일요주간 - 생명을 유지하기 위한 필수영양소 ‘미네랄’

[일요주간=소정현 기자] 식물은 자체적으로 미네랄을 생산해내지 못하기에 토양에 더 이상 미네랄이 없으면 식물에도 미네랄은 없다. 미네랄은 뼈와 근육, 피부 그리고 혈액 등을 구성하는 주성분이다. 또 신진대사를 조절해 주고 단백질, 지방질, 탄수화물의 소화과정에도 관여를 하며 우리 몸에서 만들어지지 않기 때문에 식품으로 매일 섭취해야 한다. 미네랄이 부족한 가장 큰 원인은 미네랄이 함유된 식품을 섭취하지 않기 때문이다. 미네랄이 많이 포함된 식품의 명단을 작성하여 매일 골고루 섭취한다면 부족할리 없지만 미네랄의 중요성을 알면서도 어떤 미네랄이 어떤 식품에 많이 함유돼 있고, 부족할 경우 어떤 증세가 나타나는지를 잘 알지 못하기 때문에 미네랄 부족 상태에 있는 경우가 많다.

생명 유지 필수영양소 ‘미네랄’ 토양에 더 이상 미네랄이 없다면?

요즈음의 과일, 야채, 곡물, 달걀, 심지어 우유와 육류까지도 몇 세대 전 것과 같지 않다는 사실이 연구소의 실험으로 증명됐다. 예를 들어 당근이라면 다 같은 당근일 뿐, 영양소에 관한 한 모두 다 똑같을 거라고 생각하겠지만 그렇지가 않다. 모양과 맛은 서로 같을 수 있겠지만, 당근에 들어있어야 할 그리고 우리 몸이 필요로 하는 미네랄이 부족할 수 있다.

결론적으로 확실히 우리 신체는 칼로리나 비타민 또는 우리 몸이 사용하는 녹말, 단백질, 탄수화물의 적절한 비율보다는 신체 기관들로 흡수되는 미네랄에 더 직접적으로 좌우된다. 이 같은 발견은 인간의 건강 문제에 관한 가장 새롭고 극히 중요한 과학적 공헌 중의 하나이다.

미네랄은 생명 유지를 위한 필수영양소이다. 미네랄의 효과로는 신진대사를 촉진하고 자율신경을 안정시켜 호르몬의 기능을 정상화 시킨다. 또 체내의 노폐물을 배출시킨다.

사람이 생명을 유지하고 살아가는 데에는 5가지의 필수 영양소가 필요하다. 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민, 그리고 미네랄이다. 미네랄은 우리말로는 무기염류(無機鹽類)라고 하는데 생물체를 구성하는 원소 중에서 탄소와 수소 그리고 산소와 함께 생물체를 구성 하고 있는 중요한 요소 중에 하나이다.

단백질, 지방, 당질, 비타민은 주로 탄소, 산소, 수소, 질소의 유기질로써 일부는 생체 내에서 합성이 가능하다. 그러나 미네랄은 무기질이며 생체 내에서 합성이 되지 않으므로 반드시 식품을 통해 섭취해야 한다. 야채나 과일 등도 식물 내에서 합성하는 것이 아니고 토양에서 미네랄을 흡수한 것을 인간이 얻을 수 있다. 미네랄은 약 3%의 소량이지만 체내의 여러 가지 생리 기능을 조절, 유지하는데 중요한 역할을 한다.

미네랄이 부족한 이유는 토양의 미네랄은 산성비에 쓸려 하천으로 간다. 화학비료, 연작으로 토양에 미네랄이 고갈되고, 인스턴트식품을 자주 먹는 식습관에도 문제가 있다. 또 스트레스, 약물, 술, 담배 등의 영향으로 미네랄 손실을 크게 받고 있다.

