무기질(Minerals)의 흡수
무기질(미네랄)은 인체의 필수 영양소로, 전해질 균형, 효소 활성, 신경전달, 골격 형성 등에 중요한 역할을 합니다.
무기질은 크게 다량무기질(Macrominerals)과 미량무기질(Trace minerals)로 나뉘며, 각 무기질마다 흡수 기전과 조절 메커니즘이 다릅니다.
1. 무기질의 종류 및 흡수 요약
구분 무기질 종류 흡수 부위 흡수 기전 주요 기능
| 다량무기질 (Macrominerals) | 나트륨(Na⁺), 칼륨(K⁺), 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺), 인(P), 염소(Cl⁻), 황(S) | 주로 소장(공장, 회장), 일부 대장 | 능동수송, 촉진확산, 단순확산 | 전해질 균형, 골격 형성, 신경전달 |
| 미량무기질 (Trace minerals) | 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu), 망간(Mn), 요오드(I), 셀레늄(Se), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) | 주로 소장(십이지장, 공장, 회장) | 능동수송, 촉진확산, 단순확산 | 효소 보조인자, 항산화, 면역 조절 |
2. 다량무기질(Macrominerals)의 흡수 기전
① 나트륨(Na⁺)과 염소(Cl⁻)의 흡수
흡수 부위: 소장(특히 공장과 회장), 대장에서 일부 재흡수
흡수 기전:
- Na⁺-포도당 공동수송기(SGLT1) → 포도당과 함께 Na⁺ 흡수 → 물 흡수 촉진
- Na⁺-H⁺ 교환기(NHE3) → Na⁺ 흡수, H⁺ 배출
- Cl⁻-HCO₃⁻ 교환기 → Cl⁻ 흡수, HCO₃⁻ 배출
대장에서 Na⁺와 Cl⁻ 재흡수 → 설사 시 전해질 손실이 커짐
나트륨 부족 시 저나트륨혈증(Hyponatremia) → 의식 저하, 부종 발생
② 칼륨(K⁺)의 흡수
흡수 부위: 소장(공장, 회장), 대장에서 일부 조절
흡수 기전:
- 소장에서 수동 확산으로 흡수
- 대장에서 K⁺-H⁺ 교환기를 통해 일부 조절
설사 시 K⁺ 손실 → 저칼륨혈증(Hypokalemia) 위험 증가
③ 칼슘(Ca²⁺)의 흡수
흡수 부위: 주로 소장(십이지장과 공장)
흡수 기전:
- TRPV6 채널을 통한 능동수송 (칼슘 결핍 시 증가)
- 칼모둘린(Calmodulin)과 결합하여 세포 내 이동
- 칼슘-ATPase 펌프를 통해 혈류로 이동
조절 인자:
- 비타민 D(칼시트리올) → 칼슘 흡수 증가
- 부갑상선호르몬(PTH) → 혈중 칼슘 농도 증가
칼슘 부족 → 골다공증(Osteoporosis), 근육 경련 발생
④ 마그네슘(Mg²⁺)의 흡수
흡수 부위: 소장(주로 공장과 회장), 대장에서 일부 흡수
흡수 기전:
- TRPM6/TRPM7 채널을 통한 능동수송
- 수동 확산
마그네슘 부족 → 근육 경련, 신경과민, 부정맥 발생
⑤ 인(P)의 흡수
흡수 부위: 소장(주로 공장과 회장)
흡수 기전:
- Na⁺-인산 공동수송기(NaPi-IIb) → 능동수송
조절 인자:
- 비타민 D → 인 흡수 증가
- 부갑상선호르몬(PTH) → 신장에서 인 배출 증가
과다 섭취 시 신장 결석 위험 증가
3. 미량무기질(Trace Minerals)의 흡수 기전
① 철(Fe)의 흡수
흡수 부위: 십이지장(Duodenum)
흡수 기전:
- Fe³⁺(삼가 철) → 비타민 C에 의해 Fe²⁺(이가 철)로 환원 → 흡수 증가
- DMT1 수송체를 통해 Fe²⁺ 흡수
- 페로포틴(Ferroportin)을 통해 혈류로 이동
조절 인자:
- 헵시딘(Hepcidin) → 철 흡수 억제
철 결핍 → 빈혈(Anemia), 피로
② 아연(Zn)의 흡수
흡수 부위: 소장(십이지장과 공장)
흡수 기전:
- ZIP4 수송체를 통한 능동수송
- ZnT 수송체를 통해 세포 내 조절
아연 결핍 → 면역력 저하, 성장 장애
③ 구리(Cu)의 흡수
흡수 부위: 십이지장과 공장
흡수 기전:
- Ctr1 수송체를 통해 흡수
구리 결핍 → 빈혈, 신경 이상
④ 요오드(I)의 흡수
흡수 부위: 소장(공장과 회장)
흡수 기전:
- Na⁺-I⁻ 공동수송기(NIS)를 통해 흡수
요오드 결핍 → 갑상선 기능 저하증 발생
4. 무기질 흡수 장애 및 질환
질환 영향받는 무기질 증상
| 위 절제술 | 철(Fe), 칼슘(Ca²⁺), 비타민 B12 | 빈혈, 골다공증 |
| 크론병 | 철(Fe), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) | 빈혈, 면역 저하 |
| 설사 | 나트륨(Na⁺), 칼륨(K⁺) | 탈수, 부정맥 |
| 신부전 | 인(P), 칼륨(K⁺) | 고인산혈증, 고칼륨혈증 |
결론
무기질은 소장에서 주로 흡수되며, 일부는 대장에서 조절됨
각 무기질은 특정 수송체를 이용하여 흡수되며, 호르몬(비타민 D, PTH, 헵시딘)에 의해 조절됨
무기질 결핍 시 다양한 질환 발생 → 균형 잡힌 섭취 필수