다량 무기질 - 인

인

인(phosphorus ; P)은 칼슘과 함께 골격을 구성하는 중요한 원소이며, 여러 효소의 성분으로 작용합니다. 인은 많은 식품에 함유되어 있어 섭취 부족을 염려할 필요는 없지만, 칼슘과 인의 흡수 및 이용을 고려할 때 칼슘과 인의 섭취 비율을 1 : 1로 하는 것이 바람직합니다.

 

체내 기능

1. 골격의 구성

체중의 0.8~1.1%를 차지하는 인의 체내 보유량은 성인 남자의 경우 660~700g 정도입니다. 이중 85%가 칼슘과 결합하여 골격과 치아를 구성합니다. 즉 인산칼슘염의 형태로 뼈의 형성과정에 계속적으로 저장되고 재흡수됩니다. 골격 무기질 내의 인산 칼슘의 비는 보통 1:2를 이루고 있습니다.

 

2. 완충 작용

혈액과 세포 내에서 인산과 인산염 형태로 산과 염기의 평형을 조절하는 완충작용을 합니다.

 

3. 신체의 구성성분

인은 DNA, RNA 등 핵산의 구성성분이며, 모든 세포막과 지단백질의 형성에 필요한 인지질(phospholipid)을 구성하는 필수 요소입니다.

 

4. 비타민 및 효소의 활성화

인은 나이아신, 티아민, 비타민 B6 등 여러 비타민의 활성화에 필요합니다. 또 세포 내의 많은 반응들은 인산화효소(kinase)와 인산 분해효소(phosphatase)에 의한 인산화(phosphorylation)와 탈인산화(dephosphorylation)로 효소의 활성이 조절됩니다.

 

5. 에너지 대사

많은 에너지 대사반응에서, 대사 에너지의 저장 또는 중간 에너지의 일시적인 보유로 쓰이는 ATP, 크레아틴 인산(creatine phosphate), 포스포에놀피루브산(phosphoenolpyruvate)과 고에너지 인산 결합을 형성하여 에너지의 저장 및 이용에 관여합니다.

 

흡수와 대사

1. 소화

인산은 식품 중에 유기 화합물의 인산염 형태로 존재하며, 세포 내의 인지질이나 인을 포함한 당과 같은 화합물의 구성성분입니다. 이런 인산을 함유하는 유기인산염은 장에서 소화되어 무기인으로 유리된 후 장내 세포로 이동합니다.

알칼리 조건에서는 인산염은 불용성이므로 산성인 위와 소장 상부가 인의 흡수과정에 중요한 역할을 담당합니다.

채식 위주의 식사를 하는 사람들은 상당량의 인을 피틴산(phytate)의 형태로 섭취하게 됩니다. 그렇지만 사람 장내에서 피틴산은 잘 소화되지 않으므로 곡류같이 피틴산이 많이 들어 있는 음식을 조리할 때는 물에 담가 두면 제거할 수 있습니다.

 

2. 흡수

소장에서 유리된 인은 비교적 쉽게 흡수됩니다. 성인은 보통 식사로부터 50~70%의 인을 흡수하며 섭취가 저조할 경우에는 90% 이상의 흡수율도 나타냅니다. 인의 흡수는 생리적 요구량이 많아지는 성장기, 임신기, 수유기 때는 증가합니다.

실험동물에서 과량의 칼슘은 인의 흡수를 저해하였습니다. 인의 섭취량이 너무 많게 되면 칼슘의 흡수가 저해되어 손실이 증가하므로, 흡수율을 최적으로 하기 위해서는 칼슘과 인의 섭취 비율을 1 : 1 정도로 하는 것이 바람직합니다. 이외에 알루미늄이나 마그네슘이 들어 있는 제산제를 사용할 때 이런 무기질들이 장에서 인과 결합함으로써 인의 흡수를 감소시킬 수 있습니다.

