14.필수5대영양소 미네랄1

 

 

 

●필수5대영양소 미네랄1    

 

 

 

 

 

 

 

미네랄은 신체의 골격과 구조를 이루는 구성 요소이다.

 

 

 

 

​1.미네랄 

 

 

 

화합물은 둘 이상의 원소의 원자를 가진 동일한 분자로 이루어진 물질을 뜻한다.화합물은 유기 화합물과 무기화합물로 구분한다.유기화합물은주로 생물에서 발견되는 탄소.수소. 산소 .질소를 말한다. 탄소와 수소의 결합을 가진다.고체.기체. 액체의 형태로 존재하고 물에 녹지 않는다. 휘발성과 인화성이 높다. 무기화합물은 유기질인 탄소.수소. 산소.질소를 제외한 나머지 화합물을 말한다.무기화합물은 탄소를 함유하지 않은 화합물이다.물에녹는다.인화성이 없고 비휘발성이다.미네랄은 생체성분으로서 무기질을 말한다. 무기질(Inorganic Subatance)은 신체의 골격과 구조를 이루는 구성요소로서 체액의 전해질 균형. 체내 생리기능을 조절한다. 자연계에는 100여 종의 원소들이 존재하나 우리 신체를 구성하는 원소는 54종이며 탄소. 질소.수소.산소를 제외한 50종의 원소 무기질을 미네랄이라 부른다. 특히 신체에 반드시 필요한 무기질은 20여 종이 밝혀졌다. 어떠한 생명체도 무기질을 합성하지 못하므로 반드시 식품을 통해 섭취하여야 한다. 무기질은 단일 원소 그 자체가 필수 영양소가 되며 유기물이 아니기 때문에 에너지를 만들지 못한다. 일반적으로 하루에 체내에서 필요량이 100 이상이면 다량 무기질 로 분류하고 100 미만이면 미량 무기질로 분류한다.

 

 

 

​1). 다량 무기질

칼슘(Ca). 인(P).  나트륨(Na). 칼륨(K). 마그네슘(Ma). 황(S). 염소(CI) 

 

​2).미량무기질

 

철(Fe). 아연(Zn). 요오드(I). 셀레늄(Se).  구리(Cu).망간(Mn).  불소(F).  크롬(Cr).몰리브덴(Mo). 코발트(Co).붕소(B). 니켈(Ni). 바나디움(V). 실리콘(Si)

 

 

 

 

 

​2.미네랄의 기능 

 

 

​신체를 구성하는 영양성분으로서 수분 61%. 단백질 17%. 지방 16%. 탄수화물 0.5%. 무기질 5.5%이다. 탄수화물은 많은 양을 섭취하지만 대부분 에너지로 이용되므로 체내 저장량은 작다. 무기질은 체내의 약 5.5%를 차지하는 미량 영양소이지만 알맞은 양을 섭취 하지 않으면 신체의 성장 및 발육에 지장을 주고 질병에도 쉽게 걸릴 수 있다. 무기질은 신체의 골격과 구조를 이루는 구성 요소이며 체액의 전해질 균형을 이루고 체내의 생리기능을 조절하는 필수 영양소이다. 우리 신체의 경조직은 칼슘.인.마그네슘 등 무기질로서 뼈.치아의 주성 분이며  연조직은 근육.피부.혈액. 신경 등의 유기화합물의 구성성분으로 되어있다.

 

 

 

 

 

3. 다량무기질의 상설

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1). 칼슘 

 

①. 생리적 기능

 

