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미네랄 사전
개요 (General Overview)
| 항목 | 내용 | 항목 | 내용 |
|---|---|---|---|
| 분류 | 알칼리 금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 39.098 g/mol | 밀도 | 0.862 g/cm³ |
| 녹는점 | 63.38 °C | 끓는점 | 759 °C |
| 용융열 | 2.33 kJ/mol | 증발열 | 76.9 kJ/mol |
| 원자가 | 1 | 이온화에너지 | 418.8 kJ/mol |
| 전자친화도 | 48.4 kJ/mol | 발견 | H. Davy (1807) |
K+ 형태의 칼륨은 세포 내에서 가장 필수적인 양이온으로, 체내 전체 미네랄 함유량의 대략 5%를 차지한다. 칼륨의 농도는 세포막에 존재하는 '나트륨-칼륨 펌프'를 통해 조절된다. 저나트륨 식사는 체내 칼륨 보존을 돕지만, 고나트륨 식사는 칼륨의 배설을 촉진한다. 노화 과정에서 기능 감소가 일어나면 순환계 손상, 무기력, 허약의 원인이 될 수 있다.
주요기능 및 효능 (Functions)
칼륨은 체액 균형과 신경계, 심혈관계 건강에 핵심적인 역할을 수행한다.
- 체액 및 산염기 균형: 신체 내 수분 균형, pH, 체액 분포를 유지하는 데 필수적이다.
- 신경 및 근육 기능: 건강한 신경계 유지, 규칙적인 심장 박동, 적절한 근육 기능(수축 및 이완)에 중요한 요소이다.
- 혈압 조절: 정상 혈압 유지에 기여하며, 특히 고혈압 환자에게서 최고(수축기) 혈압과 최저(이완기) 혈압을 상당히 낮출 수 있다.
- 대사 작용: 세포 내 화학 반응, 효소 작용, 혈액 속 아미노산으로부터 단백질을 합성하는 데 관여한다. 또한 인(P)과 상호작용하여 뇌에 산소를 공급하고 건강한 피부 유지에 필요하다.
- 노폐물 제거: 신장을 자극하여 독성이 있는 노폐물을 제거하는 역할을 한다.
일일 권장량 (Requirements)
공식적으로 정해진 권장량(RDA)은 없다.
- 평균 섭취량: 대략 1일 100mEq(약 3,900mg) 수준이다.
- 전문가 의견: 정상적인 저장량과 혈청 및 체액 농도 확보를 위해 최소 필요량은 1,600~2,000mg 이상이어야 한다는 견해가 있다.
부족 시 증상 및 원인 (Signs of Deficiency)
칼륨 결핍은 식습관 및 특정 질환과 약물 복용에 의해 흔히 발생할 수 있다.
- 원인: 다량의 염분 섭취(소변을 통한 손실), 이뇨제 사용, 신장 질환, 과도한 스트레스, 설사, 카페인 섭취 및 흡연 등이 칼륨 수치를 교란시키거나 흡수를 감소시킬 수 있다.
- 신체 증상: 비정상적 피부 건조, 여드름, 오한, 변비, 설사, 부종, 심한 갈증, 구토, 근육 약화, 주기적 두통.
- 심혈관 및 대사: 불규칙한 맥박(부정맥), 높은 콜레스테롤 수치, 포도당 과민증, 반사 신경 위축.
- 신경 및 정신: 인지 장애, 우울증, 불면증, 불안.
노트 (Note)
당뇨나 소화계 질병이 있는 사람들은 칼륨이 결핍되어 있는 경우가 많으므로 주의가 필요하다. 스트레스와 특정 식습관(지방, 단백질, 당, 알코올 등)도 칼륨 상태에 영향을 준다.
독성 및 주의사항 (Signs of Toxicity)
정상적인 신장 기능을 가진 경우 소변 배출을 통해 조절되나, 급격한 농도 변화는 위험할 수 있다.
- 배출 기전: 소변 분비 작용이 다량의 칼륨 축적을 방지한다.
- 급성 독성: 급성 고칼륨혈증은 심장 발작을 일으킬 수 있다(구체적 유발 용량은 언급되지 않음).
연구 동향 (Current Research)
- 고혈압 (Hypertension): 이스라엘 연구진이 채식주의자와 육식주의자를 비교한 결과, 동일한 양의 염분을 섭취하고 유전적 성향이 같더라도 채식주의자에게서 고혈압 발생이 적었다. 이는 채소, 과일, 견과류 중심의 식사를 통해 섭취한 풍부한 칼륨이 나트륨 배출을 돕기 때문인 것으로 추측된다.
