염소와 칼륨

1. 염소

 

염소는 세균을 살균하기 위해 가스상태로 수돗물의 위생처리를 위해 사용되는 소독제이며 염소가스는 유독합니다. 생체 내에서는 주로 이온 형태로 존재하며 염소가 나트륨이온이나 수소이온과 반응하면 음전하를  띠는 염화이온이 되며 독성은 없습니다.

 

(1) 흡수와 대사

 

염화이온은 나트륨이나 칼륨과 함께 소장에서 쉽게 흡수되며, 주로 신장을 통해 배설됩니다. 나트륨과 마찬가지로 알도스테론에 의해 조절되며 일부는 땀으로 배설됩니다.

 

(2) 체내 작용

 

염화이온은 세포외액의 가장 중요한 음이온이며 양이온인 나트륨과 함께 존재하면서 삼투압 유지와 수분 평형에 관여하며 체액과 전해질의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 염소이온은 인산염, 탄산염, 황산염, 유기산, 단백질과 같이 산/염기 평형 유지에 관여합니다.

염화이온은 위의 벽세포에서 수소와 결합하여 위산을 만드는 데 사용되며 위액의 강한 산성을 유지해 주고 있습니다. 이 위산은 식품과 함께 들어온 세균을 죽이고 번식을 방지하며 무기염 등을 용해하며 흡수율을 높여 줍니다. 또한 위 내로 분비된 펩시노겐을 활성화시킵니다. 백혈구세포가 외부 세포를 공격할 때의 면역반응에도 작용합니다. 염화이온은 세포에서 폐로 이산화탄소 운반을 돕고 호흡할 때 내뿜는 공기로 이산화탄소가 제거되도록 돕습니다.

 

(3) 결핍증과 과잉증

 

소금 섭취량이 많기 때문에 염화이온의 결핍증은 잘 일어나지 않습니다. 장기간의 빈번한 구토 등으로 위액이 소실될 때 염소의 상실은 소듐의 상실을 상회하기 때문에 혈장 내 염소 함량이 저하되어 저염소 알칼리혈증이 유발될 수 있습니다. 1970년대 미국에서 한 유아용 이유식에 염소가 불충분하게 첨가됨으로써 그 제품을 이용한 유아들이 식욕부진, 허약, 성장 불량, 심한 발작 등을 비롯해 이상현상을 나타낸 사건이 있었습니다.

 

과잉섭취는 나트륨이온의 작용을 증가시켜서 고혈압과 관련이 있습니다. 나트륨, 즉 소금의 섭취를 줄이면 염소 섭취는 자동적으로 감소합니다. 하루 15g 이상 염소를 섭취하면 체액의 보유로 인한 부종을 일으킬 수 있습니다.

 

(4) 섭취 기준과 급원식품

 

염화이온의 최소필요량은 1일 700mg입니다. 2015년 한국인 영양소 섭취 기준에서 충분섭취량을 2.3g으로 정하였습니다. 급원식품은 해조류와 일부 야채와 과실류입니다. 일반적으로 염소는 식품에 소금의 형태로 존재하며 소금 절임식품이나 가공식품이 중요한 공급원입니다.

 

 

2. 칼륨

 

칼륨은 칼슘과 인 다음으로 체내에 많이 존재하며 세포내액의 주요 양이온입니다. 체내 함량은 나트륨의 2배 정도로 135~350g 정도입니다. 이중 95%가 세포내액에 양이온 상태로 존재하며 나트륨과는 반대로 칼륨의 섭취는 고혈압의 위험을 감소시킵니다.

 

(1) 대사

 

칼륨은 섭취한 양의 90%가 소장에서 단순 확산으로 흡수됩니다. 소화액에 포함된 칼륨도 대부분 재흡수됩니다. 칼륨의 평형도 신장을 통한 배설이나 보유를 통해 조절되는데 알도스테론에 의해 칼륨의 배설이 촉진됩니다. 일부는 대변과 땀으로 배설되며 이뇨제, 알코올과 커피도 칼륨 배설을 촉진합니다.