몸에 가장 많은 무기질인 칼슘은 대부분 뼈와 치아를 만드는 데 사용되지만 1%가량은 혈액을 타고 돌면서 근육이나 신경의 기능을 조절하고 혈액 응고를 돕는다. 그러나 혈액 내 칼슘이 필요한 이상으로 특정 조직이나 기관에 쌓이면 석회질이 생긴다. 성인의 경우 체중의 1.5∼2.0% 정도인 900∼1200g을 차지하고 있다. 칼슘의 99%는 뼈와 치아에 존재하며 나머지 1%는 혈액.세포외액.근육 등에 있다. 석회화(石灰化, calcification)란 칼슘이 과도하게 침착돼 몸의 조직이나 기관이 돌처럼 단단해지는 것이다. 석회질은 혈관. 관절.유방 등 다양한 부위에서 생기는 것이다. 중년 여성들에게 흔한 유방 석회질은 양성 · 악성 여부에 따라 위험도에 큰 차이가 있다. 유방 석회질 중 악성은 전체의 10% 이하이다. 악성 석회질은 아주 초기 유방암을 뜻하므로 제거하는 것이 좋다. 유방 석회질은 유방 촬영을 통하여 쉽게 확인할 수 있다. 유방 석회질의 원인은 잘 알려지지 않았지만 유방에 염증이 있었거나 유방 수술을 받는 사람 중에서 유선에서 분비되는 분비물이 잘 배출되지 못할 때 생기기 쉬운 것으로 알려져 있다. 혈관 벽을 구성하는 세 개의 층 중에서 중간인 근육 층에 칼슘이 쌓이는 것을  '혈관의 석회화'라고 한다. 말랑말랑하고 탄력이 있어야 하는 혈관이 석회화되면 딱딱해진다. 그렇게 되면 혈액 흐름이 원활하지 못해 혈전인 피떡이 잘 생기며 뇌졸중.심근경색증 등의 위험이 높아진다. 혈관의 석회질은 비만.고지혈증 등으로 생긴 미세한 염증들이 아무는 과정에서 생긴다. 혈관에 석회질이 있으면 고지혈증과 동맥경화증이 상당히 진행된 상태를 뜻한다. 

 

 

 

 

 

 

 인대에 칼슘이 쌓이는 석회화 건염과 관절강 내에 칼슘이 쌓이는 가성 통풍은 40∼50대부터 잘 생긴다. 오랫동안 사용해온 관절과 인대의 탄력이 떨어지면서 방어 기전의 하나로 칼슘이 모이는 것으로 추정된다. 엉덩이나 무릎. 어깨관절이 끊어질 것 같은 극심한 통증을 초래한다. 뇌의 기저핵이 아닌 소뇌나 측두엽 등에 석회질이 생기면 간질이나 심각한 인지 기능 장애를 일으킬 수 있으므로 정확한 검사가 필요하다. 폐 석회질은 과거에 폐결핵.규폐증.석면폐증이 있었던 사람들에게 주로 나타난다. 칼슘을 많이 섭취한다고 석회질이 잘 생기는 것은 아니다. 칼슘을  섭취해도 부갑상선 호르몬. 신장 기능에 문제가 없다면 체내 칼슘의 양은 일정하게 유지된다. 칼슘이 특정 부위에 잘 침착되는 이유로는 노화. 고지혈증 등이 거론되고 있으나 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 뼈는 대사가 매우 활발히 일어나는 조직이며 조골세포(osteoblast)와 파골세포(osteoclast)가 있다. 성장기에는 총 조골세포의 활성이 파골세포의 활성보다 크므로 뼈가 분해되는 것보다 더 많은 뼈가 형성된다. 노년기에는 파골세포의 활성이 좀 더 크다. 골량은 출생 후 사춘기를 지나 30대에 최고치를 이루며 그 후 어느 정도 안정되다가 40대 또는 50대 초반부터 나이의 증가에 따라 감소한다. 특히 여성은 남성보다 골량이 적으며 폐경 후 5년 동안 급격하게 골손실이 진행된다. 특히 여성의 경우 폐경기에 이르면 에스트로겐 호르몬이 감소되어 뼈의 재형성보다 분해가 더 활발해진다. 이에 골밀도가 급격히 낮아지게 되어 뼈가 약하고 부러지기 쉬운 상태가 된다.

