우리몸이 필요로 하는 5대 영양소

단백질

단백질은 신체의 구성기능과 에너지를 내는 기능의 두 가지 면에서는
탄수화물이나 지방과 같습니다. 그러나 단백질은 탄수화물이나 지방
두 영양소와는 달리 신체에서 에너지를 내는데 쓰이지 않습니다.
그 대신에 단백질은 체내에 필수적인 중요한 물질들을 만들거나 운반
하고, 또는 외부로부터 이물질과 대항해 싸우기도 하며 나아가서는 뼈,
근육과 연결조직을 이루기도 합니다. 또 혈액을 응고시키는 데에도
여러가지 종류의 단백질이 필요합니다. 영양 학자들이 권장하는 단백
질의 섭취량은 총 섭취 열량의 15% 정도로서, 지방의 20%, 탄수화물
의 65%와 비교하여 볼 때 적은 양입니다.


단백질의 구조

단백질 분자의 가장 기본적인 조성물은 아미노산(amino acids)으로 아미노산의 구조를 보면 탄소원자 한 개에 아미노기(amino group, -NH2)와 카르복실기(carboxyl group, -COOH)가 붙어 있으며, 여기에 수소와 R기(R group)가 붙어 있는데 R기는 단순히 수소일수도 있고 또는 복잡한 화학구조일 경우도 있습니다. 이 R기는 아미노산의 종류에 따라 달라지며 여기에 무엇이 붙는가에 따라 각각의 아미노산의 성질이나 기능이 달라집니다.

아미노산은 몇가지로 분류될 수 있는데 우선 기능적으로 분류해보면, 신체 내에서 합성이 되지 않거나 소량만 합성되므로 꼭 식사로부터 먹어야 하는 아미노산을 '필수 아미노산(essential amino acids,indispensible amino acids)'라고 하고 신체내에서 충분한 양 합성되는 아미노산을 '불필수 아미노산'으로 분류할 수 있습니다.

성인에게 필요한 필수 아미노산은 이소로이신(isoleucine), 로이신(leucine), 리신(lysine), 메티오닌(methionine), 페닐알라닌(phenylalanine), 트레오닌(threonine), 트립토판(tryptophan), 발린(valine)과 히스티딘(histidine)등 이며, 이들을 제외한 나머지 아미노산들은 모두 불필수 아미노산입니다. 정상적인 신체에서는 불필수 아미노산으로 분류되는 시스테인과 티로신도 어떤 특이한 체내 상황에서는 인체에 필수적인 것으로 생각될 수 있습니다. 정상적인 신체는 시스테인을 메티오닌으로부터, 그리고 티로신은 페닐알라닌으로부터 합성할 수 있습니다. 이외에도 아미노산은 중성, 산성, 염기성 아미노산으로 분류할 수 있습니다.

필수 아미노산이거나 불필수 아미노산이거나 아미노산은 모두 펩티드 결합(peptide linkage, 혹은 peptidebond)로 결합되어 있습니다. 펩티드 결합이란 한 아미노산에 카르복실기와 다른 아미노산의 아미노기가 물1분자를 내놓으면서 결합한것을 말합니다. 대부분의 단백질들은 적어도 500개 이상 수백, 수천개의 아미노산으로 구성되어 있으므로 '폴리펩티드(polypeptide)'라고 부릅니다.

폴리펩티드 사슬은 자연적으로 나선구조를 만드는데, 이 나선구조는 아주 복잡한 구조로까지 되며, 따라서 단백질의 구조를 몇 단계로 나누어 설명해 볼 수 있습니다.

단백질의 1차 구조(primary structure)는 아미노산이 펩티드 결합으로 배열되어 폴리티드 사슬을 이루는것과 S-S결합(disulfide bonds)의 유무에 따라 결정됩니다.

아미노산의 배열은 각각의 단백질마다 매우 독특합니다. 즉 헤모글로빈(hemoglobin), 콜라겐(collagen)및 수백 가지의 효소 등 각각의 단백질들은 모두 그 단백질의 독특하고도 고유한 아미노산 배열이 있습니다.즉 15개에서 20개까지의 각종 아미노산들을 여러가지 순서로 배열하여 단백질을 만드는데, 화학적으로 보아 단백질로서 의미가 있는 것은 아미노산 50개 이상부터입니다.


