무기질의 특성 및 작용과 종류

무기질은 우리 몸의 약 4%를 구성하고 인체 내 여러 생리기능을 조절 및 유지하는데 중요한 작용을 담당합니다. 체중의 0.01% 이상을 다량무기질이라 하며 그 이하로 존재하는 것이 미량무기질입니다.

칼슘이 풍부한 식품

무기질의 특성

1. 무기질은 화학적 본성을 유지하면서 무기원소로 이온화될 수 있습니다. 즉 나트륨과 염소가 물속에서 이온화되면 소금이 될 수 있습니다.

2. 무기질은 쉽게 흡수되고 각 조직으로 자유롭게 이동하고 신장에서 쉽게 배설됩니다.

3. 무기질은 열, 공기, 산 등과 혼합되어 산화되지만 파괴되지 않고 연소 시에도 그 재에는 무기질이 그대로 남아있습니다.

무기질의 작용

1. 체조직의 구성: 무기질 중 칼슘, 인, 마그네슘 등은 인체의 경조직인 뼈와 치아의 구성성분으로 조직의 강도를 높여줍니다. 또한 체내 조직을 구성합니다. 예를 들어 신경조직은 인을 함유하고, 철은 헤모글로빈의 구성 성분입니다.

2. 체내 산·염기 평형과 수분의 조절: 무기질은 체액과 혈액에 지나치게 많은 산이나 알칼리가 축적되지 않도록 조절하며 체액과 혈액이 중성을 유지하도록 합니다. 식품에서 섭취한 성분 주 알칼리를 형성하는 주된 원소는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등이며, 산을 형성하는 원소는 염소, 인, 황입니다.

3. 효소작용의 조절: 효소 구조 내에 금속이온을 함유하고 있는 금속효소가 존재하며 금속이온 제거 시 그 효소는 활성을 잃게 됩니다.

4. 신경흥분의 전달: 나트륨과 칼슘은 신경이 자극받아 흥분하면 그 상태를 뇌에 전달하는 것을 돕는 작용을 합니다. 

5. 혈액응고: 칼슘은 프로트롬빈을 트롬빈으로 전환시키며 트롬빈은 피브리노겐을 피브린으로 전환시켜 혈액을 응고합니다. 그러므로 칼슘은 혈액응고에 중요한 역할을 합니다.

다량무기질의 종류

체조직을 구성하는 원소로 산소, 탄소, 수소, 질소 등을 제외한 체중의 0.01% 이상을 차지하는 다량무기질의 종류에는 칼슘, 인, 마그네슘, 황, 철, 아연, 망간, 셀렌, 구리 등이 있습니다. 

1. 칼슘: 인체에 가장 많은 무기질입니다. 성인 체중의 1.5~2.2%를 차지하며 99%는 뼈와 치아에 존재합니다.

2. 인: 체내 무기질 중 칼슘 다음으로 양이 많은 무기질입니다. 성인 체중의 약 1%를 차지하고 있습니다. 인의 80%는 칼슘과 함께 뼈와 치아에 존재합니다. 인의 20%는 체내 세포를 구성하고 그중 50%는 근육에 존재합니다. 인은 칼슘과 1:1로 섭취하는 것이 바람직하고 성인 남녀의 1일 권장량은 칼슘과 같이 700mg이며, 급원식품으로 유제품, 가공식품, 육류, 곡류 등이 있습니다.

3. 마그네슘: 식물 색소인 엽록소의 구성 성분으로 식물성 식품은 마그네슘의 좋은 급원식품입니다. 성인은 체내 약 2~25g의 마그네슘을 함유하고 있으며, 이중 60%는 뼈와 치아에 그 외 40%는 근육과 혈액, 연조직에  존재합니다. 마그네슘은 곡 격과 치아의 구성 성분이며 효소의 활성제이고 ATP 구조를 안정화시켜 여러 대사에 관여하며, 근육과 긴장과 이완 작용을 조절합니다. 

4. 황: 체내 모든 세포에 존재합니다. 성인 체중의 약 0.25%를 차지하며, 함황 아미노산으로 존재하고 피부, 손톱, 모발 등에 다량 함유되어 있습니다. 그 외 일부 비타민이나 조효소, 인슐린에도 황이 존재합니다. 황은 일부 아미노산과 비타민의 구성 성분 아며 해독작용과 단백질 구조에 중요한 역할을 합니다. 섭취하는 단백질에서 우리는 황을 충분히 공급받고 있습니다.

미량 무기질의 종류

미량무기질은 전체 미기질의 1% 이하로 존재하는 무기질로 하루 필요량은 100mg 이하의 소량입니다. 미량무기질에는 철, 아연, 구리, 망간, 불소, 요오드, 셀렌, 크롬, 몰리브덴, 코발트 등이 속합니다.

1. 철: 성인은 인체 총 3~4g의 철을 함유하고 있습니다. 철의 중요 기능은 산소의 이동과 다양한 효소의 필수적인 보조인자입니다. 음식으로 섭취한 철의 약 10%가 체내 흡수됩니다.

2. 아연: 체내 총 아연 함량은 약 1.5~2.5g으로 소량입니다. 그러나 신체의 모든 조직에 존재하며, 근육에 60%, 골격에 30%, 혈장에 0.1%가 존재합니다. 아연은 금속효소의 구성 성분으로 작요하고 백혈구의 면역작용과, 성장발달, 인슐린의 작용, 혈액응고 작용, 갑상선 호르몬의 작용, 레티놀이 비타민 A로 전환되는 것을 도우며, 미각기능, 상처 치유, 정자의 생합성, 태아의 성장에도 관여합니다.

3. 구리: 철과 유사한 작용이 많은 미량무기질로 성인의 체내 100~150mg이 존재합니다. 간, 뇌, 심장, 신장 조직에 가장 높은 농도로 그 외 심장, 비장, 신장, 혈액에도 존재합니다. 근육에도 총 40%가 존재합니다.

4. 요오드: 성인의 체내 15~20mg이 존재합니다. 그중 약 70~80%는 갑상선에 존재합니다. 그외 혈액과 근육 등의 조직에 존재합니다. 요오드는 갑상선 호르몬의 구성성분으로 체온조절, 대사율조절, 성장촉진 혈구생성 촉진 신경과 근육 위 작용조절 등에 관여합니다.

5. 셀레늄: 인체 내 약 10mg 함유되어 있습니다. 셀레늄은 동물과 식물조직에 셀레늄을 함유한 단백질의 형태로 존재합니다. 셀레늄은 항산화 효소인 글루타티온 과산화효소의 일부로서 비타민 E의 절약작용 및 다가불포화지방산의 산호를 방지합니다. 

6. 불소: 불소는 필수영양소는 아니지만, 뼈와 치아의 건강에 중요한 역할을 하며, 인체 내 2.5mg을 함유하고 있습니다. 95%는 뼈와 치아에 존재합니다.

7. 몰리브덴: 간과 신장에 많이 함유되어 있으며, 구리와 경쟁적 흡수를 합니다. 몰리브덴의 결핍 시 정신적 지체와 신경계 장애 등이 나타날 수 있습니다. 

8. 기타 미량무기질로는 코발트와 크롬이 있습니다. 코발트는 비타민B12의 성분으로 간에 저장되어 있습니다. 크롬은 인슐린 작용을 강화함으로 그 대상에 영향을 주며 크롬의 보충이 혈장 콜레스테롤을 감소시키는 것으로 보고되었습니다.