우리 몸에는 미네랄이 필요하다. 몸 안의 단백질, 지방, 당질, 비타민이 약 97%를 차지하며 나머지의 약 3%는 미네랄로 구성되어 있다. 이러한 미네랄은 필수미네랄로서 잘 알려진 칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 염소(Cl), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 황(S)과 같이 매일 일정량의 섭취를 해야 하는 다량 미네랄과 크롬(Cr), 구리(Cu), 아연(Zn), 철분(Fe), 셀레늄(We), 망간(Mn), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 붕소(B), 스트론튬(Sr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 리튬(Li), 주석(Tin), 텅스텐(W) 등과 같이 소량이 필요한 미량 미네랄로 구성되며 인체의 생리에 꼭 필요한 성분이다. 그러나 우리 몸에는 안티몬(Bs), 우라늄(U), 비소(As), 베릴륨(Be), 수은(Ha), 카드뮴(Cd), 납(Pb), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 바륨(Ka) 등과 같이 몸에 해를 주는 독성미네랄도 같이 들어온다.

‘칼슘’은 체중의 약 2%를 차지하며, 그 대부분이 인산칼슘의 형태로 뼈와 이(齒)의 성분을 이룬다. 이밖에 혈장 중에 약간 존재하며 근육 및 신경의 기능조절, 혈액 응고에 필요하다. 칼슘이 부족하면 구루병이 생기거나 근육운동의 부조화가 일어난다.

‘인’은 칼슘 다음으로 체내에 많다. 그 대부분은 인산칼슘으로서 뼈와 이(齒)에 존재하고 나머지는 인(燐)지질·핵산으로서 모든 조직을 구성한다. 또 생물체 내의 물질대사에 기본적으로 중요한 역할을 한다.

‘칼륨’은 세포 뇌액에는 적지만 세포 내에는 다량 존재하며, 세포기능에 중요한 역할을 한다. 혈장 중의 칼륨은 근육 및 신경의 기능조절에 필요하고 이것이 너무 저하되면 근육마비를 일으킨다.

‘나트륨’은 칼륨과 반대로 세포 내에는 적고, 삼투압(渗透壓)을 바르게 유지한다. 음식에는 보통 식염의 형식으로 섭취되어 소변으로 배설되지만, 식염의 섭취가 없으면 즉시 신장에서의 나트륨 배설이 정지되어 결핍은 일어나지 않는다.

‘염소’는 보통 나트륨에 수반하여 체내에 분포하며, 위액의 염산으로서 분비된다. 식염으로서 나트륨과 함께 섭취되어 대사도 거의 나트륨과 같다.

‘마그네슘’은 체내 약 0.1%를 차지하며 칼슘과 함께 뼈에 함유되어 있다. 마그네슘은 근육과 신경의 기능을 유지하고, 에너지를 발생시키며 단백질 합성의 촉매로 작용한다. 칼슘, 칼륨, 나트륨 등 다른 무기염류의 대사에도 영향을 미치므로 마그네슘이 체내에 부족이 질병에 걸리거나 기존의 질병이 악화될 수 있다. .

‘철’은 체내의 절반 이상이 적혈구인 헤모글로빈의 성분으로서 산소 운반에 관여한다. 태아는 출산 전에 간에 철을 저장해 둔다. 하지만 수유기간이 너무 길면 철 저장이 고갈되어 빈혈을 일으킨다. 성인의 필요량은 1일 10mu 정도이며, 출혈성 질환·월경개시기·임신·출산·성장기에는 수요가 높아져 음식의 종류에 주의하지 않으면 결핍되기 쉽다.

요오드라고 부르는 ‘아이오딘’(iodine)은 갑상선에 대부분이 모여 그 호르몬의 구성 성분이다. 바다에서 떨어진 내륙지방에서는 아이오딘의 결핍으로 갑상선 기능이 마비되어, 지방병성 갑상선종이 다발한다. 아메리카 내륙의 주(州)에서는 법령으로 식염에 아이오딘염(鹽)을 혼입시켜 질병을 예방하고 있다.

‘코발트·망가니즈·아연’은 모두 동물실험에서 필수불가결한 원소임이 판명되었다. 그러나 극히 미량만 있으면 족하기에 인간에게서는 결핍이 나타나지 않는다. 구리·코발트가 결핍되면 헤모글로빈의 생성이 줄어들어 빈혈을 일으킨다. 또 코발트는 비타민 B12의 구성 원소로서 최근에 중요시되고 있다.