단백질의 분류

◆ 완전 단백질과 불완전 단백질

① 완전 단백질
완전 단백질(complete protein)은 생명체의 성장과 유지에 필요한 필수 아미노산을 모두, 그리고 충분한 양을 가지고 있는 단백질로서 젤라틴(gelatin)을 제외한 대부분의 동물성 단백질이 여기에 속합니다.
즉, 육류, 가금류, 달걀, 우유 및 생선등이 이에 속합니다.

② 부분적 완전 단백질
부분적 완전 단백질(partially complete protein)은 필수 아미노산을 모두 가지고는 있으나 그 양이 충분치가 않거나 각 필수 아미노산들이 균형있게 들어있지 않은 단백질을 말하며, 이런 단백질로 동물을 사육할 경우 생명 유지는 되나 성장은 되지 않습니다. 이 범주에 속하는 단백질로는 견과류 및 대두 단백질이 있습니다.

③ 불완전 단백질
불완전 단백질(incomplete protein)이란 생명을 유지하거나 어린이들이 성장하기에 충분한 양의 필수 아미노산을 갖고 있지 못한 단백질을 말하며, 젤라틴이나 곡류 단백 및 대두를 제외한 두류 단백질 등이 여기에 속합니다. 불완전 단백질을 섭취해서는 동물의 성장과 유지가 어렵습니다.

④ 제한 아미노산
식품 중에 있는 필수 아미노산 중 인체에서 요구되는 양에 비해서 제일 적게 들어있는 필수 아미노산을 '제한 아미노산(limiting amino acids)'이라고 하며 단백질의 조율마다 제한 아미노산은 달라집니다. 제한 아미노산 중에 가장 부족한 것을 '제1 제한 아미노산', 두번째로 부족한 것을 '제 2 제한 아미노산'이라고 부릅니다.

◆ 단순 단백질과 복합 단백질

단백질은 분자구조에 따라서 분류할 수 있습니다. 오직 아미노산만을 가지고 있는 단백질을 '단순 단백질(simple proteins)'이라고 부릅니다. 단순 단백질이라고 해도 단백질들이 가지고 있는 아미노산의 종류와 수는 다 다르며, 따라서 분자량도 큰 차이가 있습니다. 이에 비해, 많은 단백질 분자들은 아미노산 외의 다른 물질들을 함께 가지고 있습니다. 이를 '복합 단백질(conjugated proteins)'이라고 합니다. 복합 단백질의 대표적인 예로는 핵단백질(nucleoproteins)을 들 수 있으며, 이는 핵산과 아미노산의 화합물입니다.

지단백(lipoprotein)도 역시 복합 단백질이며 헤모글로빈도 복합 단백질의 일종으로 단백질과 금속을 가진 색소(heme)의 결합입니다. 또 단백질에 탄수화물이 결합되어 당단백질(glycoproteins)이란 복합 단백질을 이룹니다.


단백질의 기능

단백질은 신체 내 모든 세포에서 발견되며 신체조직의 성장과 유지에 매우 중요합니다. 식사로부터 섭취한 단백질이 충분해야만 임신이나 성장기 동안 정상적인 성장이 이루어 집니다. 특별히 생의 전 시기 중 단백질이 많이 요구되는 중요한 때인 임신기, 수유기 및 성장기 어린이에게 단백질의 섭취가 부족할 경우 성장이 정상 속도보다 느려지며 심하면 성장이 정지되는 수도 있습니다.단백질은 머리카락이나 손톱, 발톱의 성장, 그리고 피부를 위해서도 필요하며 뼈와 결합조직, 그리고 혈액의 유지를 위해서도 필요합니다.

◆ 호르몬, 효소와 항체의 형성
신체는 단백질로 된 몇 가지의 조절물질들을 갖고 있습니다.
이들은 식사로 섭취한 단백질이 소화, 흡수되어 생긴 아미노산들로부터 새로이 합성되는 단백질로서 호르몬,효소, 그리고 항체와 같은 것들입니다. 갑상선 호르몬, 인슐린, 아드레날린과 같은 것들이 호르몬들이며, 이들은 여러가지 기본적인 신체대사과정을 조절합니다. 탄수화물이나 지방, 그리고 단백질의 소화와 대사에 필요한 효소들도 식사로부터의 단백질로 만들어 집니다.항체는 병원균이나 세균성 이물질 등 여러가지의 항원(antigens)이 체내에 들어왔을 때 이들로부터 신체를 방어해 주기 위한 목적으로 만들어지는 단백질입니다.항원에 대한 항체의 방어 작용을 면역(immunity)이라고 말하며, 식이 단백질이 부족하면 체내에서 항체가 잘 안만들어져서 감염성 질환에 잘 걸리게 됩니다.

