무기질


무기질
무기질은 신체의 성장과 유지 및 생식에 비교적 소량이 필요한 영양소입니다. 인체의 구성성분 중에서 무기질은 체중의 약 4%를 차지합니다.
나머지 96%중에서 탄수화물, 지방, 단백질과 같은 대량 영양소가 30%정도이며 55~65%의 물과 매우 적은 양의 비타민이 들어 있습니다.


무기질의 분류
무기질은 신체 내에 존재하는 양을 근거로 하여 대량 무기질(macro-mineral) 과 미량 무기질(micromineral)로 분류합니다. 무기질 중에서 칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 염소(Cl), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 황(S)등은 체내에서 체중의 0.05%이상의 상당량이 발견되므로 이들을 대량 무기질이라고 합니다.

반면에 철(Fe), 요오드(I), 망간(Mn), 구리(Cu), 아연(Zn), 코발트(Co), 소량만이 존재하므로 미량 무기질이라고 합니다. 또한 대량 무기질은 식사에서 하루에 100mg이상 필요하며, 미량 무기질은 식사에서의 요구량이 적습니다.

◆ 대량무기질
1. 칼슘(Calcium, Ca)
칼슘은 탄소, 수소, 산소, 질소 외에 인체에 가장 풍부한 무기원소입니다.

① 체내분포
전 체중의 1.5~2%로서 60kg인 성인의 칼슘 함량은 900~1200g입니다. 그 중의 99%가량은 뼈와 치아에 들어 있으며, 나머지 1%는 혈액을 포함한 세포외액에 분포되어 있습니다. 혈청 내 정상적인 칼슘의 수준은 9~11mg/dl로서 비타민D, 부갑상선호르몬(parathyroid-hormone, PTH), 캘시토닌에 의해서 상당히 일정하게 유지됩니다.

② 기능
-골격과 치아의 형성
-혈액 응고
-근육의 수축, 이완 작용
-신경 전달 작용
-세포막 투과성 조절
-비타민 B12의 흡수

③ 흡수
칼슘의 흡수는 개개인에 따라서 상당한 차이가 있으며, 요구량이 가장 큰 성장기에 최대의 흡수를 나타냅니다.

칼슘 흡수를 증가시키는 요인들
- 신체의 요구 (성장기, 임신기, 수유기 등의 칼슘의 요구량이 늘어나는 상태에서는 흡수율이 증가)
- 혈장내 칼슘 이온의 농도 (농도가 낮을 경우 흡수 증가 )
- 유당의 섭취량 (유당은 유산균의 작용으로 젖산을 생성하여 pH를 낮춤으로써 칼슘의 흡수를 증가)
- 단백질 섭취량 (단백질 섭취가 높으면 칼슘의 흡수율이 높아짐)
- 장내의 산도 (장내에서 산도의 증가는 칼슘의 용해도를 좋게 하여 흡수를 증가)
- 비타민 D와 부갑상선 호르몬 (부갑상선 호르몬과 비타민 D는 칼슘 흡수에 필요)
- 비타민 C (비타민 C가 충분할때 칼슘 흡수가 증가)

식사 내의 칼슘과 인의 비율-1.5:1

칼슘 흡수를 저하 시키는 요인
- 비타민D 결핍증
- 과량의 지방
- 섬유소와 기타 결합 요인 (녹색 야채에 들어있는 수산이 칼슘과 결합하여 불용성의 수산칼슘을 형성)
- 장내의 염기도 (칼슘은 장내 염기성 매체에서 잘 녹지 않음)

④ 결핍증세와 독성
혈청 내의 칼슘의 감소는 저캴슘혈증(hypocalcemia)을 일으키며, 그 증상은 경련, 근육의 수축, 신경활성화의 증가 등입니다. 칼슘의 섭취가 낮으면 골연화성(osteomalacia)이라는 뼈의 장애를 일으킵니다.
이 증세는 여러 차례의 임신이나 오랜 동안의 수유를 한 여자에게서 종종 나타납니다. 또 다른 칼슘의 결핍증세인 골다공증(osteoporosis)은 일반적으로 나이가 듦으로써 뼈의 상실로 인하여 나타납니다.

⑤ 필요량 및 급원
성인 남,여 모두 1일 600mg의 칼슘을 헙취 하도록 권장. 칼슘 섭취 급원은 육류, 난류, 어패류, 유즙류 등의 동물성 식품과 곡류, 두류, 감자, 야채류, 해조류 등의 식물성 식품에서 섭취할 수 있습니다.


2.인(Phosphorus, P)
① 기능
- 골격과 치아의 형성
- 신체 필수물질의 구성
- 영양소의 흡수와 운송
- 열량대사에 필수 물질
- 산, 염기의 균형 조절

② 결핍증
인의 흡수를 방해하는 스프루(sprue)나 소아지방변증같은 장의 질병은 혈청 내 인의 수준을 낮춥니다 .
장기간 혹은 과량의 제산제를 복용하는 경우에도 저인산혈증을 일으키고 인의 부족 증상을 나타냅니다. 또 항경련성 약제의 이용, 비타민 D의 부족증, 어떤 대사의 비정상적인 상태, 신장의 부적절한 재흡수 등이 인의 부족 증상을 일으킬 수 있습니다.