 

 

 

 

따라서 그 이전, 특히 성장기에 충분한 칼슘 섭취로 최대한 뼈를 강화하여야만 40대 이후 뼈의 손실을 최소화할 수 있다. 청소년기에 칼슘의 체내 보유가 빠르게 이루어지며 칼슘의 축적 속도는 여자는 13세.남자는 14.5세 무렵에 최대에 이른다. 골격의 칼슘 축적은 30대 중반에 최대 골질량에 도달한다. 뼈의 강도는 뼈 무기질 밀도 즉, 골밀도에 좌우된다. 뼈의 결정(crystal)이 조밀하게 채워질수록 뼈의 구조가 더 강해진다. 따라서 젊을 때부터 뼈를 튼튼하게 다져놓아야 노년기에 골량이 손실되더라도 골다공증에까지 이르지 않게 된다. 칼슘의 중요한 생리 작용에는 혈액 응고.  근육의 수축과 이완. 심장의 규칙적인 박동.  신경전달 물질의 분비. 효소의 활성화.  융모의 운동.  백혈구의 식균 작용. 세포의 분열. 여러 영양소 대사 작용 등에 관여하고 세포막을 통한 물질 이동의 조절인자 역할을 한다. 골밀도뿐만 아니라 체중 조절. 당뇨.대장암 예방 등에도 역할을 한다. 칼슘의 흡수율은 모유 영아는 60%. 소아 및 청소년기는 40%. 성인기에는 30% 내외로 알려졌다. 또한 칼슘의 흡수율은 섭취하는 식이 성분에 의해 영향을 받는다. 즉 단백질. 비타민 D3. 유당, 펩타이드 등은 칼슘 흡수를 촉진하나 지방. 식이섬유. 인산. 수산. 피틴산 등은 흡수를 저해한다.  칼슘 섭취량이 부족하여 혈액 중의 칼슘의 농도가 낮아지면 신체는 이를 보상하기 위해서 뼈에 있는 칼슘을 녹이게 된다. 이에 뼈는 점점 약해지게 된다. 골질량(bone mass)이 감소하면 뼈가 작은 충격에도 쉽게 부러지며  허리가 구부러지거나 키가 줄어드는 현상도 나타난다. 칼슘과 비타민 D3 및 비타민K2를 충분히 섭취하여야만 뼈에 있는 칼슘의 분해를 최대한 줄일 수 있다. 유산소 운동같은 산소를 급격하게 소모시키지 않는 규칙적인 운동을 하여 뼈와 관절의 기능을 유지하도록 하는 것이 중요하며 지나친 식이섬유. 인을 포함하는 식품. 카페인 섭취는 칼슘을 몸 밖으로 배출시키고 칼슘의 흡수를 방해할 수 있으므로 주의해야 한다.

 

 

②. 결핍    

 

칼슘이 부족할 때 골질량의 감소와  근육의 수축, 경련, 구루병, 골연화증 및 골다공증의 발생 위험이 높다. 또한 영유아, 아동에게는 성장지연이 된다. 한편 칼슘 섭취가 지나칠 때는 고칼슘 혈증, 신장결석증, 알칼리 증후군 등을 일으킬 수 있다. 미국 국립암연구소 연구결과에 의하면 음식과 보충제를 통한 하루 칼슘 섭취량이 가장 많은 그룹이 가장 적은 그룹에 비해 대장암 발생률이 남성은 16%, 여성은 28% 각각 낮은 것으로 나타났다. 또 남성의 경우 칼슘 섭취량 최고 그룹이 최저 그룹에 비해 식도암 위험이 약 30%, 두경부암이 20% 각각 낮은 것으로 밝혀졌다. 건강한 치아를 갖기 위해서는 칼슘 함유량이 높은 식품을 섭취하여 치아 뿌리를 튼튼히 유지하는 것이 기본이다. 칼슘은 체내의 인산과 결합해 인산염을 생성하는 특성으로 인하여 체내에 흡수되는 양은 적다. 이에 칼슘을 효율적으로 섭취하기 위해서는 비타민D3및  비티민 K2와 같이 먹는 것이 좋다.2019년 8월 한국골대사학회에서는  칼슘 섭취는  보충제 로섭치하는 경우에는 의외로 부작용이 많기때문에  가능한 식품을 통해서 먹는것을 권장하고 있다.보충제로 먹는 경우에는 반드시 전문의와 상담이 필요하고 혈중 칼슘농도를 확인하는 것이 필요하다고 보겠다.

