The Role of Iron in Brain Development: A Systematic Review (2020)

https://doi.org/10.3390/nu12072001

 

해당 리뷰 논문은 철분이 초기 뇌 발달에 어떻게 중요한 역할을 하는지에 대해 종합적으로 검토하고 있다. 철분은 생리적, 신경적 발달에 필수적인 요소로 특히 산소 전달과 에너지 대사에 중요한 역할을 한다. 철분이 부족할 경우 다양한 신경 발달에 장애가 발생할 수 있으며, 이는 초기 발달 시기에 더욱 심각하게 나타날 수 있다.

 

주요 연구 결과

1. 철분 부족과 신경 발달에 미치는 영향

• 임신 중 철분 부족: 임신 중 철분이 부족하면 태아의 뇌가 필요한 산소와 에너지를 충분히 공급받지 못해 뇌 발달이 저하될 수 있다. 특히 철분은 뇌 내 산소 전달을 담당하는 혈액 속 헤모글로빈 형성에 중요한 역할을 한다. 연구에 따르면 임신 중 철분 결핍이 있을 경우 신경 발달이 저해되어 태어난 후 유아의 인지 발달과 운동 능력에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 크다고 보고된다.
• 철분 부족의 신경 발달 메커니즘: 철분은 뇌의 특정 부위인 해마(기억력과 학습 능력 담당)와 기저핵(운동과 감정 조절 담당) 발달에 관여하며, 철분이 부족하면 이들 부위의 정상적 발달이 방해될 수 있다. 또한, 철분은 도파민, 세로토닌 등의 신경전달물질 생성에 관여하기 때문에 철분 결핍이 발생하면 뇌 신경의 정보 전달이 느려지고, 인지와 감정 조절 능력이 저하될 수 있다.

 

2. 연령별 철분의 중요성과 보충의 효과

• 임신 중 철분 보충의 효과: 연구는 임신 중 철분 보충이 태아의 건강과 발달에 긍정적인 영향을 줄 수 있다고 보고하고 있다. 그러나 임산부의 철분 결핍이 심하지 않은 경우 철분 보충 효과는 제한적일 수 있으며, 철분 결핍이 있는 경우에만 보충의 실질적 혜택이 뚜렷하게 나타난다.
• 영아기 철분 보충의 중요성: 생후 6개월부터 철분이 부족한 아기는 신체와 뇌 발달에 영향을 받을 수 있다. 특히 6~24개월 동안 철분 보충이 인지 발달과 운동 발달에 중요한 역할을 할 수 있으며, 철분 결핍이 있는 경우 철분을 보충함으로써 발달상의 장점을 얻을 수 있다. 연구에 따르면 철분 보충을 받은 아기는 운동 발달이 촉진되고, 인지 발달에서도 긍정적인 영향을 볼 수 있었지만, 모든 연구에서 일관된 결과가 나타나지 않았다.

 

3. 철분 결핍이 장기적인 발달에 미치는 영향

• 인지 발달: 철분 부족은 뇌 발달에 필요한 필수 대사 과정을 저해할 수 있어 장기적인 인지 발달에 영향을 미친다. 연구에서는 철분 결핍이 있는 아동이 나이가 들면서도 인지와 학습 능력에서 어려움을 겪을 수 있다고 보고하고 있다. 특히 영유아기에 철분 결핍을 겪은 아동은 청소년기와 성인이 되어서도 기억력, 문제 해결 능력, 집중력에서 어려움을 겪을 가능성이 크다.
• 사회적, 정서적 발달: 철분 부족이 정서적 발달에도 영향을 미칠 수 있다. 특히 철분 결핍은 뇌에서 감정과 사회적 상호작용을 조절하는 기능을 저하시키며, 철분 결핍 상태에서 성장한 아동은 이후 감정 조절이나 사회적 행동에서 어려움을 겪을 가능성이 있다. 철분이 결핍되면 도파민과 세로토닌 같은 신경전달물질의 합성이 감소하여, 사회적 행동, 감정 조절 능력이 약화될 수 있다고 연구는 보고한다.

 

 

그래프 설명

1. Cognitive Development (인지 발달)

   • 연령에 따라 철분 보충 전후 인지 발달 점수를 비교하였다. 철분 보충 후 모든 연령 그룹에서 인지 발달 점수가 증가하는 추세를 보이며, 특히 0~6개월 영아 그룹에서 두드러진다. 이는 철분이 초기 뇌 발달과 인지 기능 향상에 긍정적 영향을 미친다는 것을 시사한다.

2. Motor Development (운동 발달)

   • 철분 보충 전후로 각 연령 그룹의 운동 발달 점수를 비교하였다. 철분 보충 후 0~6개월 영아의 운동 발달 점수가 크게 증가했으며, 6~24개월 그룹에서도 비슷한 패턴을 보인다. 이는 철분 보충이 유아의 운동 능력 발달을 촉진할 수 있음을 보여준다.

3. Ferritin Levels (페리틴 수치)

   • 임신 기간(초기, 중기, 후기)과 출산 후 시점에서의 페리틴 수치를 비교하였다. 출산 후 페리틴 수치가 상승하는 경향을 보이며, 이는 출산 후 철분 요구량이 증가할 수 있음을 의미한다. 특히 출산 후에는 철분 저장이 회복되도록 관리가 필요하다.

4. Socio-Emotional Development (사회-정서 발달)

   • 연령에 따른 철분 보충 전후 사회-정서 발달 점수를 보여준다. 철분 보충 후 모든 연령 그룹에서 사회적, 정서적 발달 점수가 상승하여, 철분이 감정 조절과 사회적 상호작용 능력에 긍정적인 역할을 할 수 있음을 나타낸다.

 

결론

철분은 특히 초기 생애 동안 뇌 발달에 매우 중요한 영양소이다. 철분 결핍은 신경계 발달을 저해할 수 있으며 태아기와 영아기의 충분한 철분 공급이 장기적인 신체적, 인지적 건강을 위한 토대를 마련한다. 철분 부족을 예방하고 필요한 경우 보충을 통해 건강한 발달을 지원하는 것이 중요하다.

 

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