③ 필요량 및 급원
성장기, 임신기, 수유기에는 식사중의 칼슘과 인의 비율이 1.5:1이 이상적입니다. 인은 식품중에 널리 분포되어 있는데 우유와 유제품은 칼슘에서와 같이 인의 가장 좋은 급원입니다.


3.마그네슘(Mgnesium,M)
① 체내 분포
70%정도는 인과 결합하여 뼈 속에 들어 있고, 나머지는 연조직과 체액에 분포되어 있습니다. 혈장에 1.4~2.4mg/dl가 들어있습니다.

② 기능
- 효소반응의 촉매
- 신경의 자극 전달작용
- 근육 이완

③ 결핍증
1차적인 부족증은 식사내에 마그네슘이 불충분하거나 흡수 불량이 오래 지속되거나, 심한 설사, 구토 등에 의한 것입니다. 2차적인 부족증은 이뇨제, 알콜의 과량 섭취, 신장병, 급성 췌장염, 간경화증에 의한 것입니다. 또한 근육 수축과 신경의 불안정, 떨림증이 나타나기도 합니다.

④ 급원
주요 급원은 견과류, 코코아, 대두, 통밀 등입니다.


4.나트륨(Sodium, Na)
① 체내 분포
세포외액의 중요한 양이온으로서 체내에 많은 무기질 중의 하나입니다. 성인의 체내에 존재하는 약 90g 중에서 약 1/3은 뼈에 존재하며, 2/3은 세포외액, 특히 대부분 혈장에 있으며, 그외 신경조직과 근육에 존재합니다.

② 기능
나트륨의 농도의 변화는 삼투현상에 의해서 물을 신테의 한 부분으로부터 다른 부분으로 순환시키는데 결정적인 역할을 합니다. 또한 염소와 더불어 체내에서 산, 염기의 균형을 조절하며 정상적인 근육의 흥분성을 유지하는 역할을 합니다. 나트륨과 칼륨은 신경을 자극하고 신경의 충격을 근육에 전달하여 근육섬유의 수축을 일으키게 합니다.

③ 필요량 및 급원
성인에게 하루에 적절한 나트륨의 양은 1.1~1.3g입니다. 나트륨의 필요량은 육체적 활동이나 기온에 의해서 좌우되는데 높은 기온에서는 상당량이 땀으로 손실됩니다. 나트륨은 식품, 특히 동물성 식품에 다양하게 존재합니다. 육류, 생선, 닭고기, 유제품, 달걀에 비교적 많은 양이 들어 있으며, 곡류, 콩류, 견과류, 과일, 야채에는 적게 존재합니다.


5.칼륨(Potassium, K)
① 체내 분포
칼륨은 체내에 나트륨의 2배 가량이 존재합니다. 혈청 내의 정상적인 수준은 14~20mg/dl입니다.

② 기능
칼륨은 세포내액의 양이온으로서 세포 외의 나트륨과의 정상적인 삼투압과 물의 균형을 유지하고 세포액의 보전을 유지하기 위한 기능을 합니다. 또한 산, 염기 균형에 영향을 주며 신경의 흥분성과 자극, 전기 화학적 충격의 전달, 근육섬유의 수축등을 조절합니다.

③ 결핍증
혈청내 칼륨의 감소는 조직의 분해, 혹은 설사, 구토, 위의 절제 등 위장관의 손실, 영양 실조와 더불어 지속되는 소모성 질환에 의해서 일어납니다. 계속적인 이뇨제의 복용 역시 칼륨의 배설을 증가시킵니다.

④ 급원
칼륨은 자연식품에 널리 포함되어 있습니다, 콩류, 곡류, 오렌지, 바나나등의 과일과 녹색야채, 감자, 육퓨에 상당량이 들어 있습니다.


6.염소(Chloride, Cl)
① 체내 분포
염소는 신체 내 총 무기질량의 3%이며 세포외액의 중요한 음이온입니다. 정상적인 혈청에는 340~370mg/dl가 들어 있으며, 뇌척수액에는 많아서 440mg/dl가 들어있습니다. 비교적 많은 양이 위장의 분비물 중에 있으며, 특히 위내의 염산의 구성 성분으로 존재합니다.

② 기능
나트륨과 함께 세포외액에서 물의 균형과 삼투압의 조절을 도우며 pH를 일정하게 하는 역할을 합니다.

③ 흡수 및 대사
염소는 작은 창자에서 거의 모두 흡수되며 배설은 주로 신장을 통해서 일어납니다. 염소 역시 오랜 설사, 구토에 의해서 비교적 많은 양이 손실됩니다.


7.황(Sulfur, S)
① 체내 분포
황은 모든 세포 내에 존재하며 일반적으로 세포단백질의 구성성분입니다. 황은 체내에서 설프히드릴기(-SH)의 형태나 이 두 기가 결합해 이황화 결합(-S-S-)을 한 형태로 여러 물질을 구성하고 있습니다.아미노산인 메티오닌과 시스테인, 헤파린, 인슐린,티아민, 리포산, 비오틴, 조효소A의 성분이고 머리카락이나 피부를 이루는 케라틴 단백질의 성분입니다.