크로뮴이 모자랄 경우, 좀 더 정확히는 장기간 수액으로만 영양을 섭취한 사람들에게서 나타날 경우, 심각한 내당능 장애, 체중 감소를 일으키며, 바나듐은 닭과 쥐에서 실험을 한 결과, 바나듐이 모자라면 성장이 느려지고 생식능력이 저하된다는 결과가 있다.

비타민은 영양소에 있어 필요 불가결한 복합 화학 물질이며, 신체의 일부 중 특별한 조직이 정상적인 기능을 하기 위해서는 각각의 비타민이 매우 중요하다는 것을 알고 있다. 어느 비타민이라도 부족할 경우 질병을 유발한다. 그러나 비타민이 신체의 미네랄 사용을 조절하며 미네랄이 부족할 경우, 비타민도 제 기능을 다하지 못한다는 사실을 일반적으로 잘 모르고 있다. 비타민이 부족할 경우 우리 몸은 미네랄을 사용할 수 있지만, 미네랄이 부족하게 되면 비타민은 쓸모가 없게 된다. 이외에도 미네랄은 다양한 작용을 수행한다.

효소는 섭취한 음식물을 분해하고, 몸을 움직이는 에너지를 만들고, 흡수된 영양소를 재료로 새로운 세포를 만들 때 필요한 단백질인데, 이와 같은 현상을 물질대사라고 한다. 또 활성산소를 제거하거나, 유전자의 상처를 아물게 하거나, 약물을 해독하거나, 호르몬과 신경 작용을 조절하는 일도 효소에 의한 것이다. 미네랄이 없으면 움직이지 못하는 효소는 많이 알려져 있다.

칼슘과 인은 뼈와 치아의 형성과 유지에 필요하며 효소를 운반하는 헤모글로빈을 만들 때에는 철이 필요하다. 만약 철이 부족하면 빈혈 및 손톱과 발톱의 이상이 생기며 요소가 부족하면 갑상선 호르몬이 저하된다.

보통 사람의 몸에 흐르는 혈액과 체액은 약알칼리성으로 유지한다. pH 균형이 산성으로 기울면 몸은 피로해 지기 쉽고 병에도 걸리기 쉬워진다. 이때 미네랄이 이러한 체액의 산성화를 막아준다. 예를 들어 고기와 설탕을 먹게 되면, pH는 산성 쪽으로 기울게 되는데 몸 안에 칼슘과 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등이 이온화 한 상태로 함유된다면 산성으로 기울어지는 체액을 중화시켜 약알칼리로 유지해준다.

미네랄은 신체 내에서 일어나는 여러 가지 반응에서 촉매의 기능을 한다. 마그네슘은 탄수화물, 단백질, 지방의 분해, 합성과정에 관여하며 구리, 칼슘, 칼륨, 망간, 아연 등 많은 종류의 원소들은 체내의 이화작용 및 동화작용의 촉매 또는 효소의 구성 성분으로서 역할을 한다.

미네랄의 균형 있는 섭취가 왜 중요할까? 종래 의학에서는 질병의 원인이 박테리아나 바이러스에 있지 환자에게는 책임이 없다고 진단했다. 하지만 현대 의학에서는 질병의 원인은 세포의 기능이 저하되어 저항력을 상실한 인체가 박테리아나 바이러스에 감염되었기 때문에 질병이 생긴다. 신체에 반드시 필요한 미네랄의 중요성이 부각되기 시작한 것이다.

현대인들은 패스트푸드, 오염된 농산물 등에 많이 노출되어 있는데, 이러한 음식물에는 미네랄이 충분하게 포함되어 있지 않다. 결국엔 미네랄 결핍으로 인한 영양 결핍의 상태에 놓이게 되었다. 그렇다면 한국의 상황은 어떨까?