◆ 체액의 균형
세포 내외의 체액은 여러가지 요인에 의해 영향을 받는데 그중 중요한 것이 단백질입니다. 단백질은 대부분 그 분자가 매우 크므로 반투과성 세포막을 통해 확산되지 않습니다. 대신에 단백질은 삼투압에 영향을 주어 세포막을 통한 액체의 이동에 관여합니다.
혈액내 단백질의 농도가 정상이면 이에 따라 체액의 양도 정상이나 단백질의 섭취가 낮으면 혈장 단백질농도가 낮아지고 혈액 내의 물은 조직액 속으로 이동합니다. 그 결과 몸에는 조직에 액체가 쌓여서 일어나는 영양소 부종(nutritional edema)이 나타나게 됩니다.



◆ 산. 염기의 균형
항상성유지(homeostasis).
단백질은 신체 내에서 산과 염기의 양쪽의 역할을 다 할 수 있는 능력이 있으므로 신체내 정상적인 약알칼리성 상태를 유지시키는데 공헌합니다.
체액이 염기성 쪽으로 치우칠 때는 단백질이 산의 역할을 하여 염기성 반응을 중화시키고 반대로 체액이 산성으로 기울게 되면 단백질은 염기의 역할로써 신체조직 내의 산, 염기 균형을 정상적으로 유지시켜 줍니다 .



◆ 영양소의 운반
단백질은 다른 영양소들과 결합하여 영양소들이 세포내 필요로 하는 곳까지 운반되도록 도와줍니다.
즉 지단백을 형성하여 지방이 혈액 내에서 운반될 수 있도록 해준다든가 흡수된 철분이 단백질인 트란스페린(transferrin)과 결합하여 혈액 내에서 운반되도록 합니다. 이렇게 운반을 도와주는 단백질의 기능이 없다면 위와 같은 몇몇 영양소는 세포로까지 운반되지 못합니다.



◆ 에너지의 급원


단백질의 변성,소화와 흡수

◆ 단백질의 변성

변성(denaturation)이라 함은 자연상태의 단백질이 그의 특유한 기능적 형태를 잃고 변화하는 것을 말하는데 열,강산, 강염기, 알콜, 자외선, 혹은 은, 수은, 납과 같은 중금속에 의해 가능합니다. 단백질의 변성 결과 백질은 그의 독특한 기능적인 능력을 잃게 되고 따라서 대부분의 경우, 사람들이 단백질로 된 효소나 호르몬을 섭취한다 해도 그것이 위 속에서 변성과 소화가 일어나므로 체내에서는 처음 상태 그래도 존재하지 않게 됩니다.

◆ 단백질의 소화

단백질의 소화는 소화가 일어나는 소화기관조차도 단백질이므로 대단히 복잡합니다. 단백질이 소화될 때는 가지 형태의 단백질 분해효소가 작용하는데 한 가지 형태는 프로테이나제(proteinase)로서 특별히 단백질 내부 결합을 끊어 프로테오스(proteose), 펩톤(peptones), 디펩티드 같은 짧은 사슬을 가진 물질들을 많이 만듭니다. 프로테이나제에는 펩신, 트립신, 키모트립신 등이 있으며, 이들은 각각 불활성 형태의 효소원인 펩시노겐, 트립시노겐, 키모트립시노겐으로부터 활성화 되고, 다른 한가지 형태는 펩티다제 (peptidase)로 한쪽 끝의 펩티드 결합부터 끊기 시작하여 한 번에 아미노산 한개씩을 끊어냅니다. 펩티다제에는 카르복시펩티다제, 아미노펩티다제, 그리고 디펩티다제등이 있습니다.