② 기능
황은 조직의 호흡작용, 생물적 산화과정에 관여합니다. 또한 설프히드릴기는 고에너지황 결합을 형성하고, 독성물질이 활성화된 황산염과 결합하여 독성이 없는 물질로 전환되어 소변으로 배설시키므로 황은 해독작용에도 관여합니다.

③급원
식사 내에서의 황의 부족 현상이 사람에게서는 나타나지 않고 있으므로 황의 필요량은 아직 설정되어 있지 않습니다. 황은 단백질 영양과 관계가 있으므로 여러 종류의 단백질을 많이 섭취하는 사람에게는 결핍증이 문제가 되지 않고, 주로 배아, 콩, 치즈, 살코기, 강남콩, 땅콩, 조개 등에 상당량이 있습니다.

◆ 미량무기질
미량무기질은 신체 내에 체중 kg당 50mg이하로 존재하며 식사 속에 하루 100mg이하의 매우 적은 양이 필요합니다. 여러 종류의 미량무기질 주엥서 철, 요오드, 아연, 구리, 망간, 크롬, 셀레늄, 코발트, 몰리브덴과 불소 등 10가지가 일반적으로 인체에 필수적이라고 알려져 있습니다.


무기질의 기능
◆ 산, 염기의 균형
무기질은 식품으로부터 흡수되어 신체 내에 분포합니다. 조직이나 체액 속에 들어 있는 무기질은 많은 대사반응에 필요한 산도 혹은 염기도를 정상으로 유지하도록 조절합니다. 혈액, 조직, 세포들의 적절한 산도 혹은 염기도는 비록 다르지만 무기질은 체내에서 적절한 ph를 유지하도록 조절합니다. 여러 종류의 무기질 중에서 어떤 무기질은 신체를 산성 쪽으로, 또 어떤 무기질은 염기 쪽으로 이루도록 하는 경향이 있습니다.
무기질은 수용성이므로 물 속에서 이온을 형성합니다. 양이온(+ ion)을 형성하는 무기질은 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등으로 염기도를 증진시키며, 음이온(- ion) 형성 무기질은 염소, 황, 인 등으로 산성을 띱니다. 산을 형성하는 무기질은 곡류, 곡류제품, 육류, 닭고기, 계란, 생선에 비교적 풍부하며, 이와 대조적으로 체내에서 염기 반응을 하는 무기질은 과일과 야채에 풍부합니다.

◆ 신체의 필수성분
무기질은 신체의 각 부분을 형성합니다. 신체를 구성하는 많은 무기질 중에서 칼슘과 인은 뼈와 치아 같은 경조직(硬組織)을 구성하는데 중요합니다. 뼈와 치아의 칼슘, 인, 불소 등의 농도는 경조직의 발달에 많은 영향을 줍니다. 아연, 구리, 망간 등은 연결조직의 형성에 필수적입니다. 또한 신체 내에서 많은 중요한 기능을 하는 호르몬, 효소, 비타민 등은 무기질을 구성성분으로서 함유합니다. 시토크롬계는 철을 함유하는 효소로 구성되어 있으며, 그것은 구리에 의해서 활성화됩니다. 탄산 탈수효소나 카르복시 말단분해효소는 아연을 함유하며, 크산틴 산화효소는 몰리브덴을 함유 합니다. 비타민 중에서도 무기질을 성분으로 하는 것이 있습니다. 티아민, 비오틴은 유황을, 비타민B12는 코발트를 함유합니다. 철은 헤모글로빈의 성분으로서 혈중 헤모글로빈의 기능에 중요한 역할을 하며, 염소는 위내 염산의 성분으로서 위에서 일어나는 소화작용에 중요합니다.

◆ 물의 균형 조절
혈관이나 세포에 들어있는 물이 한 곳으로부터 다른 곳으로 옮겨지려면 삼투현상에 의해서 반투과성 세포막을 통과해야 합니다.세포막을 투과하여 세포 내외로 이동하는 물의 방향과 양은 무기질의 농도에 의해서 결정됩니다. 무기질의 균형이 이루어지지 않는 경우에는 체액의 축적 또는 탈수를 일으키기도 합니다.

◆ 촉매작용
무기질은 신체 내에서 일어나는 여러가지 반응에서 촉매의 기능을 합니다. 마그네슘은 탄수화물, 단백질, 지방의 분해, 합성과정에 필요하며, 그외 구리, 칼슘, 칼륨, 망간, 아연 등 많은 종류의 무기원소들은 체내의 이화작용(catabolism)및 동화작용(anabolism)에서 촉매로서 또는 효소의 구성성분으로 필요합니다. 또한 몇몇 영양소의 흡수는 무기질에 의해서 더 증가되기도 합니다 분자가 대단히 큰 비타민 B12가 창자벽을 통과해 가는데 칼슘의 도움이 필요하며, 분자가 아주 작은 단당류가 흡수되는 데 나트륨과 마그네슘의 도움을 받습니다.