모든 신체 세포는 아연을 함유한다. 그만큼 세포의 다양한 대사 과정에 필요한 영양소라는 뜻이다. SOD 등 200종류 이상의 효소가 아연을 요구한다. 아연은 탄수화물, 지방, 단백질 대사를 비롯하여, DNA, RNA 합성 및 세포 분열에 필수적인 원소로 세포의 성장, 발육, 수복에 관여한다. 특히 교체율이 급속한 위장관 점막 세포와 미뢰(taste buds) 기능에 중요한 역할을 하기 때문에 미각이나 후각 장애는 아연 결핍의 조기 증상으로 발현된다. 아연을 흔히 ‘남성 미네랄’(male, masculine mineral)이라고 한다. 전립선이나 정액 내 아연은 신체 타 부위에 비해 고농도로 집적되어 있고 실제로 정자의 질량(質量), 정액량, 전립선 및 성기능에 관여한다. 아연은 정자 및 정낭액을 생성하고 정자의 숫자 및 운동성을 유지하여 정자의 수정 능력 및 성기능 도우미로 활약한다. 아연의 생물학적 이용도는 전립선 건강과 직결된다. 전립선출생 당시 1.5g 정도의 완두콩 크기지만 사춘기가 되면 급속 성장하여 11g 정도의 호두 크기에 이르고 20대 중반이 되면 18g 정도의 성인 크기에 도달한다. 30대 중반부터 전립선 크기가 점진적으로 커지기 시작하나 개인차가 심하다. 전립선 액은 정액의 액체 성분 일부를 생성하고 사정된 정자를 운송하는 기능이 있다. 우유 같은 액체이며 사정할 때 정자와 함께 분출된다. 전립선 액은 미네랄, 단백질, 효소, PSA 등을 함유하며 정자에 비우호적인 여성의 질 환경을 극복하여 정자를 운송하는 것이다. 정자에 영양을 공급하고 정액의 점도를 희석시켜 액상을 유지시킨다. 전립선의 약 30%는 근육 조직이며 나머지는 전립선 액을 분비하는 전립선 분비 조직이다. 아연과 전립선전립선의 아연 함유량은 다른 조직에 비해 2~5배 높다. 측엽(lateral lobe, 말초대의 측부)이 가장 높고 후엽(posterior lobe), 전엽(anterior lobe), 중엽(median lobe) 순으로 분포되어 있다. 말초대의 아연 농도만 비교하면 다른 조직에 비해 무려 5-15배에 해당된다. 전립선 내 주된 아연 축적부위는 ‘분비선(分泌腺)’의 상피 조직이며 간질 조직에 비해 2배 이상 높다. 전립선 아연의 생리적 역할은 아직 확실하지 않다. 그러나 전립선염과 전립선암의 전립선 아연 농도가 낮다는 사실은 분명하다. 그 이유 또한 규명되지 않고 있다. 다만 prolactin과 testosterone이 전립선 상피세포의 미토콘드리아 아연을 조절하는 사실이 알려져 있다.1) 아연과 전립선염전립선염의 전립선 아연 농도는 정상 전립선 아연 농도 1/10에 불과하다(Fair and Heston, 1977; Pfeiffer, 1978). 전립선염 때문에 전립선 아연 농도가 떨어진 것인지 아니면 전립선 아연 농도 저하 때문에 전립선염이 발생한 것인지는 확실하지 않지만 전립선 아연 농도 저하와 전립선염의 상호 관련성만은 분명하다. 일찍이 Youmans 등(1938)은 개의 전립선 액에서 항균성질을 띠고 있는 물질을 발견했다. 사람의 전립선 액에서 PAF(prostatic antibacterial factor)의 존재를 확인하고 전립선 아연과 PAF의 관련성을 제시한 이래(Fair 등, 1976) Parish 등의 실험에 의해 PAF가 바로 유리(free) 아연이라는 사실이 입증되었다. 