체내 수분의 분포와 작용

물은 수고 두 원자와 산소 한 원자가 결합된 물질로 산소와 함께 생명체에 필수적인 물질입니다. 물 없이는 몇 주 이상 살 수 없습니다. 다른 영양소는 저장고가 있으나 물은 저장고가 없어서 반드시 섭취해야 하는 영양소입니다. 수분은 체내 모든 조직에 존재하며 중요한 체내 작용을 돕습니다.

 

1. 체내 수분의 분포

 

(1) 체조직의 수분

 

체내에 존재하는 수분의 양은 연령, 조직의 구성 성분, 그리고 성별에 따라 다릅니다. 나이가 어릴수록 체내 수분 함량이 높고 나이가 증가함에 따라 감소합니다. 수분 함량은 신아의 경우 약 75%이고 1세는 68%, 6~7세는 62% 정도입니다. 그 후 수분 함량은 서서히 감소합니다.

 

물은 체중의 50~70%를 구성하는데, 신체조직에 따라 수분 비율이 다릅니다. 뼈의 약 10%, 치아의 약 5%, 지방조직의 25~35%, 근육조직의 약 72%가 수분입니다. 그러므로 체내에 지방조직이 증가하면 체내 수분은 감소합니다. 마른 체형의 성인인 체중의 약 70%의 수분을 함유하고 있지만, 비만한 성인은 약 50%의 수분을 함유하고 있습니다. 따라서 신체 내 지방량이 증가하면 체내 수분 비율은 감소하여 지방조직이 상대적으로 많은 여자, 노인, 비만한 사람은 일반적으로 체내 수분 비율이 낮습니다.

 

(2) 체내 수분 분포

 

인체 내에서 수분은 여러 가지 물질을 함유하는 체액을 이루고 있습니다. 체액은 세포를 중심으로 세포 안에 있는 세포 내액과 세포 밖에 있는 세포외액으로 나눌 수 있습니다. 세포외액에는 현장인 혈관 내액, 세포 사이에 있는 세포 간질액, 림프, 척수나 관절액, 안구액, 소화액, 요 등이 있습니다. 

 

70kg인 성인 남자의 총 수분 함량은 체중의 60%로 42L입니다. 이중 세포외액은 체중의 20%로 14L 정도이며 이 중 3.5L는 혈장이고 10.5L는 그 외 수분입니다. 세포 내액은 체중의 40%로 28L 정도입니다.

 

 

 

 

 

2. 체내 수분의 작용

 

(1) 영양소와 노폐물의 운반

 

신체에 필요한 여러 영양소는 소화관에서 소화되어 흡수된 후 혈액을 통해 필요한 조직세포로 운반됩니다. 혈액은 세포에서 생성된 노폐물을 받아 신장이나 표피조직으로 운반하여 소변과 땀을 통해 체외로 배출시킵니다. 세포와 세포 사이에 있는 세포 간질액은 각 세포에 필요한 영양성분을 공급하고 세포에서 일어나는 화학반응의 최종 대사산물을 받아들여서 조직세포와 혈액 사이의 통로 작용을 합니다.

 

(2) 영양소의 용매와 체내 대사과정에 작용

 

수분은 약하게 극성을 띠고 있기 때문에 영양소의 용매 작용을 하면서 세포질의 주요 구성분이 됩니다. 물의 성질은 두 개의 수소원자와 한 개의 산소 원자로 된 화학적 구조에서 비롯됩니다. 수분은 세포 내액에 들어 있는 탄수화물, 지질, 단백질의 가수분해 등 세포 내에서 일어나는 많은 화학반응에 참여합니다. 가수분해 작용은 큰 분자에 작은 분자로 분해될 때 물이 첨가되어 일어나는데, 예를 들며 맥아당이 두 개의 포도당으로 분해될 때, 물이 첨가되어 일어난다. 또한 두 개의 분자가 결합되는 축합반응이 일어나면 물분자가 제거된다. 체내에서 일어나는 대부분의 대사작용은 수분 없이는 일어나지 못합니다.

 

(3) 소화액 및 분비물의 성분

 

수분은 체내에서 대사과정이 원만히 진행되도록 작용하는 타액, 위액, 담즙, 소장액, 대장액 등 여러 가지 분비물의 구성성분으로 작용합니다. 이들의 1일 분비액은 8,200mL 정도입니다. 타액이 1,500mL이고 위액이 2,500mL, 담즙과 췌장액이 1,200mL이고 장액이 2,000mL나 됩니다.

 

(4) 체온조절

 

인간의 체온은 체내 수분으로 인해 외부의 기온 변화나 체내 열발생량과 무관하게 약 36.5도를 유지되는 구조로 작용이 일어납니다. 영양소의 에너지 대사 결과 열이 계속해서 발생하는데, 체온을 정상으로 유지하기 위해서는 필요 이상의 열을 체외로 발산시켜야 합니다. 물은 좋은 열전도체로서 계속해서 피부와 폐를 통해 열이 발산되며 그 양은 일일 350~700mL 정도입니다. 

 

심한 운동이나 열이 높게 날 때 체온이 높아지면 체표면을 통해서 땀을 흘리게 합니다. 이때 땀인 액체에서 기체로의 전환을 위해서도 많은 에너지를 요하기 때문입니다. 체조직 세포에서 열에너지 생성이 많으며 주위 조직에 있는 물이 과량의 열에너지를 흡수하여 땀으로 배출되어 증발한다. 이 수분의 증발 작용으로 열에너지를 많이 제거하여 체온의 상승을 막아 줍니다.

 

(5) 윤활 및 신체보호

 

수분은 안구 및 관절이나 척수에 윤활유나 충격흡수제로 작용하여 동작을 부드럽게 하고 연골과 뼈의 마모를 완화시켜 줍니다. 마찰로부터 보호해 주며 임신 시 양수는 태아를 둘러싸서 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 합니다. 소화기관과 호흡기관의 점액도 이들 기관의 윤활작용을 합니다.

 

(6) 전해질의 평형유지

 

세포 내액과 세포외액에 존재하는 각 이온들의 농도는 서로 상당히 다르지만 총 양이온과 음이온의 농도는 정확하게 평형을 이루고 있습니다. 나트륨, 칼륨, 염소 등의 전해질은 세포 내액의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하며 칼륨은 주로 세포 내액에, 나트륨과 염소는 세포외액에 많습니다. 수분은 세포 내외에 존재하는 전해질의 농도에 따라, 주로 삼투현상에 의해 세포의 안과 밖으로 빠르게 이동함으로써 전해질의 평형을 조절합니다. 

 

(7) 산/염기 평형

 

수분은 체내의 산/염기 평형상태를 pH 7.4 정도로 유지시키는데 이는 체내에서 일어나는 화학반응이 pH에 매우 민감하기 때문입니다. 만약 체액이 너무 산성이거나 염기성이 되면 화학반응은 효율적으로 진행될 수 없습니다. 바닷물은 pH가 8이며 가정용 암모니아는 pH가 11 정도입니다. 수분은 pH의 변화를 막아 주는 화학반응에서 위해 매개체로 작용하고 이들 반응에도 관여합니다. 체내 대사가 일어나면서 생기는 이산화탄소가 체액에 녹아 탄산이 되어 약산성을 나타내는데 이때 수분은 이를 희석하는 역할을 합니다. 수분은 호흡조절 경로와 신장의 작용에 의해서 산/염기 평형을 유지합니다.