◆ 단백질의 흡수

펩신에 의해 위에서 분해된 아미노산은 위에서도 흡수될 수 있으나 대부분의 아미노산은 작은 창자 벽을 통하여 흡수됩니다. 아미노산의 흡수는 단당의 흡수와 흡사합니다. 아미노산이나 단당은 모두 수용성이므로 단순 확산이나 또는 능동적 운반을 통해 작은 창자의 내벽 세포막을 건너 흡수되고 흡수된 후에는 문맥을 거쳐 간으로 모이게 되며 간에서는 체내 다른 곳에서 쓰일 때까지 아미노산 풀(amino acid pool)을 형성하고 있습니다.

탄수화물

탄수화물은(carbohydrates)은 우리 식사 가운데 총 섭취 열량의 60%를
차지하는 주된 열량 영양소이므로 매우 중요합니다 . 탄수화물은 탄소,
수소, 산소를 그 분자 내에 가지고 있는 유기화합물로서 식물체나 동물
에 의해 만들어질수 있으나 주로 식물체에 의해 형성되고, 식물체는
아주 중요한 반응인 광합성(photosynthesis)을 통하여 공기중의 이산
화탄소와 토양 중의 물로부터 탄수화물을 합성합니다.


탄수화물의 종류

◆ 단당류

단당류는 당을 구성하는 탄소의 수에 따라 7탄당(sedogeptulose),
6탄당(hexoses),5탄당(pentoses), 4탄당(tetroses), 3탄당(trioses)
등이 이있습니다. 그중 자연식품에서 흔히 볼수 잇는것은 6탄당이고, 5탄당과 6탄당은
동물의 세포내 대사과정에서 중요한 역활을 합니다. 6탄당은 다시 포도당(glucose), 과당(fructose), 갈락토스(galactose)로 나누어 집니다.
5탄당은 ribose와 deoxyribose, ribitol 이 있는데 ribose는 체내에서 deoxyribose와 ribitol로 전환되어집니다. ribose와 deoxyribose는 핵산 (DNA, RNA)의 구정성분으로 ribose를 가지고 있는것을 RNA, doxyribose를 가지고 잇는것을 DNA라고 합니다.

◆소당류(이당류)

단당류보다 조금더 복잡한 구조를 가지고 있으며 서당(sucrose), 맥아당(maltose), 유당(lactose)이
있습니다. 이 세가지 이당류는 포도당(glucose)를 모두 가지고 있으며 다른 나머지 한개의 단당류가 무엇
인가에 따라 구분되어집니다.
glucose + glucose --> maltose
glucose + fructose --> sucrose
glucose + galactose --> lactose

◆ 다당류

수많은 단당류가 결합되어 만들어진 복잡한 중합체로써 종류의 단당류만으로 구성된 omopolysaccharides와 몇종류의 단당류나 단당류의 유도체로 구성된heteropolysaccharides가 있습니다. 주요 다당류에는 전분(starch),dextrin,glycogen(동물의 에너지저장형태),cellulose,pectin등이 있습니다.

◆ 올리고당류

단당류3개 내지는 10개 정도가 모여서 이루는 당류는 올리고 당으로 분류합니다. 단당이나 이당류보다는 단맛이 덜하지만 단맛을 가지고 있고, 식품중에 많이 들어있지 않으며 탄수화물의 소화과정 중에 형성되기도 합니다.


탄수화물의 기능

◆ 에너지 공급

신체 활동을 위해서는 에너지가 끊임없이 요구됩니다. 중추신경계는 에너지 급원으로 오직 포도당만을 사용하므로 중추신경계의 원활한 작용을 위해서는 탄수화물은 꼭 있어야 하고 지방도 에너지 급원으로 쓰여지긴 하지만 이때에도 탄수화물이 필요합니다. 탄수화물은 지방이 에너지로 쓰일때 그 과정에서 중간대사 산물인 케톤체(ketone bodies)가 지나치게 쌓여 일어나게 되는 비정상적인 상태인 케톤뇨를 예방해줍니다.

◆ 단백질 절약 작용

탄수화물의 다른 중요한 기능 중의 하나는 단백질 절약 작용(protein sparing action)입니다. 단백질도 에너지를 낼 수 있으나 단백질의 에너지를 내는 일 외에도 단백질 고유의 중요하고도 필수적인 기능이 있습니다.
그러나 식사 중에 탄수화물이나 지방에 부족하게 되면 단백질은 이 기능을 못하고 에너지를 내는데 쓰이게 됩니다. 그러므로 탄수화물과 지방은 단백질이 에너지원이 되는 것보다 단백질의 고유기능을 행하도록 단백질을 절약 시켜주는 작용이 있다고 볼 수 있습니다.

