식품과 영양소 - (5) 무기질

무기질은 물, 토양, 식물에서 오는 무기 원소로 정의할 수 있다. 무기질은 단지 체중의 4%를 구성하고 있으나 영양과 대사에서 무기질의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 무기질의 기능은 많고 다양하다. 무기질은 정상적인 세포 활성을 가능하게 하고 체액의 삼투압을 조절하며 뼈와 치아를 단단하게 한다. 생명에 필수적인 과정을 조절하고 많은 효소의 조효소로 작용한다. 무기질은 다량과 미량으로 나뉠 수 있는데, 다량 무기질은 체내에 다량 존재하고 1일 100mg 이상을 필요로 한다. 칼슘, 인, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 연소 등이 해당된다. 미량 무기질은 100mg 미만이 필요하며, 철, 아연, 구리, 요오드, 불소, 망간, 셀레늄 등이다. 무기질은 전자를 잃거나 얻음으로 전하를 띄는 이온이 될 수 있는데, 전자를 잃어 양의 전하를 갖는 것을 양이온이라고 하고, 전자를 얻어 음이 전하를 갖게 되는 것을 음이온이라 한다.

 

(1) 다량 무기질

- 칼슘

칼슘은 체중의 약 1.5~2.2%를 차지하는데, 99% 이상이 뼈와 치아의 구성성분으로 존재하고 1% 미만이 혈액 및 체액에 존재하면서 근육 수축, 혈액 응고 등에 관여한다. 우유 및 유제품, 뼈째 먹는 생선, 조개, 굴, 순무, 겨자잎, 브로콜리, 콩 등에 들어 있다. 결핍증으로는 구루병, 골다공증, 테타니(근육 경련) 등이 있다.

 

- 인

인은 주로 뼈와 치아의 구성성분으로 존재하고 인지질, 핵산 등이 구성성분이 된다. 산, 염기 평형과 효소 활성에도 중요한 역할을 한다. 육류, 가금류, 생선, 달걀, 유제품, 견과류, 두류 등 대부분의 식품에 풍부하여 결핍증은 잘 나타나지 않으나, 결핍 시 신경근, 골격근의 이상이나 구루병, 골연화증 등을 보인다.

 

- 마그네슘

마그네슘도 주로 뼈와 치아의 구성성분으로 존재하고 신경 전달, 효소의 보조인자로 작용한다. 견과류, 두류, 전곡류, 녹색 채소류, 초콜릿 등에 들어 있으며, 결핍 시 신경근 이상, 중추신경 장애가 나타난다.

 

- 나트륨

나트륨은 세포외액의 주요 양이온으로 세포 내외, 혈액 내 수분이 평형을 이룰 수 있도록 한다. 또한, 나트륨은 근육 수축과 신경 전달에 필요하고 소장에서 포도당과 아미노산의 흡수를 촉진한다. 나트륨은 천연식품에는 거의 없다. 식염이 나트륨의 주요 급원이며, 다양한 식품첨가물에 함유되어 있다. 나트륨이 결핍되는 경우는 거의 없으나, 과잉 섭취는 고혈압, 심장 질환, 뇌졸중 등의 위험을 증가시킨다. 

 

- 칼륨

칼륨은 세포내액의 주요 양이온으로 체액이 전해질 균형을 유지시키고 나트륨과 함께 근육 수축과 신경 전달에 관여한다. 또한, 나트륨과 수분 배설을 증가시키므로 나트륨 섭취에 의한 혈압의 상승을 억제할 수 있다. 칼륨은 과일, 채소, 전곡 등에서 흔히 발견된다. 결핍증으로는 피로, 근육경련 등의 증상을 보이는 저칼륨혈증이, 과잉증으로는 신장 기능에 문제가 있는 경우 고칼륨혈증에 의한 심장박동 정지가 알려져 있다.

 

- 염소

염소는 세포외액의 주요 음이온으로 나트륨 양이온과 함께 전해질의 균형을 유지하여 수분 평형에 관여한다. 또한, 염소는 위산의 구성성분이 되며, 산과 염기 평형에도 관여한다. 식염이 주요 급원으로 결핍증은 거의 나타나지 않으나, 설사나 구토가 심할 경우 결핍될 수 있다. 식염이 고혈압에 미치는 영향에 있어서 염소 자체도 기여할 수 있다고 제안되면서 관련된 연구 결과가 축적되고 있다.

 

(2) 미량 무기질

- 철

철은 혈액 색소단백질인 헤모글로빈과 근육의 색소단백질인 미오글로빈의 구성성분으로 산소를 운반하는 역할을 한다. 다양한 효소의 구성성분이 되며 면역 기능을 유지하는 데도 철분이 필요하다. 철분의 결핍증은 빈혈인데, 이를 예방하기 위해서는 헴철이 들어 있는 육류, 어패류, 가금류의 섭취가 효과적이다. 녹색 채소류, 콩류에 들어 있는 비헴철보다 동물성 식품의 헴철이 비교적 쉽게 흡수되기 때문이다. 비타민 C는 비헴철의 흡수를 증진시킨다.

 

- 아연

아연은 항산화효소인 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈 등 수백 가지 효소의 구성성분이 되며, 핵산 합성과 단백질의 소화, 헴의 합성, 알코올의 분해, 항산화 작용 등에 관여한다. 결핍증은 성장 부진, 성적 발달 지연, 식욕 저하 등이 있다. 해산물, 육류 및 가금류에 많이 들어 있는데, 굴에는 아연이 풍부하여 가식부 100g에 16mg이 함유되어 있다. 이것은 20대 여자 대학생의 권장 섭취량의 2배에 달한다.

 

- 구리

구리 또한 철분, 아연과 마찬가지로 체내 효소의 주요 성분으로 항산화 효소 신경전달 물질의 합성, 철분 대사, 에너지 대사 과정에 관여한다. 구리의 결핍증으로는 빈혈, 면역 기능 저하 등이 알려져 있고, 내장육, 조개류(특히 굴), 견과류 등에 많이 들어 있다.

 

- 요오드

요오드는 체내에서 유일하게 갑상선 호르몬의 구성성분인 역할을 하나, 갑상선 호르몬이 체내 에너지 대사를 조절하고 성장과 지능 발달에 관여하므로 요오드는 정상적인 대사 유지를 위해 중요하다. 요오드의 결핍증은 갑상선비대증과 크레틴병이고, 급원식품으로는 해산물, 해조류, 요오드 강화 소금 등이 있다. (*크레틴병- 요오드 결핍증이 임신부에게 나타났을 때에 태아의 정신박약, 성장 장애, 왜소증이 나타나는 질병)

 

- 불소

불소는 충치 발생을 막는 미량 무기질이다. 치아의 결정을 단단하게 하여 충치 원인균과 산에 대해 저항성을 증가시킨다. 차, 해산물, 해조류 등이 급원이며 주된 급원은 불소화된 물이다. 이외에도 불소화된 치약이나 불소 치료로 불소를 공급받을 수 있는데, 과량의 불소 섭취는 치아침착증을 발생시킨다.

 

- 셀레늄

셀레늄은 체내에서 항산화 효소인 글루타티온 과산화효소와 갑상선 호르몬을 생성하는 데 관여하는 효소의 구성성분이 된다. 해산물, 육류, 곡류, 견과류 등이 좋은 급원식품이고, 결핍증은 근육 약화, 성장 장애, 심장 장애 등으로 알려져 있다.