- 두통 및 알레르기 (Headache-Related Allergies): Nutrition Almanac에 따르면, 칼륨은 신경 자극을 뇌에 전달하는 데 필수적이므로 두통을 유발하는 알레르기 치료에 효과적일 수 있다.
- 근육 경련 (Muscle Cramps): 제임스 노첼(James Knochel, M.D.)에 따르면 칼륨 결핍은 주요 에너지원인 글리코겐을 사용하는 근육의 능력을 손상시킨다. 또한 신경 흥분성에 영향을 주어 근육 경련을 유발하거나, 지치지 않고 운동할 수 있는 능력(피로역)을 저하시킬 수 있다.
개요 (General Overview)
| 항목 | 내용 | 항목 | 내용 |
|---|---|---|---|
| 분류 | 전이 금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 58.933 g/mol | 밀도 | 8.90 g/cm³ |
| 녹는점 | 1495 °C | 끓는점 | 2927 °C |
| 용융열 | 16.06 kJ/mol | 증발열 | 377 kJ/mol |
| 원자가 | 2, 3 | 이온화에너지 | 760.4 kJ/mol |
| 전자친화도 | 63.7 kJ/mol | 발견 | G. Brandt (1735) |
코발트는 비타민 B-12의 절대 필요한 구성 성분이 되는 필수 미량 미네랄이다. 따라서 코발트의 체내 기능은 비타민 B-12와 본질적으로 동일하다. 주로 간에 저장되며 비장, 신장, 췌장에서도 발견된다. 혈액 내 코발트 농도는 대개 80~300mcg/ml 사이를 유지한다.
주요기능 및 효능 (Functions)
코발트는 효소 활성화와 조혈 작용에 관여한다.
- 효소 활성화: 신체 내에서 많은 효소들을 활성화시키는 데 주된 역할을 한다. 특정 효소 활성화 과정에서 아연과 망간을 대체할 수 있는 능력이 있다.
- 적혈구 생성: 적혈구 세포의 형성과 유지를 촉진하며, 다른 세포들의 정상적인 기능 유지에도 기여한다.
일일 권장량 (Requirements)
현재 코발트에 대해 정해진 공식적인 1일 권장량(RDA)은 없다. 일반적인 평균 1일 섭취량은 대략 5~8mcg 수준이다.
부족 시 증상 및 질환 (Signs of Deficiency)
코발트 결핍은 비타민 B-12 결핍과 유사한 증상을 보인다.
- 혈액 및 성장: 악성 빈혈(Pernicious Anemia) 증세가 나타날 수 있으며, 느린 성장 속도의 원인이 된다.
독성 및 주의사항 (Signs of Toxicity)
과도한 코발트 노출이나 섭취 시 다음과 같은 증상이 나타날 수 있다.
- 신체 증상: 창백함, 피로, 설사.
- 심혈관 및 신경: 심계항진증(가슴 두근거림), 손가락과 발가락의 저림(무감각).
연구 동향 (Current Research)
- 임상 응용: 코발트는 비타민 B-12의 핵심 구성 요소이므로, 치료법 응용에 관한 연구는 주로 비타민 B-12에 관한 모노그래프나 연구 결과를 참조한다.
개요 (General Overview)
| 항목 | 내용 | 항목 | 내용 |
|---|---|---|---|
| 분류 | 전이 금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 51.996 g/mol | 밀도 | 7.19 g/cm³ |
| 녹는점 | 1907 °C | 끓는점 | 2671 °C |
| 용융열 | 21.0 kJ/mol | 증발열 | 339.5 kJ/mol |
| 원자가 | 2, 3, 6 | 이온화에너지 | 652.9 kJ/mol |
| 전자친화도 | 64.3 kJ/mol | 발견 | L.N. Vauquelin (1797) |
크롬은 당분과 지방 신진대사에 필수적인 원소이다. 인체 내에서 인슐린의 효능을 증가시키는 작용을 하며, 인슐린과 결합하여 혈당을 조절하는 역할을 한다. 활동적인 크롬의 형태는 '포도당 허용 요소' 또는 'GTF(Glucose Tolerance Factor) 크롬'으로 불린다. 정제된 백설탕, 흰 밀가루, 즉석식품 위주의 식사는 크롬 결핍을 유발할 수 있으며, 이로 인해 비정상적 혈당 수치의 위험이 높아질 수 있다.
주요기능 및 효능 (Functions)
크롬은 주로 대사 활동과 심혈관 건강에 중요한 영향을 미친다.
- 대사 조절 및 인슐린 강화: 인슐린 작용의 효과를 증가시켜 포도당 신진대사에 관여하며, 콜레스테롤, 지방, 단백질 합성에 중요하다.