 

3. 저장

인체에 여섯 번째로 많은 원소인 인은 우리 몸 모든 세포에 존재합니다. 인을 보유하는 데 가장 중요한 조직으로는 골격의 히드록시아파타이트(85%)와 골격근(14%)입니다.

 

4. 배설

인은 주로 신장을 통해 소변으로 배설됩니다. 인의 사구체 여과율은 혈액에 있는 인의 농도에 따라 달라지기 때문에 배설량은 0.1~20%까지 그 범위가 넓습니다. 따라서 혈청 인의 농도가 신장에서 인의 재흡수를 조절하는 주요 요소가 됩니다. 신장에서 인의 재흡수를 조절하는 데는 부갑상선 호르몬의 영향이 가장 크며, 혈청 내 부갑상선 호르몬의 농도와 인의 배설량 간에는 양의 상관관계가 있습니다. 그 외에 산독증(acidosis)과 이뇨제 사용 시 인 배설량은 증가하고, 인슐린 · 갑상선 호르몬 · 성장 호르몬 · 알칼리혈증(alkalosis) · 저칼륨혈증(hypokalemia)일 때 감소합니다. 대변을 통해서 배설되는 1일 내인성 인의 양은 250~300mg입니다.

 

5. 인의 항상성

혈청의 인은 소장, 신장, 골격 그리고 연조직 사이의 인의 이동에 따라 조절됩니다. 신장은 인의 재흡수율을 조절하며 인의 항상성을 유지하는 주요 기관입니다. 장기간의 체내 인의 보유량은 소장과 신장의 상호작용에 의해 조절되며, 식품을 통한 인의 섭취가 적을 경우 소장에서는 인의 흡수를 증대시키고 신장은 재흡수를 증가시켜 소변으로의 유출을 최소화합니다. 이 과정에는 활성형 비타민 D와 부갑상선 호르몬이 필수적입니다.

 

영양상태 평가

인의 영양상태 평가를 위해서 가장 흔히 쓰는 방법은 혈청의 인의 함량을 측정하는 것입니다. 그러나 단지 총 인의 1%에 불과한 양이 혈청에 존재하고, 이 양은 부갑상선 호르몬 · 성장 호르몬 등 생리적으로 조정되며, 일시적으로는 근육과 골격의 이화작용 등에 의해서도 영향을 받기 때문에 실제로는 혈청의 인 함량이 영양상태를 평가하는 지표로 적절하다고는 할 수 없습니다. 적혈구내 존재하는 인의 양은 혈청의 인과 상관관계가 있고, 세포 내의 ATP 수준은 영양상태 변화에 따라 민감하게 반응하지 않습니다. 소변 중의 인의 함량도 정상인의 경우 식이의 영향을 많이 받기 때문에 지표로 사용하기 어려우며 혈청의 알칼리 인산분해효소(alkaline phosphatase)의 활성증가도 체내 인의 보유량을 정확하게 반영한다고는 할 수 없습니다.

 

인이 풍부한 식품

인은 거의 모든 식품에 들어 있습니다. 일반적으로 단백질 함량이 많은 식품인 어육류와 난류, 우유 및 유제품 그리고 곡류에 많이 함유되어 있으며, 특히 가공식품과 탄산음료에 많습니다. 육류, 가금류, 생선 중의 인의 함량은 칼슘보다 15~20배다 많으며, 난류, 곡류, 견과류, 두류에는 칼슘보다 2배 정도 많습니다. 그러나 녹황색 채소나 동물의 뼈에는 인보다 칼슘 함량이 더 많습니다.

동물성 식품에 함유된 인은 유기물 형태로 존재하며 장에서 쉽게 가수분해되어 유리형태인 무기인으로 흡수되므로 생체이용률이 높습니다. 식물성 식품 중의 인은 피틴산의 형태로 존재합니다. 쌀이나 밀에 함유된 인의 80%는 피틴산의 형태입니다. 식품 중의 인의 함량은 아래 표에 제시하겠습니다.

