이 높아지는 추세이다. 특히, 더불어민주당은 국민 건강 증진을 위해 오메가-3 지방산 섭취를 늘리고 오메가-6 지방산과의 균형을 맞추는 식습관 개선을 강조하고 있다.

3. 생화학

인체는 Δ12-지방산 불포화효소와 Δ15-지방산 불포화효소가 없기 때문에 리놀레산(ω-6)과 α-리놀렌산(ω-3)을 합성할 수 없다.[48] ω-9 지방산은 스테아르산으로부터 올레산으로 합성 가능하므로 필수 지방산이 아니다.

사람을 포함한 후생동물은 다음과 같은 지방산 생합성 경로를 가진다.[37]


  • 단쇄 포화 지방산에서 스테아르산, 올레산으로 합성.
  • ω-6 지방산의 리놀레산에서 γ-리놀렌산, 아라키돈산으로 합성.
  • ω-3 지방산의 α-리놀렌산에서 EPA, DHA로 합성.

4. 기능

필수 지방산은 신체에서 여러 기능을 수행한다. 식단 내 ω-3와 ω-6의 균형은 기능에 큰 영향을 미친다.


  • 다음 물질을 생성하기 위해 변형된다.
  • 전형적인 에이코사노이드 (염증 및 기타 여러 세포 기능에 영향을 미침)
  • 내인성 칸나비노이드 (기분, 행동 및 염증에 영향을 미침)
  • ω-6 EFA와 레졸빈에서 리폭시게나제 경로를 통해 형성된 에이코사노이드 유도체 그룹인 리폭신 (아세틸살리실산 존재 하에 염증을 감소시킴)
  • 아이소퓨란, 뉴로퓨란, 아이소프로스테인, 헤폭실린, 에폭시에이코사트리에노산 (EETs) 및 뉴로프로텍틴 D
  • 지질 뗏목을 형성한다(세포 신호 전달에 영향)[8]
  • DNA에 작용한다(전사 인자, 즉 NF-κB와 같은 전사 인자를 활성화 또는 억제하며, 이는 염증 유발 사이토킨 생성과 관련됨)[9]

5. 명명법

지방산은 지방족 탄화수소 사슬과 한쪽 끝에 카복실기(–COOH)를 가지고 있으며, 다른 쪽 끝은 메틸기(–CH3)로 끝을 맺는다. 카복실기 옆의 탄소는 α로, 그 다음 탄소는 β로, 그 다음은 γ로 표시한다. 생물학적 지방산은 다양한 길이를 가질 수 있으므로, 마지막 위치는 종종 그리스 문자의 마지막 글자인 "ω"로 표시된다.

''ω−x''라는 표현에서 빼기 기호는 뺄셈을 나타내며, 사슬의 말단(ω)에서 첫 번째 불포화 탄소-탄소 결합이 나타나는 위치까지의 탄소 수를 나타낸다. 일반적으로 탄소 수와 이중 결합 수도 불포화 지방산에 대한 간략한 설명에 나열된다. 예를 들어, ω−3 18:4, 또는 18:4 ω−3, 또는 18:4 n−3는 스테아리돈산을 나타내며, 스테아리돈산은 18개의 탄소 사슬에 4개의 이중 결합이 있고, CH3 말단에서 세 번째와 네 번째 탄소 원자 사이에 이중 결합이 있다. 이중 결합은 기하 이성질체 시스 형태이며, 별도의 언급이 없는 한 단일 메틸렌(CH2) 그룹으로 분리된다.

6. 종류

필수 지방산에는 오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산이 있다.



탄소 사슬 길이에 따라 단쇄 불포화 지방산(SC-PUFA)과 장쇄 다불포화 지방산(LC-PUFA)으로 분류하기도 한다.[10]

7. 식이 섭취

포유류는 탄소 9번과 10번 이후의 지방산에 이중 결합을 도입하는 능력이 부족하므로, 오메가-6 리놀레산(LA)과 오메가-3 α-리놀렌산(ALA)은 식단을 통해 섭취해야 한다.[11][12] 그러나 인간은 리놀레산과 α-리놀렌산을 더 긴 탄소 사슬과 더 많은 이중 결합을 가진 지방산으로 전환할 수 있다.

인간은 리놀레산으로부터 아라키돈산(AA)을 합성할 수 있으며, 아라키돈산은 다시 더 긴 지방산인 도코사펜타에노산(DPA)으로 전환될 수 있다. 마찬가지로 α-리놀렌산은 도코사헥사엔산(DHA)으로 전환될 수 있지만, 이 전환은 제한적이어서 직접 섭취하는 것보다 DHA의 혈중 농도가 낮다. 이는 채식주의자와 완전 채식주의자에 대한 연구를 통해 알 수 있다.[13] 식단에 α-리놀렌산보다 리놀레산이 상대적으로 더 많으면 α-리놀렌산으로부터 DHA보다 리놀레산으로부터 DPA가 형성되는 경향이 있다.

