운동수행력 높이고 고혈압 예방하는 미네랄, 칼륨의 힘!
몸속 미네랄 균형 중 가장 중요한 미네랄인 칼륨
미네랄 3대장 이야기 두 번째. 지구의 대지에 다섯 번째, 우리 몸속에는 칼슘ㆍ인ㆍ요오드에 이어 네 번째로 많은 반응성이 강한 원소이자 바나나가 떠오르는 칼륨(포타슘)에 대해 알아보자.
"포타슘(칼륨) 수치가 얼마나 돼요?"
의학 드라마를 보면 미네랄 관련해 가장 많이 등장하는 것이 포타슘, 즉 칼륨이다. 몸속 마그네슘ㆍ칼슘ㆍ나트륨 등의 균형이 중요하지만, 특히 칼륨 수치는 중요하다. 이유는
다른 전해질의 불균형에 비해 더 위험한데,
칼륨 수치가 높으면 '심정지'를 일으킬 수 있기 때문이다.
그래서 수술 중 응급상황 발생 시, 칼륨 수치를 확인하는 장면이 의학 드라마에 종종 등장하는 이유이기도 하다(우리 몸속 칼륨의 정상 수치는 3.5~5.5mEq/L이다). 앞서 언급한 전해질에 대해 잠깐 알아보자. 전해질(Electrolyte)은 용액 내에서 전류를 전도하는 미네랄이다. 몸속 체액의 주요 전해질은 나트륨ㆍ칼륨ㆍ마그네슘ㆍ칼슘ㆍ염소ㆍ중탄산염ㆍ황산염이다. 전해질은 세포막에서 활약하며 신경자극(Nerve Impulse)과 같이 전류를 생성한다.
전해질은 다른 방식으로도 기능하여 세포의 다양한 대사과정을 조절하는 효소를 활성화한다. 이온 음료는 바로 필수영양소인 미네랄 중에서 전해질이 함유된 음료를 말한다. 물을 충분히 섭취해야 하는 이유 중 하나는 바로 체내 삼투압 조절과 전해질의 적정한 균형을 유지하기 위해서라는 것을 기억해야 한다.
우리 몸속 주요 전해질. 몸속 전해질이 부족하거나 넘치지 않도록 수분과 음식 섭취에 신경을 써야 한다. [이미지 출처: 구글]그런데 우리에게 익숙하던 '칼륨'이 어느새 '포타슘'으로 불리게 되었을까? 이 원소를 발견한 험프리 데이비(Humphry Davy)가 1807년 포타슘으로 학계에 보고했다. 그러나 당시 학계를 지배하던 독일이 반발해 영어 명칭인 포타슘 대신에 칼륨(Kalium)으로 명명했기 때문이다. 현재는 포타슘이 학계의 공식 명칭이지만 원소기호는 칼륨의 'K'를 사용한다.
칼륨은 어떤 역할을 하는가?
몸속 칼륨의 양은 체중의 약 2.09%이다. 체중이 70kg인 경우 약 140g이 칼륨이다. 칼륨의 98%는 세포 안에 있으며, 남은 2%는 세포 밖에 있다. 주로 칼륨 이온(K+) 혹은 인산이나 단백질과 결합한 형태로 존재한다. 단백질이나 DNA 합성, 심근이나 근수축의 조절ㆍ체액의 산성ㆍ알칼리성 조절ㆍ각종 효소의 활성화를 돕는다.
나트륨과 함께 세포 내외 체액의 균형, 즉 삼투압을 조절하고 신경과 근육에서 자극을 전달하는 역할을 한다. 이러한 역할 때문에 칼륨과 나트륨의 체내 균형을 항상 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 무엇보다
칼륨은 체내의 과도한 체액 및 나트륨을 제거하는
이뇨 작용을 하는 미네랄이다.
다시 말해 칼륨은 체내 나트륨의 양에 의한 혈압 상승을 막고 혈압을 낮추는 작용을 한다는 뜻이다. 칼륨은 근육의 에너지 대사에도 중요한 역할을 하는데, 근세포로 포도당 운반과 글리코겐의 저장 및 고열량 물질의 생성에 기여한다. 또한 칼륨은 유리기를 묶어 활동하지 못하도록 만드는 훌륭한 항산화제로 알려져 있다. 소변을 통한 칼슘 제거를 막아 뼈에 미네랄이 사라지고 골다공증이 생기는 것을 예방하는 데 도움이 된다.