이때부터 전립선염에 대한 아연의 역할이 대두되기 시작한 것이다. 아연은 그람 음성 균주에 항균 효과가 있고 바이러스, 이스트, 원생동물(protozoa), 클라미디아(Chlamydia) 증식을 억제하여 세균 감염을 방지하는 효과가 있다. 만성 전립선염의 병인은 아직 확실하지 않지만 전립선 아연 농도가 감소된다는 사실은 분명하다. 따라서 PAF 감소가 전립선염 유발 인자로 거론된 것이다.만성 전립선염 치료 및 예방을 위해 아연을 활용하는 시도가 이루어지고 있다. 하지만 혈중 아연 농도와 전립선 아연 농도가 무관하다는 사실이 문제가 된다. 아연을 경구 복용시키면 혈중 아연 농도는 상승되나 전립선 아연 농도는 증가되지 않기 때문이다. 뇌에 존재하는 혈액-뇌 관문(BBB, Blood-brain barrier)처럼 혈액과 전립선 조직 사이에 혈액-전립선 차단 벽(BPB, Blood-Prostate Barrier)이 존재하여 전립선 내 약물 전달이 어려운 것이다. 이와 같은 이유 때문에 전립선염의 전신 치료는 극히 제한적일 수밖에 없다. 약물이 BPB를 통과하여 전립선 상피 세포에 도달하기 위해서는 1)이온화되지 않고 2)혈장 단백질과 결합력이 강하지 않아야 되고 3)지용성이며 4) 분자량이 작아야 한다. 하지만 이런 약물이 많지 않다. 따라서 주사 바늘을 통해 전립선 내 약물 주입 방식을 시도하기도 한다. 실제로 아연을 전립선 내에 직접 주입함으로써 전립선염 및 정자 운동성의 개선을 보고한 문헌이 적지 않다.2) 아연과 전립선 암전립선암이 발병하면 전립선 아연 농도가 현저히 떨어져 비 전립선 조직의 아연 농도와 비슷해진다. 그러나 전립선암의 전립선 아연 농도 감소는 혈중 아연 농도와 관련이 없다. 전립선의 분비선 세포는 아연을 축적할 수 있는 세포 내 소기관을 내장한다. 그러나 전립선 암 세포는 아연을 축적시키는 세포 내 소기관 기능에 문제가 생긴다. 세포 내 소기관은 미토콘드리아라고 추정한다. 전립선의 분비선 세포 내 미토콘드리아는 다른 세포에 비해 훨씬 많은 아연을 내포한다. 세포 내 아연은 대개 단백질, 핵산, MT(metallothionein) 등 거대 분자와 결합 형태로 존재하지만 소량의 아연은 유리 형 또는 저분자량 물질과 느슨하게 결합되어 있다. 전립선 아연은 저분자량 물질과 느슨하게 결합된 아연이 35%에 달하며 저분자량 물질의 대부분 구연산염(citrate)이다. 따라서 전립선에는 아연과 더불어 구연산 염(citrate) 농도가 다른 조직에 비해 훨씬 높다.전립선 아연은 1)구연산 아연(zinc citrate) 2)미토콘드리아의 활성형 아연(EDTA와 결합된) 3)아연 분비 성분(zinc secreting component)등 3가지 형태가 존재한다. 정상 전립선 세포에는 혈중 순환 아연을 최대로 흡수하여 전립선 내에 축적시키는 아연 운반 기전이 작동된다. 세포 내 아연 흡수 증가로 아연 농도가 증가하면 미토콘드리아 내 아연 농도도 함께 증가한다. 미토콘드리아 내에는 아연 운반 단백질(zinc transport protein)이 존재하여 아연을 미토콘드리아 내에 축적시킨다. 그러나 전립선 암세포는 아연 운반 단백질이 소실되거나 작동되지 않는다. 