 

 

 

③.과잉 

 

 혈액 내 칼슘이 필요한 이상으로 특정 조직이나 기관에 쌓이면 몸의 조직이나 기관이 돌처럼 단단해지는 석회화가 된다. 석회질은 혈관. 관절. 유방 등 다양한 부위에 생기게 된다.  권장량은  한국인 영양섭취 기준에 의하면 우리나라 성인의 1일 칼슘 권장 섭취량은 남자 700㎎, 여자 700㎎이며 50세 이상의 여성은 800㎎을 권장하고 있다. 상한 섭취량은 2,500㎎이다. 칼슘 과량 복용 시 나타나는 부작용에는 신부전. 신장 결석. 알칼리 증후군. 고칼슘혈증 등이 있다.

 

 

④. 칼슘 섭취를 돕는 식품

 

 

탈지분유.  치즈. 뱅어포. 잔멸치. 무가당요구르트.  미역. 다시마.새우.가다랑어. 양배추. 두부.무우말랭이. 깻잎. 프락토 올리고당. 견과류.녹색채소류. 해조류.두류.곡류. 육류등 정상적인 식단를 통해  골고루 섭취한다.

 

 

⊙프락토 올리고당은 장 내 산성도를 낮춰 인산염을 잘게 부수어 칼슘이 체내에 흡수되기 쉬운 상태로 만든다. 프락토 올리고당은 단맛을 내는 당이지만 침에서 분비되는 아밀레이스에 의해 소화되어 구강이나 치아에 당 성분이 달라붙지 않아서 충치 유발과 관련이 적다.
⊙ 다시마와 가다랑어는 비타민 D가 풍부해 칼슘을 섭취할 때 체내 흡수를 높인다.

⊙칼슘 섭취 시 권장 사항에는

*무가당 요구르트. 떠먹는 요구르트. 치즈 등을 이용하고 새우. 미역. 두부.깻잎 등 칼슘이 많이 들어 있는 식품을 메뉴에 포함한다.

⊙칼슘과 관련된 여러 질병 중 대표적인 것이 골다공증(骨多孔症)이다. 골다공증은 갱년기나 폐경기에 여성 호르몬이 감소함에 따라 골량이 급격히 감소하면서 발생한다. 주로 폐경 후 3∼7년 사이에 급격한 골손실이 일어나므로 폐경 후 여성에서 골다공증 위험도가 증가한다. 골밀도(骨密度)를 측정하여 골다공증을 진단한다.

*골다공증의 치료는 식이요법. 운동요법. 약물요법이 병행되어야 한다. 식품으로 충분한 칼슘 및 비타민 D3와 비타민K2를  함께 섭취하고 균형적인 식단을 유지하는 것이 중요하다.

*골밀도를 증가시키는 운동으로는 빠르게 걷기. 조깅.자기체충에 알맞는 웨이트 트레이닝 같은 체중 부하 운동을  20분 내지 30분. 주당 3∼5회 시행하는 것이 도움이 된다.

 

 

 

 

 

 

2). 마그네슘(magnesium, Mg)

 

 

우리 신체에 함유되어 있는 무기질 중 네 번째로 많은 다량 무기질(macro mineral)이다. 체중 70㎏인 성인의 체내 마그네슘 보유량은 약 24∼25g 정도이며  총마그네슘의 60%는 뼈에 함유되어 있고 나머지 40% 중 99%는 세포 내액에 존재하며 세포외액에는 약 1% 정도가 존재한다. 

 

 

 

①. 생리적 기능

 

골격에 존재하는 마그네슘의 1/3은 마그네슘의 저장고 역할을 하며 세포외액의 마그네슘 농도를 일정하게 조절한다. 뼈는 마그네슘의 저장고로 간주되며 뼈 마그네슘의 30% 정도는 뼈 표면에 존재하며 혈장 마그네슘과 수동적인 평형 상태를 이루면서 혈장 마그네슘 농도의 변동에 대해 완충 역할을 한다. 마그네슘(Mg)은 칼슘(Ca)과 더불어 '천연의 진정제'라 불리며 칼슘과 같은 2가 양이온이다. 항 스트레스 무기질로 정신의 흥분을 가라앉히는 작용을 한다.