 

(2) 체내 작용

 

칼륨은 수분과 전해질의 평형을 유지합니다. 세포내엑의 주요 양이온 성분으로 나트륨과 마찬가지로 칼륨도 체액의 삼투압과 수분 평형 유지와 신경자극의 전달을 돕습니다. 칼륨이온은 소듐, 수소이온과 함께 산과 염기의 평형에 영향을 미칩니다. 그리고 근육 수축과 신경자극이 전달되는 과정에서 칼륨은 세포 내에서 세포외액으로 나오고 그 대신 나트륨이 세포 내로 들어갑니다. 근육이 수축되고, 신경자극이 전달되고 나면 칼륨과 나트륨은 제자리로 돌아갑니다. 체내에서 글리코겐이나 단백질을 합성할 때는 적절한 양의 세포내액을 함께 저장하여 농도를 일정 수준으로 유지합니다. 칼륨은 세포내액의 주 양이온 성분이므로 글리코겐과 단백질이 합성될 때는 칼륨의 세포 내 유입속도도 증가하며 이들 유기물이 분해되면 칼륨도 유리되어 나옵니다. 그러므로 체조직이 분해되면 혈청칼륨이 상승합니다.

 

(3) 결핍증과 과잉증

 

칼륨은 모든 식품에 널리 분포되어 있어서 정상 식사 시에는 칼륨 결핍이 거의 일어나지 않습니다. 그러나 간경변증, 장기간 설사와 구토, 당뇨병성 산독증, 심한 화상, 알코올중독증, 신경성 식욕부진, 심한 단백질-칼로리 영양불량일 경우, 고혈압 치료제로 이뇨제가 오래 사용된 경우에 칼륨 결핍증이 발생할 수 있습니다. 심하면 근육경련, 정신착란, 의식불명 등이 옵니다. 지속적인 칼륨 제한 식이나 심한 화상을 입은 사람은 체세포에서 다량의 칼륨이 손실되기 때문에 음의 칼륨 평형을 일으킵니다. 쿼시오커로 사망한 아이들의 뇌, 간, 근육, 심장, 신장 조직을 분석해 본 결과 모든 조직에 칼륨이 결핍되어 있고 그중에서도 근육조직의 함량이 가장 적게 나타났습니다. 저칼륨증은 생명을 위협하는 상태로 식욕감퇴, 근육경련, 어지러움, 무감각, 변비 등을 초래하며 심장박동이 불규칙해지고 혈액 펌프 능력이 감소하며 심하면 사망할 수 있습니다.

 

일반적으로 신장기능이 정상이면 일상 식사에서 섭취하는 정도로는 고칼륨혈증이 발생하지 않습니다. 신부전으로 칼륨이 정상적으로 배설되지 않으면 고칼륨혈증이 나타납니다. 과량의 칼륨은 심장기능을 방해하여 심장박동을 느리게 하므로 빨리 치료하지 않으면 결국 심장박동이 멈추게 됩니다. 고칼륨혈증은 근육 과민, 혼수, 불규칙적인 심장운동, 호흡곤란, 사지마비 등의 증상을 나타냅니다. 따라서 정상적인 혈중농도를 유지하는 것이 주요합니다.

 

(4) 섭취 기준과 급원식품

 

성인의 최소 칼륨 필요량은 1일 2,000mg으로 보통 다양하게 음식을 먹는 사람은 칼륨 필요량이 충족됩니다. 2015년 국민건강영양조사에서 19세 이상 성인의 칼륨 섭취량은 3.1g으로 조사되었습니다. 칼륨 1일 충분섭취량은 나트륨 섭취량이 많은 한국인의 식사섭취 패턴을 고려하여 3.5g으로 정하였습니다. 

 

 

칼륨은 식품에 널리 분포되어 있습니다. 나트륨과 함께 칼륨 가공식품에서 나트륨이 첨가됨으로써 상대적으로 칼륨 함량이 낮아집니다. 채소와 과일은 전반적으로 칼륨의 좋은 급원이고 우유, 콩류, 육류도 칼륨의 좋은 급원입니다. 특히 검은콩, 바나나, 시금치, 토마토, 오렌지, 닭고기, 쇠간, 우유 등은 칼륨의 좋은 급원식품입니다.