- 체중 조절 및 근육 형성: 자연적으로 발생하는 아미노산 대사 물질인 크롬 피콜리네이트(Chromium Picolinate)는 체중 감소를 촉진하고 마른 근육(Lean Muscle) 조직을 증가시킨다는 연구 결과가 있다.
- 심혈관 건강 지표: 낮은 혈장 크롬 수치는 관상동맥 심장 질환의 징후일 수 있다는 연구 결과가 있다.
일일 권장량 (Requirements)
현재 확정된 1일 권장량(RDA)은 없으나, 탄수화물과 지질 대사에 유익하므로 안전하고 적절한 1일 섭취량(ESADDI)이 제시되어 있다.
- 유아 (0~6개월): 10~40mcg
- 유아 (6개월~1세): 20~60mcg
- 어린이 (1~3세): 20~80mcg
- 어린이 (4~6세): 30~120mcg
- 7세 이상 및 성인: 50~200mcg
부족 시 증상 및 질환 (Signs of Deficiency)
크롬 결핍은 대사 기능 저하 및 신경계 문제와 연관될 수 있다.
- 대사 및 혈당: 포도당 과민증, 아미노산 물질대사 부족, 혈중 유리지방산 증가.
- 신경 및 심혈관: 피로, 불안, 신경 장애, 동맥경화증 위험 증가.
독성 및 주의사항 (Safety & Signs of Toxicity)
크롬 섭취 시 기저 질환이 있는 경우 주의가 필요하다.
- 당뇨 및 저혈당 환자 주의: 크롬은 인슐린 필요량에 영향을 주므로 당뇨 환자는 섭취 전 의사와 상담해야 하며, 저혈당 환자가 과다 복용 시 저혈당 증상을 겪을 수 있다.
- 독성 증상: 영양소 치료 처방에 따르면 과다한 크롬 섭취는 위 자극, 궤양, 신장 및 간 장애를 일으킬 수 있다.
연구 동향 (Current Research)
- 임신성 당뇨 (Gestational Diabetes): 임신 중 당뇨가 있는 여성에게 크롬, 마그네슘, 칼륨, 비타민 B6가 부족하면 저혈당 증세 경향을 유발할 수 있다.
- 심장 질환 (Heart Disease): 크롬 보충제는 심장혈관계 질병 위험 요소를 줄일 수 있다. 아테롬성 동맥경화증 환자 76명에게 250mcg의 크롬을 보충한 결과 혈청 중성지방(Triglyceride) 수치를 낮추고 고밀도 지질단백질(HDL) 수치를 높였다. 동물 실험에서는 대동맥 내막의 플라크와 콜레스테롤 농축을 줄이는 것으로 나타났다.
- 당뇨병 (Diabetes): 중국의 제2형 당뇨병 환자 연구에서 크롬은 포도당 내성, 인슐린, 헤모글로빈 수치를 향상시켰다. 1일 1,000mcg의 크롬 사용이 제2형 당뇨 증상 완화에 효과적이었다는 보고가 있다. 또한, 경미한 고혈당 환자에게 250mcg 투여 시 혈당이 약 20포인트 감소했고, 저혈당 환자에게는 10포인트 증가하여 혈당 조절 효과를 보였다.
개요 (General Overview)
| 항목 | 내용 | 항목 | 내용 |
|---|---|---|---|
| 분류 | 알칼리 토금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 40.078 g/mol | 밀도 | 1.55 g/cm³ |
| 녹는점 | 842 °C | 끓는점 | 1484 °C |
| 용융열 | 8.54 kJ/mol | 증발열 | 154.7 kJ/mol |
| 원자가 | 2 | 이온화에너지 | 589.8 kJ/mol |
| 전자친화도 | 2.37 kJ/mol | 발견 | H. Davy (1808) |
칼슘은 신체 내에서 가장 풍부한 미네랄로 탄소, 수소, 산소, 질소 다음으로 체내에서 다섯 번째로 많은 물질이다. 약 30세까지는 칼슘의 재흡수가 손실량을 능가하여 뼈의 밀도와 성장이 증가하지만, 30세 이후부터는 점차 칼슘을 잃게 되어 뼈 미네랄이 고갈되기 시작한다. 심한 운동은 칼슘 동화를 방해할 수 있으나 적절한 운동은 향상시킨다.
주요기능 및 효능 (Functions)
칼슘은 골격 형성 외에도 신경 전달 및 생리 조절에 필수적인 역할을 수행한다.
- 골격 및 치아 형성: 강한 뼈와 치아를 형성하고 건강한 잇몸을 유지하는 데 필수적이다. 뼈의 성장 속도를 높이고 골다공증과 관련된 뼈 손실을 방지한다.