각종 채소류를 충분히 섭취하면 미네랄인 칼륨을 충분히 공급할 수 있다. [이미지 출처: 구글]칼륨은 위액을 생성하고 인슐린 분비 및 체액의 균형 유지와 같은 특정한 대사 과정에 참여한다. 그리고 신장에 있는 노폐물의 배설을 촉진한다. 칼륨의 역할을 정리하면 다음과 같다.
나트륨과 함께 주로 신경이나 근육에서 자극을 전달
혈액이나 세포 내외 체액의 균형(삼투압)을 조절
심근이나 근육의 수축을 조절
체액의 산성ㆍ알칼리성 조절
단백질이나 DNA 합성을 도움
나트륨의 흡수를 억제하고 배출을 촉진
각종 효소의 활성화 및 근육에서의 에너지 대사를 도움
고혈압을 예방하는 칼륨
어떻게 칼륨이 고혈압을 예방할까? 칼륨은 칼륨 이온 형태로 대부분 세포내액에 있으며, 세포외액에는 나트륨 이온이 많다. 두 이온의 농도 차가 삼투압의 균형을 유지하며, 신경세포 안이나 근육 등에서 자극을 전달하는 작용을 한다. 세포막의 '나트륨/칼륨 펌프(Na+/K+ Pump)'는 나트륨 이온을 세포 밖으로 내보내고, 칼륨 이온은 세포 안으로 가져오는 기능이 있다. 이 기능이 세포 내외의 칼륨과 나트륨 농도의 균형을 유지하는 것이다.
세포막의 나트륨/칼륨 펌프(Na+/K+ Pump) [이미지 출처: 구글]그러나 칼륨이 부족하면 나트륨 펌프 기능이 제 역할을 하기 어려워져 세포 내 나트륨 이온 농도가 높아져 버린다. 그 결과 고혈압ㆍ체액저류ㆍ부종이 발생할 수 있으며, 심한 경우 심근이 제대로 조절되지 않아 부정맥이 생기기도 한다. 칼륨은 나트륨 잉여분을 배출하는 작용을 하는데, 나트륨을 많이 섭취해도 이에 맞춰 비슷한 양의 칼륨을 섭취하면 나트륨 농도가 올라가는 것을 예방할 수 있다.
칼륨 과잉은 심장마비를 부른다
칼륨은 많은 식품에 포함되어 있으므로 일반적인 식생활 속에서 부족하거나 과다 섭취할 우려는 없다. 다만 나트륨과의 균형이 중요하다. 나트륨을 과다 섭취하면 나트륨과 함께 칼륨도 배출돼 칼륨이 부족해질 수 있어 주의해야 한다.
짜게 먹는 식습관을 가진 사람은 칼륨 부족을 신경 쓸 필요가 있는데, 만약 나트륨을 과다 섭취했다면 그에 맞춰서 칼륨을 섭취하도록 한다. 일반적으로 나트륨 섭취량이 칼륨양의 두 배가 되지 않도록 하는 것이 적절하다. 그리고 또 심한 설사나 구토했을 때 이뇨제를 복용한 경우도 칼륨이 부족할 수 있다.
칼륨이 부족해지면 고혈압ㆍ식욕부진ㆍ구토증세ㆍ근력저하ㆍ부정맥ㆍ권태감ㆍ무기력이나 불안감ㆍ의식 장애 등의 증상이 나타난다. 이를 '저칼륨혈증(Hypokalemia)'이라고 하는데 칼륨 이온 농도가 3.0 mEq/L 미만인 경우를 말한다. 만약 칼륨 이온 농도가 2.5 mEq/L 미만이면, 전신쇠약ㆍ상행성 마비ㆍ호흡부전 등의 증상이 발생할 수 있다.
여름에 심하게 타는 것은 비타민 B1의 결핍이 원인이 되는 경우가 많은데, 칼륨이 땀과 함께 체외로 배출되어 저칼륨혈증이 원인인 경우도 있다. 이외에도 신장기능에 영향을 미쳐 다뇨증과 다갈ㆍ대사성 알칼리혈증을 보일 수 있다.
칼륨은 스포츠나 운동을 할 때 매우 중요하다.