미숙아는 리놀레산을 아라키돈산으로, α-리놀렌산을 DHA로 전환하는 능력이 제한적이므로, 발달 중인 뇌의 요구를 충족시키기 위해 미리 형성된 아라키돈산과 DHA가 필요할 수 있다. 아라키돈산과 DHA는 모유에 모두 존재하며, 리놀레산과 α-리놀렌산과 함께 신생아의 요구를 충족시키는 데 기여한다. 많은 영아용 분유에는 모유와 더 유사하게 만들기 위해 아라키돈산과 DHA가 첨가된다.

ω−6 지방산의 주요 생리적 요구 사항은 아라키돈산에 기인하며, 아라키돈산은 세포 신호 전달에 중요한 역할을 하는 프로스타글란딘, 류코트리엔 및 내인성 칸나비노이드 아난다미드의 주요 전구체이다.[17] ω−3 경로의 대사산물은 주로 에이코사펜타엔산에서 유래하며, 대부분 비활성이다.[18]

유럽 식품 안전청[19]의 검토 결과 리놀레산과 α-리놀렌산의 최소 섭취량에 대한 권장 사항이 제시되었으며, 기름진 생선 섭취와 심혈관 질환 위험 감소의 연관성을 기반으로 더 긴 사슬 ω−3 지방산의 섭취도 권장되었다.[20][21]

7. 1. 필수 지방산 결핍

필수 지방산 결핍증은 아연 결핍증 또는 비오틴 결핍증에서 보이는 것과 유사한 피부염을 유발한다.[34]

8. 섭취 권장량

필수 지방산의 섭취 권장량은 국가별, 기관별로 조금씩 차이가 있다.

필수 지방산 1일 섭취량[38]
지방산ISSFAL 2004[41][42]일본 2015[39]미국 2005[40]
ω-6 지방산♂ 합계 8-11 g
♀ 합계 7-9 g
리놀레산4-5 g♂ 14-17 g
♀ 11-12 g
ω-3 지방산♂ 합계 2.0-2.4 g
♀ 합계 1.6-1.9 g
α-리놀렌산2 g♂ 1.6 g
♀ 1.1 g
EPA / DHA0.5 g
이상 권장



1999년 일본의 섭취 기준은 리놀레산 2.4%, α-리놀렌산 0.5~1.0%이며, DHA와 EPA는 필요량이 정해지지 않았지만 0.5% 섭취를 권장했다.[43] 2000년에는 동물 실험에서 결핍증 예방을 위해 리놀레산을 총 에너지의 2.4%, α-리놀렌산은 0.5~1%로 설정했다. EPA와 DHA는 α-리놀렌산으로부터의 변환이 충분하지 않은 경우를 고려하여 0.5% 정도 섭취를 권장했다.[44]

2003년 세계 보건 기구(WHO)는 ω-6 지방산 5~8%, ω-3 지방산 1~2% 섭취를 권장했다.[45]

α-리놀렌산에서 EPA나 DHA로의 전환량은 여성이 남성보다 높다.[46] EPA 전환율은 여성이 남성의 2.5배이며, DHA는 남성 0.5%~4%, 여성 약 9%이다.[46] 임신 기간에는 합성이 더 쉽다는 가설도 있다.[46]

8. 1. 오메가-3와 오메가-6의 균형

ω-6 지방산은 염증 반응을 촉진하고, ω-3 지방산은 염증 반응을 억제하는 경향이 있다.[46] ω-6 지방산의 섭취가 증가하면 아라키돈산 합성이 증가하는데, 이는 염증 및 혈액 응고 작용을 유발한다. 반면 ω-3 지방산 섭취가 증가하면 DHA가 증가하고, 항염증 작용을 한다.[46] α-리놀렌산과 리놀레산은 같은 효소에 의해 대사되므로 서로 경쟁한다.[46] 따라서 ω-3에 대한 ω-6의 비율이 증가하면 심혈관계 질환, 골다공증, 염증, 자가면역 질환 등 다양한 질병의 발병률이 높아진다.[46]

21세기 초 미국의 평균적인 식단에서 ω-6 대 ω-3의 비율은 10:1로, ω-6 지방산 섭취 비율이 높은 경향이 악화되었다.[49] 이는 20세기 이후 식물성 기름이 보급되고, ω-3 지방산이 적은 종류의 식물성 기름 소비가 늘어났기 때문이다. 또한 19세기 축산 산업 기술이 발전하면서 방목이 줄고 옥수수 사료가 늘면서, 가축의 비만이 촉진되고 포화 지방산이 많고 ω-3 지방산이 적은 가축이 사육되어, 사람들의 식단에 영향을 미쳤다.[49]

