미네랄(Minerals)-칼슘/인/마그네슘(1)

1. 미네랄의 종류

생명체가 존재하기 위해서는 몇 가지 광물이 필요합니다. 동물의 경우 7가지 원소(칼슘, 인, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 염화물, 유황)가 상당히 많은 양으로 필요하고, 이를 다량 미네랄(Macrominerals)이라고 합니다. 젖소의 경우에는 매일 수십그램까지 필요하다고 합니다. 이외 다른 몇몇 원소들은 하루에 마이크로그램부터 밀리그램까지 훨씬 적은 양으로 요구되기 때문에 미량 미네랄(microminerals, trace minerals)이라고 합니다. 이 중에서 항산화 미네랄은 아연과 셀레늄입니다.

 

 

2. 미네랄의 흡수 기전 및 미네랄 상호작용

음식 속에 포함된 미넬라의 대부분은 위장 점막 세포를 통하여 측세포 수송(paracellular), 세포 횡단 수송(transcellular)의 기전으로 흡수되어 혈액으로 들어갑니다. 음식의 형태로 섭취한 미네랄은 다른 물질과의 상호작용에 의해서 소화관내에서 흡수가 안될 수도 있습니다. 우리는 영양소를 연구할 때 상호작용을 무시한 채 영양소를 분리해서 생각합니다. 그러나 실제로 영양소들은 서로 복잡하게 얽혀서 기능을 하기 때문에  분리해서 각각 하나의 미네랄만을 생각하지 말고 영양소가 서로 상호작용을 한다는 사실을 반드시 염두에 두어야 합니다. 특히  아연, 철, 구리는 동시에 작용을 합니다. 그래서 아연, 철, 구리 삼자의 상호관계를 잘 이해를 하고 조심스럽게 치료를 접근해야 할 것입니다. 

 

3. DMT1(2가 금속 이온 수송체, )의 금속 기질 선택

DMT1(divalent metal-ion transporter)은 카드뮴(Cd2+) > 철(Fe2+) > 코발트(Co2+), 망간(Mn2+) >> 아연(Zn2+), 니켈(Ni2+), 바나듐(VO2+)의 순으로  2가 금속이온들의 수송을 매개하니다. 철은 흡수될 때 순전히 DMT1만 이용하고, 망간, 아연, 코발트는 DMT1과 미넬라 고유채널을 이용합니다. 그리고, 2가 철의 흡수는 코발트와 망간에 의해 경쟁적으로 억제되고, 아연은 미약하게 억제한다는 사실입니다. 즉, 철분제를 복용할 때 코발트와 망간, 아연을 함께 복용하면 흡수율이 떨어집니다. 

 

 

4. 대량 미네랄(macrominerals) - 칼슘, 인, 마그네슘

칼슘은 혈액내에 반드시 1% 존재해야합니다. 칼슘의 항상성을 유지하기 위해서 부갑상선 호르몬(PTH), 칼시토닌, 비타민 D가 상호 관계하여 혈중 농도를 일정하게 조절합니다. 혈중 칼슘, 인, 마그네슘의 참고 수치(mg/dL)는 칼슘 8.5-10.5, 인 2.5-4.5, 마그네슘 1.5-2.3이고, 적정 수치는(mg/dL)는 칼슘 9.2-10.0, 인 3.0-4.0, 마그네슘은 2를 초과해야 합니다.

대량  미네랄(혈청)	참고치 RR(mg/dL)	적정치 OR(mg/dL)
칼슘	8.5-10.5	9.2-10.0
인	2.5-4.5	3.0-4.0
마그네슘	1.5-2.3	>2.0

* 교정 칼슘: 혈청 칼슘 + 0.8mg/dL X (normal albumin 4.0g/dL- serum albumin)

 

1) 칼슘 항상성

칼슘 칼슘의 혈중 농도가 낮아지면 부갑상선에서 PTH(부갑상선 호르몬)를 분비하여 뼈의 파골세포를 활성화시켜 뼈로부터 칼슘과 인을 빼내고, 신장에 작용하여 세뇨관은 통해 빠져나가는 칼슘을 재흡수시키고, 인은 배설합니다. 그리고 비타민 D를 활성화시켜  장에서 칼슘과 인의 재흡수를 증가시킵니다. 결론적으로 부갑상선 호르몬은 혈중 칼슘을 높이고, 혈중 인의 수치를 낮춥니다. 반면 칼슘의 혈중 농도가 높아지면 갑상선에서 칼시토닌을 분비하여 뼈와 신장에 작용하여 혈중 칼슘과 인의 농도를 낮춥니다.

 

 

 

 

 

	혈중 칼슘농도	혈중 인농도
PTH	증가	감소
칼시토닌	감소	감소
비타민 D	증가	증가

 

2) 칼슘의 흡수

칼슘의 흡수는 위의 산성도, 비타민 A, D,  인과 같은 미네랄 보조인자의 존재, 소장 점막 상태에 따라 달라집니다. 그 외 식이 요인으로는 과잉 식이 지방, 과도한 식이섬유, 카페인, 파이틱산, 옥살산, 코코아, 에탄올은 칼슘의 대변 배설을 증가시킬 수 있습니다. 비타민 C, 글리신, 라이신, 시트르산, 염산은 칼슘의 용해도를 높여 장내  흡수를 증가시켜 줍니다. 뼈 흡수는 파골세포를 활성화시키는 PTH, 파골세포의 활성화를 억제시키는 bisphosphonate(비스포스포네이트)에 의존하고, 칼슘의 소변 흡수는 PTH, 칼시트리올에 의존합니다. 과잉 식이 단백질에 의한 칼슘의 신장 소실은 뼈의 탈미네랄화를 증가시키고, 포도당과 아스파탐은 칼슘의 요배설을 증가시킵니다.