◆ 장내 운동성

식이섬유질(dietary fiber)은 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 펙틴질, 검 같은 것들이 이에 속합니다. 이것들은 장내에서 물을 흡수하여 부드러운 덩어리를 만들고, 이것이 소화기관 근육의 수축을 자극하여 장내에서 음식물이 잘 이동하도록 연동운동을 돕는 역할을 합니다.
◆ 신체 구성 성분

탄수화물은 함께 신체내에서 중요한 몇 가지의 화합물을 형성하는데 주로 윤활물질이나 손톱, 뼈, 연골 및 피부등의 중요한 구성요소가 되고 있습니다. 그 외에도 단당이면서 5탄당인 리보스는 DNA와 RNA의 중요한 구성성분이 되며 이당류인 유당은 칼슘의 흡수를 돕는 작용을 합니다.


탄수화물의 소화와 흡수

◆ 소화

탄수화물의 소화는 입에서부터 일어나는데 입에서는 기계적으로 씹어 잘게 부수어 줄 뿐만 아니라 침과도 잘 섞이게 해줍니다. 입에서는 이런 물리적인 분해뿐 아니라 화학적으로도 소화작용이 일어나는데 프티알린이라는 타액 아밀라제(salivary amylase)가 분비되어 전분의 일부를 덱스트린이나 맥아당으로 소화시킵니다.
위에서는 아무런 탄수화물 분해효소도 분비되지 않고 . 다만 위액중 염산은 이당류인 서당을 단당류인 포도당과 과당으로 분해시키기도 하나 위에서 주된 소화작용은 음식물을 유미즙 상태로까지 액화시키는 장소 제공으로서의 역할이며, 이 역할이 끝나면 탄수화물은 작은 창자로 내려가 그곳에서 더 소화됩니다.

◆ 작은 창자에서의 소화

작은 창자로는 췌장액, 작은 창자 벽에서 분비되는 액, 그리고 간으로부터의 담즙 등 여러가지 소화액이 분비되어 액성을 알카리성으로 만들어주는데 이런 상태에서는 탄수화물의 소화가 잘 일어나게 됩니다. 췌장 아밀라아제는 타액 아밀라아제와는 그 구조가 약간 다르나 전분을 분해하는 효소라는 점에서는 같습니다. 이 효소는 전분에 작용하여 전분을 덱스트린으로 만들고, 다시 이당류인 맥아당으로까지 소화시키고 이렇게 되어 모두 이당류가 되면 그 다음으로는 작은 창자의 점막세포에서 분비되는 이당류 분해효소들이 작용을 시작하여 이당류들을 단당류고 소화시킵니다. 말타제는 맥아당을 포도당2분자로, 수크라제는 서당을 포도당과 과당으로, 락타제는 유당을 포도당과 갈락토스로 분해시킵니다.

◆ 흡수

소화가 가능한 이당류나 다당류들이 모두 단당류로 소화가 되고 나면 흡수가 일어나는데 소화기관 중 흡수가 일어나는 주된 부위는 작은 창자 중에서도 중간 부위인 공장으로서 단당류들은 이곳에 있는 융모와 미세융모를 통해 수동적 확산(passive diffusion)과 능동적 운반(active transport)에 의해 작은 창자 벽을 지나
흡수됩니다. 흡수된 단당류는 융모의 상피세포의 세포막을 지나 그곳에 있는 모세혈관으로 들어가게 되고, 문맥을 통해 간으로 운반됩니다. 간에서 포도당이 아닌 다른 단당들은 모두 포도당으로 전환되는데 이는 포도당이 신체 내에서 가장 유용한 형태의 단당이기 때문이고 과당은 거의 확산에 의해 흡수되며, 포도당과 갈락토스도 혈액의 농도보다 작은 창자내의 농도가 높을 때는 역시 확산에 의해 흡수됩니다.

지방

지방질은 일반적으로 동물성과 식물성으로 크게 나눌 수 있으나, 물리
화학적 성질에 따라 고체와 액체로 구분 지을 수 있습니다. 또한 지방
질의 분류에 있어서 눈으로 보아 쉽게 식별할 수 있는 가시지방질과
식품속에 포함되어 쉽게 보이거나 분리되지 않는 비가시지방질로 분류
되기도 합니다.