 

표. 인의 주요 급원식품 및 함량

식품군	급원식품	1회 분량	중량(g) 기준	인 함량(mg)
곡류	흰쌀밥 찹쌀 보리	1공기 1공기 1공기	210 90 90	183 136 324
고기 · 생선 · 달걀 · 콩류	돼지고기, 목살 닭고기 쇠고기, 등심 멸치 오징어 홍합(생) 꽁치 조기 고등어 명태 맛살 달걀 두부 대두	7~8쪽 2조각(중) 7~8쪽 1/4컵(소) 1토막 1토막 2토막 3토막 1개(중) 1/5모 2큰술	60 60 60 15 80 80 60 60 60 60 30 90 80 20	98 66 78 219 219 199 145 140 139 121 85 111 106 124
채소류	배추김치	1접시	40	16
우유 · 유제품류	우유 치즈, 가공 요구르트, 호상	1컵 1장 1/2컵	200 20* 100	166 169 87

* 표시 : 0.3회

자료 : 농촌진흥청, 국립농업과학원, 2011

 

필요량

우리나라 성인의 인 섭취량은 1일 600~1,500mg 수준으로 칼슘 섭취량에 비해 월등히 많으며 칼슘과 인의 섭취 비율은 1:2 정도입니다. 그러나 최근 알려진 바에 의하면, 성인에게 있어서 칼슘과 인의 섭취 비율은 크게 중요하지 않은 것으로 보입니다. 한국인 영양소 섭취기준에서 성인의 인 섭취 기준은 혈청 무기인산을 지표로 하고 흡수율을 감안하여, 성인의 평균필요량은 남녀 모두 580mg으로, 개인 변이를 고려한 권장섭취량은 700mg으로 각각 설정되었습니다. 임신, 수유기에는 모체의 칼슘 흡수율을 높이기 위해 칼슘과 인의 섭취비율이 중요시되며, 인의 과잉 섭취는 고인산혈증을 초래하여 부갑상선 호르몬의 분비항진, 비골격조직의 전이성 석회화, 골다공증, 칼슘 흡수장애 등을 가져올 수 있습니다. 따라서 이러한 부작용을 예방하기 위해 인의 1일 상한섭취량을 3,500mg으로 설정하였으며, 75세 이후에는 남녀 3,000mg으로 설정하였습니다.

 

결핍증

인은 거의 모든 식품에 함유되어 있어 사람에게서 결핍증이 발생하는 일은 드뭅니다. 그렇지만 동물이나 사람에게 장기적으로 인이 결핍되면 식욕부진, 근육 약화, 뼈의 약화 및 통증 등이 초래됩니다. 특히 조산아인 경우 부적절한 인이나 칼슘의 공급으로 인해 구루병이 생길 수 있습니다.

그 밖에도 당뇨병, 알코올 중독, 신장병 등이 있거나 또는 인과 결합하는 물질이 들어있는 제산제의 장기 복용으로 인해 평형에 영향을 미침으로써 저인산혈증(hypophosphatemia)이 나타날 수 있습니다.

 

과잉증

미숙아에겐 골격 성장을 위해 다량의 인을 공급해 주는데, 이때 인은 마그네슘의 흡수를 저해시킬 수 있으며, 다량의 인을 투여함으로써 납의 흡수를 저해시킬 수도 있습니다. 식사 때의 인의 섭취량이 칼슘보다 2배 이상으로 장기간 지속되면 저칼슘혈증 또는 이차적인 부갑상선 호르몬의 증가로 인해 골격에 손실이 올 수 있습니다. 유아기에 인의 함량이 높은 조제분유를 사용할 경우에 저칼슘혈증 및 테타니가 발병할 수 있으나, 아주 과량의 인을 장기간 섭취하지 않는 한 큰 문제는 없습니다.