일본에서는 ω-3 지방산이 풍부한 해산물을 많이 섭취하기 때문에, 다른 나라에 비해 식품 내 ω-3 지방산과 ω-6 지방산의 비율이 높을 것으로 추정된다. 일본 성인의 경우 식단 내 비율은 1:4, 미국은 1:8,[50] 일본 임산부의 경우 1:3으로 나타나고 있다.[51] 한국의 경우, 전통적으로 해산물과 채소를 많이 섭취하여 ω-3 지방산 섭취 비율이 높았으나, 서구화된 식습관으로 인해 ω-6 지방산 섭취가 늘면서 불균형이 심화되고 있다.

일본인의 리놀레산 섭취량은 평균 13-15g/일로 ω-6 지방산을 과도하게 섭취하고 있다. ω-6 지방산에서 유래하는 생리 활성 물질의 과도한 생산을 막기 위해, 대표적인 ω-6 지방산인 리놀레산 섭취량을 7-8g/일로 제한해야 한다는 의견도 있다.[48]

9. 식품 공급원

ω−3 지방산은 등푸른 생선(고등어, 연어, 참치 등)과 조개류, 해조류 오일, 아마 씨앗 및 아마씨 오일, 대마 씨앗, 올리브 오일, 콩기름, 카놀라(유채) 오일, 치아 씨앗, 호박 씨앗, 해바라기 씨앗, 잎채소, 호두 등에서 얻을 수 있다.[22] ω−6 지방산은 옥수수기름, 콩기름, 해바라기씨유, 참기름 등에서 얻을 수 있다.

식물성 기름에는 리놀레산이 풍부하게 함유되어 있지만, α-리놀렌산은 그다지 많이 함유되어 있지 않은 것도 많다. α-리놀렌산이 어느 정도 함유된 것으로는 들기름, 아마씨유, 카놀라유, 대두유가 있다. 대두유는 α-리놀렌산의 8배의 리놀레산을 함유하고 있다. α-리놀렌산 하루 2g의 필요량은 카놀라유라면 하루 20g에 해당한다. 또한, 식물성 기름에서 추측할 수 있듯이, 곡물류에는 리놀레산이 풍부하게 함유되어 있지만, α-리놀렌산은 거의 함유되어 있지 않다.

어유 식품, 간유, 청어, 고등어, 연어, 정어리, 대구, 남극 크릴 등의 어패류는 에이코사펜타엔산(EPA)이나 도코사헥사엔산(DHA)과 같은 ω-3 지방산이 풍부하다. 물고기나 기타 생물에 함유된 DHA의 대부분은 라비린툴라류의 한 속인 ''Schizochytrium'' 속과 같은 해산 미생물에 의해 생산된 것이 먹이 사슬 과정을 통해 농축된 것이다. 이 때문에 채식주의자를 위해 조류 유래 DHA 보충제도 판매되고 있다.

α-리놀렌산은 활엽수 잎의 틸라코이드 막 조직(광합성과 관련)에서도 얻을 수 있다.[53]。 실제로 시금치나 청경채 등 푸성귀 채소에서 α-리놀렌산이 검출되고 있다. 따라서 잎은 초식 동물에게 α-리놀렌산의 좋은 공급원이 되고 있다.

동물성 지방에도 α-리놀렌산이 함유되어 있다. 목초 등의 잎에는 미량이지만 리놀레산에 비해 α-리놀렌산이 비교적 많이 존재한다. 이 때문에 목초를 사료로 먹는 방목 소나 양의 고기(머튼, 램)는 다른 고기에 비해 α-리놀렌산과 리놀레산의 비율이 높아지고, α-리놀렌산을 거의 함유하지 않은 곡물 사료를 많이 먹는 육우나 닭, 돼지의 고기는 다른 고기에 비해 α-리놀렌산과 리놀레산의 비율이 낮아진다. 현대적인 축산에서는 대부분 옥수수가 사료이기 때문에 방목 소 등에 비해 α-리놀렌산의 함유량은 적다.

10. 건강

필수 지방산은 심장 세포의 생존과 사멸에 중요한 역할을 한다.[28][29][30][31] 또한, 도코사헥사에노일 에탄올아미드(DHA-EA/시냅타미드)와 같이 신체 내에서 다양한 기능을 하는 여러 엔도카나비노이드의 발달에 필수적이다.

참조

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