선진국의 경우에는 비타민, 미네랄 등이 식품으로 분류되어 상시 복용을 통한 예방 의학에 대한 인식이 되어 있으나, 한국의 경우 아직도 가난하게 살았던 시절에 중요하게 여기던 탄수화물, 단백질, 지방과 같은 거대 영양소에 대한 관심은 많고, 신체의 기능 활성에 전적으로 관여하는 비타민, 미네랄과 같은 미량 영양소에 대한 중요성이 많이 간과되고 있는 실정이다. 이들의 결핍은 신체 밸런스를 깨뜨려 치명적인 질병을 야기한다.

WE are what we eat. 우리가 먹는 것이 우리가 된다. 생명을 받은 날부터 먹은 음식의 성분이 우리의 몸을 만든다는 의미이다. 섭취한 음식의 내용물에 따라 우리 몸은 강해지기도 하고 약해지기도 한다. 또한 영양 이상은 신체뿐만이 아니라 뇌기능에도 영향을 미쳐서 우울증이나 분열증 같은 정신병 까지 유발할 수 있다. 미네랄 밸런스! 그것이 정답이다.

영양학적 측면에서 미네랄을 논할 때 가장 자주 부딪치는 문제가 바로 무기 미네랄과 유기 미네랄의 문제이다. 일반적으로 유기 미네랄은 활성 미네랄(active mineral: 이온상태)이라고 하는데 식물이나 동물의 세포에 함유돼 있으며, 인체가 흡수할 수 있는 미네랄이다. 한편, 무기 미네랄은 불활성 미네랄 (inactive mineral:단원자 분자 상태)이라고도 하며 공기, 흙, 물에 함유되어 있는 미네랄로 사람이 소화, 흡수할 수 없고 오직 식물만이 광합성 작용으로 흡수할 수 있으며, 이때 무기 미네랄이 유기 미네랄로 전환된다고 한다.

무기 미네랄이란 땅속에 있는 광물질을 말한다. 무기 미네랄을 물에 용해시키고 햇볕을 몇 백 년 쪼여도 유기질로 변하지는 못한다. 광석은 광석일 뿐이다. 무기 미네랄이 풍부 한 물이라고 물만 마셔서 우리의 몸에 필요한 미네랄이 보충된다는 말은 어디에도 없다. 무기질은 무기질 상태로 영원한 것이다.

유기질은 식물이 땅 속에서 무기질을 흡수해 물과 탄산가스와 태양에너지로 인해 무기를 유기로 바꾸면서 생명을 띤 유기질을 만든다. 사람이나 다른 동물도 무기질을 유기질로 만들지는 못한다. 오직 식물만이 무기질을 생명의 전기를 띤 유기질로 만든다. 사람과 동물은 식물이 만든 이 생명이 있는 유기질을 섭취하여 살아간다.

식물들은 동물 없이 살아갈 수 없지만 동물은 식물 없이는 살아갈 수가 없다. 무기광물질은 땅 속에 무한히 많이 있지만 동물은 이를 식물의 도움 없이는 섭취하지 못한다. 오직 식물만이 땅 속의 무기광물질을 흡수하여 태양 에너지의 힘으로 유기 광물질로 만들어 동물들에게 공급하기 때문이다.

주로 소장에서 미네랄이 흡수된다. 칼슘과 철분의 흡수 기전이 잘 알려져 있다. 미네랄 항상성의 핵심 조절 과정은 장 흡수다. 미네랄 항상성(Mineral homeostasis)는 신체가 요구하는 미네랄을 흡수하는 생리적 효율성이다.

미네랄이 체내로 흡수될 수 있는 조건은, 첫째 미네랄이 수용성인 이온의 상태로 되어야 하고, 둘째 이온화된 미네랄 이온이 다른 무기이온과 재결합하여 비수용성 무기염으로 되는 것을 방지해 주어야 하고, 셋째 미네랄이 이온 상태를 유지하면서 미네랄 이온의 기능을 발휘할 수 있도록 장해물질의 간섭을 피할 수 있는 경제막과 같은 포위체로 킬레이트(chelate) 돼 분자의 중심부에 위치하도록 하는 것이 중요하다.

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