전립선암의 전립선 아연 농도 저하는 전립선 암 세포의 아연 축적 능력의 상실을 의미한다. 전립선 아연 농도 저하는 전립선암의 초기에 나타나기 때문에 전립선 아연 농도 측정은 전립선암의 조기 진단에 유용한 수단이 될 수 있다(Habib 등)전립선 상피 세포는 아연 농도가 떨어지면 악성화하는 경향이 있고 세포가 악성화되기 전에 전립선 아연 농도가 낮아지기 때문이다(Costello 등) 3)아연과 전립선 비대증신체 호르몬 수준의 변화 또는 영양 불균형이 전립선 비대증의 원인 인자로 거론되고 있다. 가령은 전립선 아연을 떨어뜨린다. 고령 남성의 전립선 비대증도 아연 수준 감소와 관련이 있다고 주장한다. 아연 수준이 감소하면 호르몬 균형이 변화한다. 그 호르몬 중 한 가지가 DHT 호르몬이다. DHT 호르몬은 전립선 조직을 자극하고 증식시킨다. 테스토스테론 수준은 50세 이후부터 감소하지만 DHT 생성량은 오히려 증가한다. 5-AR(알파 환원효소)에 의해 Testosterone->DHT 전환이 증가되어 전립선 세포가 과다 증식된다. 따라서 DHT 호르몬을 떨어뜨리면 전립선 크기를 줄일 수 있다. 아연은 5 AR 효소 활성을 억제하여 테스토스테론의 DHT 전환을 감소시켜 전립선 크기를 줄인다. 아연은 전립선의 남성 호르몬 수용체에 DHT 결합을 방해한다. 따라서 전립선 아연 수준을 최적상태로 유지하는 것이 전립선 건강에 중요한 것이다. 아연 결핍은 전립선 비대증을 유발한다. 아연을 투여하면 전립선 비대증 및 전립선염 치료 및 예방에 매우 유용하다. 실제로 아연을 투여하면 전립선 비대증 증상 및 크기가 감소한다.감염, 스트레스, 가령은 혈액과 전립선 내 아연 수준을 감소시킨다. 4) 아연과 생식 및 성기능전립선과 함께 정액도 고 농도의 아연이 농축되어 있다. 정액 내 아연은 정자의 염색질(chromatin)을 안정화하고 유전체 통합성을 보존하여 남성의 수정 능력을 증대시킨다. 아연은 호르몬 조절 미네랄이며 HPG(시상하부-뇌하수체-성선) 축을 조절하는 영양소다. 아연이 결핍되면 HPG 축이 약화되고 고환에 적절한 호르몬 신호 전달이 어려워 테스토스테론 생성이 감소된다. 적절한 아연 농도는 테스토스테론 및 정자 생성의 필수 조건이다. 아연이 만성적으로 결핍되면 발기 기능이 약화된다. 또한 아연 결핍에 의한 전립선 트러블이 배뇨 장애와 함께 성기능을 악화시키는 추가 요인이 된다.저 성선 증에 의한 불임 남성에게 아연을 투여하면 테스토스테론 수준이 증가하고 수정능력이 개선된다. 정자의 숫자 및 운동성이 개선되는 것이다.고령 남성은 아로마타제(aromatase)라는 여성 호르몬 전환 효소가 증가하여 여성 호르몬 생성이 많아진다. 아연은 아로마타제 활성을 억제하여 여성 호르몬 생성을 억제하고 남성호르몬 생성을 증가시킨다. 실제로 불임 남성에게 아연 보충제를 투여하여 수태 능력이 개선을 보인다. 결론아연은 수십 년 동안 전립선 건강을 지원하는 물질로 알려져 왔다. 전립선은 매우 고농도의 아연을 함유하여 아직 미지의 생리적 기능을 수행하는 것으로 추정된다. 아연 결핍은 전립선염, 전립선 비대증, 전립선 암 등 전립선 질환의유발인자이다. 전립선 아연 농도를 최적 수준으로 유지하는 것은 이와 같은 질병의 예방 및 치료에 도움이 되는 수단으로 알려져 있다.