칼륨 부족은 운동수행 능력에 부정적인 영향을 준다. 테니스 선수와 같은 운동선수들이 경기 중 또는 경기 전후에 이온 음료나 바나나 먹는 것을 흔히 볼 수 있는 이유가 여기 있다. 칼륨은 땀을 흘릴 때 잃어버리는 체액과 전해질을 보충한다. 또 신경 자극 전달에 도움이 되며, 운동한 뒤 근육을 수축하고 회복하는 데도 필요한 성분이다.
일상생활과 스포츠 활동을 하는 데 있어 중요한 요소 중 하나는 수분 섭취와 몸속 전해질 균형을 맞추는 것이다. [이미지 출처: 구글]반대로 칼륨을 과다섭취 혹은 신장 기능이 저하되면 칼륨 배출이 둔화하, 칼륨 이온 농도가 5.5 mEq/L를 넘는 경우 '고칼륨혈증(Hyperkalemia)'이 나타난다. 근육 경련ㆍ쇠약ㆍ마비ㆍ감각 이상ㆍ심부건 반사 감소 등이 나타날 수 있고, 소화기 증상으로 구역ㆍ구토ㆍ복통ㆍ장 마비(마비성 장폐색)가 올 수 있다.
심한 경우 혈중 과도한 칼륨은 전기 자극을 방해하여 심부전증과 같은 사망을 초래할 수 있다. 특히 과도한 근육 발달 보충제 섭취를 통해 체내 칼륨이 너무 높아지면 심장마비를 일으킬 수 있으므로, 성분 함량을 반드시 확인하는 것이 좋다.
지진이나 사고 등으로 신체 일부가 무거운 무언가에 깔렸거나 낀 상태가 오래 지속되면 손상을 입은 세포 안에서 칼륨이 혈액 중으로 유출되어 급성 고칼륨혈증이 나타날 수 있다. 이를 '압박 증후군(Crush Syndrome, 압좌 혹은 압궤증후군)'이라고 한다.
칼륨은 하루에 얼마나 섭취해야 하나?
하루 동안 충분한 물을 마시지 않거나 소금을 많이 섭취했다면, 칼륨이 함유된 식품을 꼭 챙겨 먹어야 한다. 하루 식사에서 섭취해야 할 칼륨의 양은 14세 이상의 적정 섭취량은 3,000~4,000mg이며, 어린이는 이보다 낮고 임산부는 추가 섭취량이 필요할 수 있다.
칼륨은 바나나와 오렌지류의 과일 그리고 채소를 비롯해 많은 식품에 들어 있으므로 섭취하기가 비교적 수월하다. 그러나 칼륨은 열에 약해서 조리하면 손실될 확률이 높은 미네랄이다. 조리하는 식재료ㆍ조리방법ㆍ조리시간 등 조건에 따라 다르겠지만, 일반적으로 삶는 경우 30% 정도 손실된다고 알려졌다. 칼륨이 들어 있는 대표적인 식품에는 채소류ㆍ버섯류ㆍ두류ㆍ종실류ㆍ해조류ㆍ어패류 등이 있다.
모든 식품이 자연적인 상태에서는 나트륨보다 칼륨 함량이 더 높다는 것을 알아두는 것이 좋다. 그러나 특정 과정을 거치면 이 관계가 뒤바뀐다. 따라서 생으로 섭취하는 양을 늘리고 요리 과정을 거친 식품 섭취량을 줄이는 것이 좋다.
원문: 운동수행력을 높이고 고혈압을 예방하는 미네랄, 칼륨의 힘!
*본 포스팅은 스포츠 이온 음료 <요헤미티-워터>에 기고한 글입니다.
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참고 문헌
참고: <Williams 건강·스포츠 영양학 11판> 멜빈 H. 윌리엄스 외 2명 지음 | 이명천 외 6명 | 라이프사이언스(2017)
참고: <저칼륨혈증과 고칼륨혈증> 임인석 | 중앙대학교 의과대학 소아과학교실 | Korean Journal of Pediatrics Vol. 49, No. 5, 2006
참고: <내 몸을 살리는 미네랄 백과 사전> 노구치 데쓰노리 | 이용택 역 | 아르고나인(2010)
참고: <병을 치료하는 영양 성분 가이드북> 나가카와 유우조 지음 | 정인영 옮김 | 아카데미북(2003)
By 푸샵 이종구: <남자들의 몸 만들기, 2004> 저자
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