마그네슘, 나트륨 (다량 무기질)

1. 마그네슘

 마그네슘은 동식물의 모든 체세포에 존재하는 양이온으로 체중이 60kg인 성인의 경우 체내에 약 20~28g 정도 함유되어 있으며, 대부분은 칼슘 및 인과 결합하여 뼈에 존재하고 나머지는 근육과 다른 연조직에 존재한다.

 

① 흡수와 대사

 보통의 경우 식품 중 마그네슘의 30~40% 정도가 소장에서 흡수되는데, 마그네슘을 과잉 섭취하는 경우에는 흡수량이 감소하고 마그네슘의 섭취가 부족할 경우에는 80% 정도까지도 흡수된다. 흡수기전은 단순 확산 또는 능동수송에 의해 이루어진다. 

 혈중 마그네슘의 농도는 신장의 재흡수율을 조절함으로써 일정하게 유지된다 배설은 대부분 담즙을 통해 일어나며 나머지는 소변과 땀으로 빠져나간다. 대변을 통해 배설되는 마그네슘의 대부분은 흡수되지 않은 식이 마그네슘이다. 

 

② 생리적 기능

골격과 치아의 구성성분

마그네슘은 칼슘 및 인과 복합체를 형성하여 골격과 치아를 구성한다.

에너지 대사

마그네슘은 미토콘드리아에서 ATP를 생성하는 과정에서 마그네슘-ATP 복합체를 이루어 ATP의 구조식을 안정화 시킨다. 

세포의 신호 전달

마그네슘은 세포막을 통한 칼륨 및 칼슘 등의 이온 전달에 관여하여 신경의 흥분과 근육 수축, 심장의 정상적인 리듬에 영향을 준다. 마그네슘은 칼슘과 상반된 작용을 하는데, 마그네슘은 근육을 이완시키고 신경을 안정시키는 반면 칼슘은 근육을 긴장시키고 신경을 흥분시키는 효과가 있다.

신체 여러 물질의 구성성분

마그네슘은 핵산과 단백질을 합성하는 과정에도 필요하다. 탄수화물과 단백질을 만드는데 관여하는 많은 효소들의 활성화와 항산화제인 글루타티온의 합성에도 마그네슘이  필요하다.

 

③ 결핍증

 마그네슘은 식품에 널리 분포되어 있으므로, 균형식사를 하는 건강한 성인에게서 결핍 증상이 나타나는 경우는 드물다. 그러나 지속적이 설사, 흡수장애 증후군 등의 위와 장관에 질환을 앓고 있거나, 당뇨나 장기간의 이뇨제 복용으로 인해 소변으로 배설되는 마그네슘의 양이 증가한 경우 또는 알코올 중독자의 경우 마그네슘 결핍이 일어난다. 혈중 마그네슘 농도가 급격히 저하되어 세포외액의 다른 무기질과의 균형이 깨어지면 신경자극전달과 근육의 수축 및 이완작용이 조절되지 않아 신경이나 근육에 심한 경련 증세가 나타난다. 마그네슘의 결핍이 심해지면 뼈의 성장장애와 골다공증이 초래된다. 

 

④ 과잉증

 정상적인 식사를 통해 자연적으로 섭취하는 경우에는 과잉섭취에 의한 부작용이 보고된 바가 없으나, 과다한 양의 보충제를 복용하면 혈중 마그네슘의 농도가 증가하여 설사, 근력약화, 호흡곤란, 심장박동 이상 등의 증상이 나타난다. 

 

⑤ 영양섭취기준과 급원식품

 우리나라 성인남녀의 1일 권장량은 남녀 각각 340mg과 280mg 이고 식품 외 급원으로 섭취한 마그네슘의 상한 섭취량은 350mg으로 정하였다. 마그네슘은 자연계에 널리 분포하며, 주요 급원식품은 전곡류, 견과류, 땅콩 등이다. 시금치와 같은 녹색채소는 마그네슘을 많이 함유하고 있으나 그 속에 함유되어 있는 수산과 피틴산 성분에 의해 효율이 감소된다. 

 

2. 나트륨

 나트륨은 세포외 액의 주된 양이온으로 약 50%는 세포 외 액에, 약 10%는 세포 내 액에 존재한다. 나머지 40%는 골격표면에 존재하며 저장고 역할을 한다. 