- 심혈관 및 신경계: 규칙적인 심장 박동 유지와 신경 자극 전달에 중요한 역할을 한다. 혈압 변화로 인한 스트레스로부터 동맥을 보호하고 콜레스테롤 수치를 낮추는 데 도움을 준다.
- 혈액 및 세포 기능: 혈액 응고 과정의 필수 원소로 상처 치료 초기 단계에 기여한다. 적절한 세포막 침투성을 유지하고 신경 근육 활동을 돕는다.
- 대사 및 기타: 혈액 내 산과 알칼리의 과도한 축적을 막아준다(pH 균형). 지방을 분해하는 리파아제 등 여러 효소의 작용에 관여하며, 임신 중 임신중독증(자간전증) 예방에 도움을 준다.
일일 권장량 (Requirements)
칼슘의 권장 섭취량은 연령 및 호르몬 상태에 따라 상이하다.
- 유아: 0~0.5세 210mg, 0.5~1세 290mg
- 어린이 및 청소년: 1~3세 500mg, 4~8세 800mg, 9~18세 1,300mg
- 성인 (19~50세): 1,000mg
- 성인 (50세 이상): 1,200mg
- 폐경기 여성: 호르몬 대체 요법(HRT) 시행 시 1,000~1,200mg, 미시행 시 1,500mg
부족 시 증상 및 질환 (Signs of Deficiency)
칼슘 결핍은 골격계뿐만 아니라 신경 및 심혈관계에도 영향을 미친다.
- 골격계: 관절 통증, 구루병, 골절 위험 증가, 류마티스 관절염, 충치, 부서지기 쉬운 손톱.
- 심혈관 및 대사: 혈중 콜레스테롤 상승, 고혈압, 심계항진증(두근거림).
- 신경 및 정신: 근육 경련, 인지 장애, 우울증, 불면증, 심한 경우 경련 및 망상 증세.
- 기타: 습진, 야간 다리 경련.
노트 (Note)
칼슘의 흡수와 대사에는 여러 요인이 관여한다. 여성 운동선수와 폐경기 여성은 에스트로겐 수치 저하로 인해 더 많은 칼슘이 필요하다. 에스트로겐은 뼈 내 칼슘 축적을 촉진한다. 칼슘은 천천히 흡수되므로 하루 중 소량씩 나누어 복용하는 것이 효과적이며, 숙면을 돕기 때문에 야간에 섭취하는 것도 좋다. 과도한 칼슘 섭취는 아연, 마그네슘, 철의 흡수를 방해할 수 있다.
독성 및 주의사항 (Safety & Toxicity)
칼슘 섭취 시 개인의 병력과 미네랄 균형을 고려해야 한다.
- 주의 대상: 재발성 신장 결석, 신장병, 암, 부갑상선기능항진증 환자 및 칼륨 보존 이뇨제 복용자는 의사와 상담해야 한다.
- 과다 복용 부작용: 비타민 D와 함께 하루 수 그램 이상의 과도한 칼슘을 섭취하면 연조직에 칼슘이 축적(석회화)될 수 있다. 또한 철, 마그네슘, 아연 등 다른 필수 미네랄의 흡수를 저해할 수 있다.
연구 동향 (Current Research)
- 관절염 (Arthritis): Nutrition Almanac에 따르면 관절염은 뼈 칼슘 고갈에 의한 골격 경직과 관련이 있을 수 있으며, 초기 칼슘 섭취가 이를 예방하는 데 도움을 줄 수 있다.
- 고혈압 (Blood Pressure): 코넬 의대 연구에 따르면 고혈압 성인에게 2,000mg의 칼슘을 처방한 결과, 6개월 후 수축기/이완기 혈압이 유의미하게 감소(164/91 -> 154/89)하였다.
- 암 (Cancer): 메모리얼 슬론-케터링 암 센터 등의 연구에서 결장암 가족력이 있는 사람에게 1,250mg의 칼슘을 투여했을 때 과도한 세포 복제가 감소함을 발견했다. 칼슘이 담즙과 지방산을 묶어 결장 내벽 자극을 줄임으로써 세포 증식과 암 위험을 낮추는 것으로 추정된다.
- 골다공증 (Osteoporosis): 칼슘 단독 섭취보다 미량 미네랄과의 복합 섭취가 골밀도 유지에 효과적이다. 한 연구에서 칼슘만 섭취한 그룹은 골밀도가 1.25% 감소한 반면, 칼슘과 미량 원소(마그네슘, 구리, 망간, 아연 등) 복합제를 섭취한 그룹은 골밀도가 증가하였다.