다량 무기질 - 마그네슘

마그네슘

마그네슘(magnesium ; Mg)은 식물색소인 엽록소의 구성원소이므로 식물성 식품은 마그네슘의 풍부한 급원이 됩니다. 체내 존재하는 마그네슘의 60%는 경조직인 골격과 치아의 구성성분으로 탄산이나 인산과 복합체를 형성하고 있습니다. 나머지 마그네슘은 혈액이나 연조직에 2가의 양이온(Mg²+)상태로 존재합니다.

 

체내 기능

1. 골격과 치아의 구성성분

체내 존재하는 마그네슘의 60%는 결정형과 수화물의 형태이며, 탄산이나 인산과 복합체를 이루어 골격과 치아를 구성합니다.

 

2. 여러 효소의 보조인자나 활성제로 작용

인산기 전이반응을 촉매하는 헥소오스인산화효소(hexokinase) · 포스포프락토오스인산화효소(phosphofructokinase) · 아데닐산인산화효소 등과 코엔자임 A의 아실화(acylation)를 촉매하는 티올인산화효소(thiokinase), 아미노산의 활성화를 촉매하는 아미노산아실합성효소(aminoacid acyl synthetase), 이외에 글루타민합성효소(glutamine synthetase) 등의 보조인자로 작용하며, 인산염, 피로인산염으로 각각 가수분해하는 인산분해효소(phosphatase), 피로인산분해효소(pyrophosphatase)의 활성제로 작용합니다.

 

3. ATP의 구조적인 안정 유지 및 에너지 대사에 관여

ATP 의존성 인산화반응에서 마그네슘은 ATP와 1:1의 비율로 2가지 복합체를 형성하여 ATP를 구조적으로 안정시킵니다. 안정된 ATP-Mg 복합체는 에너지대사반응에 관여합니다.

 

4. cAMP의 생성에 관여

호르몬이 전하는 메시지를 세포 내에 전달하여 대사나 기타 세포 내 반응이 일어나게 하는 2차 전령자(second messenger)인 cAMP가 생성되는 데 관여합니다.

 

5. 신경자극의 전달과 근육의 긴장 및 이완작용을 조절

마그네슘은 칼슘, 칼륨, 나트륨과 함께 신경자극전달과 근육(심근, 내장근)의 수축 및 이완작용을 조절하는 네 가지 양이온 중의 하나로, 마그네슘과 칼슘은 서로 상반된 작용을 합니다. 칼슘은 신경을 흥분시키고 근육을 긴장시키는 반면, 마그네슘은 신경전달 물질인 아세틸콜린의 분비를 감소시키고 분해를 촉진하여, 신경을 안정시키고 근육의 긴장을 이완시킵니다. 따라서 마그네슘은 마취제나 항경련제의 성분으로 이용되기도 합니다.

 

6. 기타 기능

마그네슘은 단백질의 합성과정에서 단백질의 합성장소인 리보솜의 응집과 70S 리보솜에 m-RNA가 부착하는 데 관여하며, DNA의 합성과 변형에 관여합니다.

마그네슘은 치아 에나멜층에 존재하는 칼슘에 대한 안정성을 증가시켜 충치를 예방합니다.

 

흡수와 대사

마그네슘은 주로 소장에서 흡수됩니다. 섭취하는 식품 내에 존재하는 마그네슘의 30~40%가 흡수되나, 마그네슘의 섭취가 부족할 경우 흡수율은 80%까지 증가합니다. 알칼리제제를 다량으로 섭취할 경우 흡수율이 감소합니다. 뼈 속의 마그네슘은 혈액으로 유출되는 비율이 낮으며, 혈중 마그네슘의 조절은 주로 신장을 통해 이루어집니다.

마그네슘의 배설은 대부분 담즙을 통해서 일어나고, 1/3은 요중으로, 나머지는 대변으로 배설됩니다. 마그네슘은 칼륨과 마찬가지로 알도스테론(aldosterone)에 의해 신장에서 배설이 증가하는데, 알코올이나 이뇨제도 마그네슘의 배설을 증가시킵니다.

 

영양상태 평가

인간의 질병 중에는 마그네슘과 관련된 문제가 많이 있습니다. 특히 마그네슘이 골격의 건강과 밀접하게 연관되어 있기 때문에, 임상적으로 마그네슘 상태를 정확하고 간편하게 측정할 수 있는 방법의 개발이 시급합니다.

세포외액에 존재하는 마그네슘은 체내 마그네슘 총량의 약 1%에 해당하며, 항상 일정한 수준을 유지하도록 조절되기 때문에, 혈장 마그네슘의 측정으로는 전체 마그네슘의 영양상태를 평가하기 어렵습니다. 따라서 마그네슘의 영양상태를 정확하게 평가하기 위해서는 정맥주사로 일정량의 마그네슘을 주입한 후 소변 중의 마그네슘 함량을 측정하거나(배설량의 감소는 세포 내 결핍을 의미) 혹은 림프구 내 마그네슘의 양을 측정함으로써, 직접 세포 내 마그네슘 함량을 측정할 수 있습니다.

