무기질의 소개

1. 정의 

 무기질은 인체를 구성하는 원소 중 유기물의 구성원소인 C, H, O, N을 제외한 원소들을 총칭하는 것으로 대부분이 한 개인의 화학원소로 이루어진 금속물질이다. 체중의 약 4~5%를 차지하며, 체중이 70kg인 성인의 경우 2.8~3.5kg 정도 들어있다. 무기질은 탄소를 함유하지 않으므로 에너지를 생성할 수는 없으나 체내 여러 생리기능의 조절 및 유지에 필수적이다. 

 

2. 분류 및 체내 분포

 무기질은 체내 함량과 필요량에 따라 다량 무기질과 미량 무기질로 분류된다. 체내 무기질의 분포를 살펴보면 칼슘과 인이 전체 무기질의 3/4을 차지하고, 칼륨, 황, 나트륨, 염소, 마그네슘이 나머지 1/4을 차지한다. 그 외 미량으로 철, 구리, 요오드 등이 혈액과 각 기관에 들어있다. 

무기질의 체내 분포

 

3. 특성 및 기능

① 구성성분

 무기질은 신체의 각 부분을 구성하는데 필요한 물질로, 칼슘과 인은 하이드록시아파타이트(인산칼슘염)의 형태로 골격의 단백질 기질에 침착되어 뼈를 단단하게 해 준다. 아연은 당대사에 관여하는 인슐린의 생산과 저장에 필요하며, 염소는 위액의 산도 유지에 필요하다. 철분은 적혈구 혈색소인 헤모글로빈의 구성분이며, 코발트는 비타민 B12, 요오드는 갑상선 호르몬의 구성성분이다. 또한 여러 호르몬과 조효소의 합성에 칼슘, 마그네슘, 구리, 철 등이 이용된다.

 

② 조절 작용

 무기질은 여러 대사 반응의 촉매로 작용하거나 반응 속도를 조절한다. 마그네슘은 열량 영양소인 탄수화물, 단백질 ,지질의 분해 및 합성에 필요하며, 구리, 칼슘, 망간, 아연 등 많은 종류의 무기질들이 체내 이화작용과 동화작용에서 촉매 역할을 한다. 세포막을 통한 나트륨과 칼륨의 이온교환은 신경 자극을 전달하고, 체내 무기질 간의 평형은 근육의 수축 및 이완을 조절한다. 

효소작용을 촉매 하는 무기질

 

③ 평형 작용

산, 알칼리 평형

 무기질은 체내에서 여러 대사 반응이 일어나기 적합한 산도(pH)를 형성해 준다. 체내에서 양이온을 형성하는 무기질인 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등은 체액을 알칼리성으로, 음이온을 형성하는 무기질인 염소, 황, 인 등은 체액을 산성으로 기울게 한다. 곡류와 육류, 닭고기, 달걀, 생선에는 체내에서 산을 형성하는 무기질이 많이 함유되어 있는 반면 과일과 채소에는 알칼리를 형성하는 무기질이 많다. 신맛 나는 과일은 산성을 나타내리라 생각하지만, 과일의 신맛을 내는 물질은 체내에서 완전히 대사 되는 유기산으로써 체액의 산도에는 영향을 미치지 않는다. 우유는 알칼리를 형성하는 칼슘과 산을 형성하는 인을 둘 다 가지고 있으므로 중성이다. 그러나 인체는 항상성을 유지하여 체액의 산도를 pH 7.35~7.45로 일정하게 중성으로 유지하며 섭취하는 식품이 산성이건 알칼리성이건 거의 영향을 받지 않는다. 

※ 체액의 산·알칼리 평형

인체의 혈액은 항상성을 유지하며 중성에 가까운 약알칼리성으로 pH 7.4 전후이다. 이러한 산·알칼리 평형이 깨져 혈액이 산성으로 기울어지면 산증이라 하며, 알칼리성으로 기울어지면 알칼리증이라고 한다. 

산성 식품

몸 안에서 산화, 연소되고 남은 무기질 성분의 수용액이 산성을 띠는 식품으로 유황, 인, 염소가 많은 식품이 해당된다. 

예) 치즈, 달걀노른자, 어패류, 육류, 채소류(아스파라거스), 김, 곡물, 홍차 등

알칼리성 식품

몸 안에서 산화, 연소되고 남은 무기질 성분의 수용액이 알칼리성을 띠는 식품으로 칼슘, 칼륨, 마그네슘 같은 양이온을 형성하는 무기질이 많은 식품이 해당된다.

예) 우유, 계란 흰자, 두부, 강낭콩, 채소(아스파라거스, 대파 제외), 과일, 해조류(김은 제외), 굴, 버섯류, 포도주, 커피, 녹차 등

중성 식품

설탕, 지질 등 무기질 함량 없는 식품이 해당된다.

 

체액의 평형 조절

 체액은 세포내액과 세포외액으로 구분되는데, 세포 내외의 체액교환은 반투막인 원형질막을 통하여 이루어진다. 상호간의 수분 평형은 나트륨, 칼륨, 염소 등의 체내의 주요 전해질에 의해 조절된다. 전해질이란 물속에서 전류를 이동시킬 수 있는 능력을 가진 이온으로 해리되는 물질을 뜻한다. 이들 전해질의 삼투압 차이에 따라 체내 수분의 흐름이 이루어지므로 무기질들이 적절한 균형을 이루어야만 부종이나 탈수현상이 일어나지 않고 체액의 균형이 이루어진다.