 

① 흡수와 대사

 섭취한 나트륨은 약 95%가 흡수되는데 위에서 소량 흡수되고 나머지 대부분은 소장에서 흡수된다. 나트륨의 주된 배설 경로는 신장이지만 레닌과 부신피질에서 분비되는 호르몬인 알도스테론은 신장의 세뇨관에서 나트륨의 흡수를 증가시킴으로써 체내 나트륨 농도의 항상성과 체액량을 조절한다. 

나트륨의 흡수와 대사

※ 알도스테론

알도스테론은 부신피질호르몬으로 레닌-안지오텐신계의 활성화에 의해 분비가 증가된다. 알도스테론은 원위세뇨관에서의 Na⁺의 재흡수를 촉진시키고 K⁺의 분비를 촉진시켜 혈액의 삼투압을 높인다. 이로써 수분의 재흡수가 증가되어 혈액량이 많아져 혈압이 높아진다. 

 

② 생리적 기능

세포막의 전위 유지

 나트륨은 세포외 액의 주요 양이온으로 세포 밖에서 높고, 칼슘은 세포 내 액의 주요 양이온으로 세포 안에서 농도가 높다. 이러한 세포막 사이의 나트륨과 칼륨의 농도차이에 의해 막전위가 형성되어 신경자극의 전달, 근육 수축과 심장 기능 유지가 조절된다. 

수분 및 산염기의 평형 조절

 세포 내외 액 간의 칼륨과 나트륨의 농도에 따라 생성되는 삼투압에 의해 세포 내외의 수분 평형이 조절된다. 나트륨과 칼륨은 세포 외 액에서는 28대 1의 비율로 유지되고, 세포 내 액에서는 1대 10으로 유지될 때 세포 내외의 삼투압이 정상적으로 유지된다. 또한 나트륨은 양이온으로서 산·염기 평형에 관여하여 세포외 액의 정상적인 pH 유지를 돕는다.

영양소의 흡수와 수송

 나트륨은 능동수송을 통한 포도당과 아미노산의 흡수에서 중요한 역할을 한다. 나트륨이 이들 영양소와 함께 세포막의 운반체에 결하한 후 나트륨 농도 차에 의해 세포 안으로 들어갈 때 영양소가 함께 들어가게 된다.

 

③ 결핍증

 나트륨은 대부분의 식품에 함유되어 있고 조리과정에서 첨가되며, 신장에서 재흡수되므로 결핍증은 거의 나타나지 않는다. 그러나 나트륨의 섭취를 심하게 제한하거나 심혈관계, 신장질환 치료를 받는 경우에는 결핍증이 나타나기도 한다. 또한 부신피질의 기능이 저하된 경우에는 세포 외 액의 나트륨 농도가 낮아져서 체액이 세포 내로 이동하고 혈액량이 감소되어 혈압이 낮아지게 된다. 나트륨이 결핍되면 무기력, 메스꺼움, 구토, 짜증, 어지러움 등의 증상이 나타나며, 저나트륨혈증이 심하면 혼수와 사망을 초래할 수 있다.

 

④ 과잉증

 나트륨을 장기간 과잉으로 섭취하는 경우 고나트륨혈증과 고혈압을 일으키며 위암과 위궤양의 발병률을 증가시킬 수 있다. 

 

⑤ 영양섭취기준과 급원식품

 건강을 유지하는데 필요한 성인의 1일 나트륨 최소 필요량은 500mg이지만 실제로는 나트륨의 결핍증보다는 과잉섭취가 문제가 된다. 나트륨의 과량섭취는 고혈압을 유발할 수 있으므로 우리나라에서는 하루 나트륨 충분섭취량을 1.5g으로 정하고 하루 섭취가 2.0g(소금으로는 5.0g)을 넘지 않도록 권장한다. 

 우리나라 사람들이 실제로 섭취하는 소금의 양은 15~20g이므로 섭취를 줄이는 것을 권장하고 있다. 나트륨의 주요 급원은 소금과 소금을 함유한 식품이며, 가정에서 사용하는 소금은 나트륨 40%, 염소 60%로 이루어져 있다. 육류에는 채소류나 과일류, 콩류에 비해 비교적 많은 나트륨이 함유되어 있고, 가공 식품과 된장, 간장, 고추장, 케첩, 감자칩 등도 나트륨의 함량이 높다. 또한 베이킹파우더와 화학조미료, 발색제로 사용되는 아질산나트륨 등에도 많이 함유되어 있다.