마그네슘은 생화학적. 생리적 과정에서 중요한 역할을 한다. 300종 이상의 효소 체계에서 보조인자(cofactor)로서 작용하며 특히 탄수화물 대사에 관여하여 에너지 생성 과정에 중요한 역할을 한다. 또한 지방. 단백질 및 핵산의 합성. 근육의 수축 등 체내에서 일어나는 생화학적 또는 생리적 과정에 필요하다. 마그네슘은 신경 및 근육의 세포막 전위의 유지와 신경근 연접부에서의 충격 전도에도 필수적인 역할을 한다. 혈중 마그네슘치(値)와 대사증후군과의 관련이 높은 것으로 나타났다. 특히 대사증후군의 요소들 중에서 이상 지질혈증이 나 혈압 상승과 관련이 있는 것으로 보인다. 또한 세포 내 마그네슘의 감소는 고혈압과 대사 이상의 연관에 중요한 요인으로 생각된다. 당뇨병 환자에서 보이는 마그네슘 결핍은 소변으로 마그네슘 배설이 증가하기 때문이다. 세포 내의 유리 마그네슘치(値)는 공복 혈당과 상관관계를 보인다. 또한 마그네슘 결핍은 인슐린 저항성과도 관련이 있다고 한다. 그러나 마그네슘 보충이 인슐린 작용을 향상하지는 않는 것으로 보고되고 있다. 마그네슘의 흡수는 주로 소장에서 수동적 흡수와 능동적 흡수 모두 일어난다. 일상 식이에서 마그네슘 흡수율은 약 50%이다. 그러나 마그네슘이 부족한 음식을 섭취할 때는 75%로 높아지지만 마그네슘이 풍부한 식사를 할 때는 25%로 낮아진다. 그밖에 칼슘, 인산염, 피틴산염, 식이섬유 등이 신체의 마그네슘 흡수율에 영향을 미친다. 마그네슘 흡수를 돕는 인자로서 비타민 D가 있다. 마그네슘 항상성 유지는 신장에 의해 조절되며, 여과된 마그네슘의 대부분이 재흡수되므로 내인성 마그네슘의 배설량은 극히 적다. 일상의 식사에서 부족한 마그네슘을 보충할 목적으로 섭취하는 건강기능식품의 기능성은 골격. 체액의 구성 성분이다.

 

 

 

②. 결핍

 

i). 이뇨제는 소변으로 마그네슘을 배설시키므로 마그네슘의 결핍은 이뇨제 사용자에게서 나타난다. 마그네슘이 결핍되면 혈중 칼슘 농도가 낮아져 저칼슘혈증(hypocalcemia)이 나타난다. 또한 혈압과 체온이 조절되지 않아 저혈압과 수족냉증을 유발한다. 협심증, 부정맥, 심장 발작을 유발하고 근육에 경련이 일어난다.
ii). 음식에서 섭취하는 마그네슘의 부작용이 보고된 경우가 없으므로 일상적인 식생활을 하는 건강한 사람에게는 마그네슘 독성이 일어나지 않는다.
iii). 마그네슘을 350㎎ 이상을 과다 복용하면 초기 증상으로 설사를 한다. 신장 기능에 이상이 있는 환자에게는 고 마그네슘 혈증을 유발하며 저혈압.두통.오심 등을 유발할 수 있다. 미국 의학협회 식품 영양 위원회의 마그네슘 권장량은 하루 350㎎이다.

 

③. 과잉

i). 일상적인 음식에서 섭취하는 마그네슘은 과다 섭취하였더라도 독성은 거의 일어나지 않는다.

ii). 보충제를 통하여 350mg 이상 과다 섭취하는 경우 초기 증상으로 설사가 나타난다.

iii). 신장 기능에 이상이 있는 경우에 고마그네슘 혈증. 저혈압.두통.오심 등을 유발할 수 있다. 

 

④. 권장량

i). 마그네슘의 체내 요구량은 측정이 어렵다. 마그네슘 권장량 설정에 사용되는 지표에는 혈청 마그네슘. 혈장의 이온화 상태 마그네슘. 세포 내액 마그네슘. 마그네슘 평형 실험 등이 있다.

ii). 한국인 영양섭취 기준의 성인 마그네슘 1일 권장 섭취량은 남자 350㎎, 여자 280㎎이다.