성인의 경우 혈청 중 마그네슘의 정상 범위는 1.6~2.6mg/dl이고, 소변 중의 정상 범위는 36.0~207.0mg/dl 정도입니다.

 

마그네슘이 풍부한 식품

마그네슘은 엽록소의 구성성분이므로 식물성 식품에 풍부합니다. 코코아, 견과류, 대두, 전곡 등은 특히 마그네슘이 풍부한 식품입니다. 전곡과 시금치 등에는 마그네슘의 함량은 많으나 피틴산이 함유되어 있어 마그네슘의 흡수를 저해합니다. 콩 및 콩제품을 많이 섭취하는 우리나라 사람들에게는 마그네슘이 결핍될 일이 전혀 없습니다. 유제품, 초콜릿, 육류에도 마그네슘이 약간 들어 있습니다.

 

표. 마그네슘의 주요 급원식품 및 함량

식품군	급원식품	1회 분량	중량(g) 기준	마그네슘 함량(mg)
곡류	백미 수수(알곡)	1공기 1공기	90 90	17.8 105.8
고기 · 생선 · 달걀 · 콩류	대두 땅콩 호두	2큰술 1큰술 1큰술	20 10 10	56.0 10.8 17.7
채소류	시금치 비름 고춧잎 근대 깻잎(들깻잎) 팽이버섯	1/3컵(데친 것)	70 70 70 70 70 30	49.1 37.5 51.0 48.9 29.3 31.4
과일류	딸기	3/4컵	150	26.7

 

필요량

마그네슘의 경우에는 한국인 영양소 섭취기준 설정에 이용할만한 적합한 생화학적 지표 연구가 거의 없습니다. 따라서 미국에서 수행한 마그네슘 평형실험 결과를 이용하여 영양섭취기준을 마련하게 되었습니다. 성인의 1일 평균필요량은 체중에 따라 다르기 때문에 연령에 따른 차이를 보이며, 구체적인 수치는 지난 글 표에 나타내었습니다.

식품 자체에 존재하거나 식품에 강화시킨 마그네슘의 경우에는 유해한 영향이 보고 되지 않았으나 하제 등 약리적 목적으로 사용되는 식품 외의 마그네슘은 섭취로 인한 부작용의 가능성이 있어 1일 350mg 이상 섭취하지 말도록 상한섭취량을 설정하였습니다.

 

결핍증

칼슘과 달리 마그네슘은 자연계에 널리 분포되어 있고, 골격에서 서서히 혈액으로 이동되므로, 마그네슘의 고갈은 서서히 진행됩니다. 그러나 마그네슘의 섭취가 부족하거나 다량이 체외로 방출되면 혈청 마그네슘은 갑자기 저하됩니다. 이로 인해 세포외액의 다른 무기질과의 균형이 깨지며, 신경자극전달과 근육의 수축 이완작용이 제대로 조절되지 않아 신경이나 근육에 심한 경련이 일어납니다. 이러한 증세를 떨림(tremors)이라 합니다.

신경, 폐, 심장이 제대로 작용하기 위해서는 마그네슘이 필요합니다. 동물의 경우 마그네슘이 부족하면 매우 초조하고 불안해하며, 나아가 경련(convulsion)을 일으키고 사망하는 수도 있습니다. 사람의 경우 마그네슘 결핍은 심부전을 일으키며, 허약 · 근육통 · 발작(seizure) 등을 수반하며, 갑작스러운 심장마비를 일으키기도 합니다.

이외에도 마그네슘의 결핍은 심한 구토나 설사로 인해 일상 식사를 통한 마그네슘의 흡수가 충분하지 못하거나, 무더운 기후에서 여러 주일 동안 심하게 땀을 흘린 경우, 마그네슘 배설을 증가시키는 티아지드(thiazide)계 이뇨제를 사용했을 때도 나타납니다. 또한 아연을 지나치게 많이(권장량의 10배) 섭취할 경우 마그네슘의 흡수율이 상당히 감소하여 마그네슘 결핍증이 생길 수도 있습니다. 알코올 중독자의 경우는 영양소의 섭취가 적절하지 못할 뿐만 아니라 알코올이 소변으로 배설되는 마그네슘의 양을 증가시키므로, 마그네슘이 결핍될 우려가 있습니다. 이들에게는 흔히 신경성 근육 경련, 즉 마그네슘 테타니(magnesium tetany) 증세가 나타납니다.

 

과잉증

마그네슘 과잉증은 정상적인 식사를 하는 건강인에게는 발생하지 않습니다. 신장이 일차적으로 혈액 내 마그네슘 수준을 조절하기 때문에, 마그네슘의 과잉증은 신장기능의 이상과 밀접한 관계가 있습니다. 고마그네슘혈증은 허약, 구역질(nausea)과 함께 불쾌감을 일으키고, 호흡이 느려지고 혼수상태가 되며, 심하면 죽음을 초래합니다. 노인의 경우 고마그네슘혈증은 신장기능 장애를 일으키므로 특히 위험합니다.