 

⑤. 급원 식품

i). 마그네슘은 클로로필에 존재하므로 녹색 엽채류가 좋은 급원이다. 다른 급원 식품에는 곡류. 두류. 견과류 등이 있다.

 ii). 곡류는 도정 과정에서 80∼96%가 손실되므로 마그네슘 섭취를 위하여 전곡류 또는 가공을 덜한 것이 좋다. 최근 가공식품에 대한 의존도가 높아지면서 마그네슘 섭취가 감소하고 있다.

iii). 함유량(㎎/100g)
호박씨 조미한 것 530. 멸치 514. 참깨 볶은 것 360. 아몬드 조미한 것 270. 땅콩버터 180.  호두 볶은 것 150,.유부 130.  코코아 가루 130. 대두 삶은 것 110 

 

 

 

 

 

 

3). 나트륨(Na)

 

 

나트륨은 체내에서 신경자극의 전달. 근육의 수축. 체액 농도 유지. 체온 유지와 같은 우리 몸의 수분 조절을 돕는 중요한 전해질이다. 사람의 체내에 0.1%-0.2%에 달하는 나트륨이 반드시  들어 있어야 이러한 작용이 원활하게 이루어질 수 있다.

 

 

①. 결핍

 

전 세계적으로 우리나라가 짜게 먹는 식습관을 가지고 있기 때문에 평상적인 경우 우리 몸은 나트륨이 부족해질 염려는 거의 없다.

i). 땀을 심하게 흘린 날. 설사를 많이 한 날.물을 지나치게 많이 마시는 습관이 있는 경우에는 결핍이 생길 수 있다.

ii). 췌장염. 출혈. 갑상선 기능 저하.  간경화. 산후 증후군 등의 경우 저 나트륨 혈증이 유발될 수 있다.

iii). 저 나트륨 혈증(hyponatremia)은 혈중 나트륨 농도가 135 mmol/L 미만으로 낮아진 경우로 두통. 구역질. 정신이상.의식장애. 발작을 유발할 수 있고 심한 경우 사망에 이를 수 있다.

iv). 혈중 정상 나트륨 농도는 1L당 140 mmol이다.

 

 

②. 과잉

i). 성인 1일 권장 섭취량은 2000mg이나 우리나라의 경우 평균 섭취량이 3800-4000mg 정도 섭취하는 편이기 때문에 효과적으로 줄이기 위해서는 국물을 마시지 않고 건더기만 먹는 식습관이 필요하다.

ii). 바나나, 딸기, 멜론, 감귤류, 녹색 잎채소 등을 풍부하게 섭취하여 나트륨을 소변으로 배출시켜야 한다.

iii). 과다 섭취하는 경우 장속의 유익균을 죽이게 되어 면역력이 저하되고 비만, 고혈압 등 성인 질환의 위험성이 증가한다. 

iv). 체내의 수분을 배출하지 못하고 끌어안게 됨으로써 몸이 붓거나 부종이 잘 생기는 체질로 변할 수가 있다.

 

 

 

 

 

 

4). 인(P) 

 

 

생명체에 필수적인 원소로서 골격 및 뼈와 이. 세포막을 이루는 인지질. ATP. 핵산(DNA, RNA) 등의 구성 요소이다.

 

 

①. 생리적 기능

 

i). 인지질은 세포막을 이루는 주요 성분이다.

ii). 보통 체중의 1%에 해당하는 양의 인을 가지고 있다. 이 중 약 90%는 아파 타이드 형태로 뼈와 이에 존재한다.

 

②. 결핍

i). 일반적으로 균형적인 식단으로 식사를 하게 되면 인은 충분하게 섭취된다.

ii). 영양실조, 인산염의 흡수장애, 대사질환이 있는 경우 인의 결핍 현상이 나타날 수 있다.

iii). 근육과 신경이 제대로 작용하지 못하고 , ATP가 부족하게 되어 근육과 혈액세포가 파괴될 수 있다.

 

③. 과잉

탄산음료, 가공식품, 콩류의 과다 섭취 등으로 혈액 중에 인산염의 농도가 너무 높으면 칼슘, 마그네슘, 철, 아연 등이 제대로 활용되지 못하며, 인산칼슘이 너무 축적되면 장기나 조직이 굳어지는 현상이 발생할 수 있다.