가시지방질(visible fat) - 식용유, 버터, 마가린, 쇼트닝, 라드 등
비 가시지방질(invisible fat) - 육류, 어패류, 우유, 달걀, 빵류, 채소


지방의 분류

◆ 단순지질

① 지방
3가의 알코올인 glycerol에 지방산 3분자가 결합되어 구성된 것입니다. 그래서 triglyceride라고도 합니다.
glycerol에 결합되어 있는 지방산의 종류에 따라 실내온도에서 액체인 지방(oil)과,고체인지방(fat)이 있습니다. 일반적으로 지방산의 길이가 짧은 것은 실내온도에서 액체이고, 불포화지방산이 결합되어 있는것도 역시 실내온도에서 액체이다.

② 랍

랍은 glycerol이외의 다른 알코올이 지방산과 결합된 ester로써 영양과는 관계가 없습니다.


◆ 복합지질

① 인지질

채내에 생리작용에 관계가 있는 인지질에는 여러가지가 있으나 가장 중요한것은 phosphatidylcholine,
phosphatidylethanolamine,phosphatidylinositol,sphingomyelin등입니다.

② 당지질

cerebroside와 ganhlioside가 중요합니다.
cerebroside는 뇌와 신경섬유의 myelin이외에 여러 조직에 존재합니다.


지방의 기능

◆ 농축된 에너지의 급원
지방은 체내에서 농축된 에너지의 급원이 되므로 매우 중요합니다.

◆ 체지방 에너지 축적
체지방이 축적되면 곧 에너지가 저장된 것이므로 에너지의 섭취가 부족할때 바로 쓰이게 됩니다.

◆ 만복감
satiety value란 식사 후에 느끼는 만복감을 말하는데 지방은 탄수화물이나 단백질보다 위장내에 오래 남아있으므로 만복감을 충분히 느끼도록 해준다. 고 지방 식이는 오래 위에 머물기 때문에 쉽게 공복감을 느끼지 못합니다.

◆ 맛과 향미의 제공
지용성 비타민의 흡수를 도와줍니다. (비타민 A,D,E,K의 흡수를 위해서는 작은 창자에 지방이 있어야 함).

◆ 프로스타글란딘의 전구물질
식사로부터 지방을 꼭 먹어야 하는 이유는 바로 필수지방산인 리놀레산을 공급받기 위해서 입니다.


지방의 소화와 흡수

◆ 유화

지방은 물에 녹지 않기 때문에 신체 내에서 소화, 흡수, 운반되려면 물과 친숙한 상태로 되어야 합니다.
이렇게 지방과 물 사이의 물리적 상반과정을 줄이는 길은 '유화(emulsification)'시키는 것뿐인데 지방의
소화작용을 위한 유화제로는 레시틴과, 간의 콜레스테롤로부터 생산되는 담즙산(bile acid)이 있습니다.

◆ 소화

소화의 목표는 식사로부터 섭취한 흡수할 수 없는 큰 물질을 흡수 가능한 크기의 물질로 바꾸는 데 있다고
볼수 있습니다. 지방의 소화는 이 목표를 이루기 위하여 가수분해작용 뿐 아니라 유화작용의 물리적인
변화에도 의존하고 있습니다.

◆ 흡수

소화기관으로 부터 혈액으로부터 지방이 흡수되려면 먼저 장 점막 세포를 지나 융모의 안쪽으로 가서
혈액으로 들어가야 합니다. 담즙의 미셀(micelles)을 소장 중 공장의 점막세포로 운반하며 이곳에서 주로
지방이 흡수됩니다.
무기질

무기질은 신체의 성장과 유지 및 생식에 비교적 소량이 필요한 영양소
입니다. 인체의 구성성분 중에서 무기질은 체중의 약 4%를 차지합니다.
나머지 96%중에서 탄수화물, 지방, 단백질과 같은 대량 영양소가 30%
정도이며 55~65%의 물과 매우 적은 양의 비타민이 들어 있습니다.


무기질의 분류

무기질은 신체 내에 존재하는 양을 근거로 하여 대량 무기질(macro-
mineral) 과 미량 무기질(micromineral)로 분류합니다. 무기질 중에서
칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 염소(Cl), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 황
(S)등은 체내에서 체중의 0.05%이상의 상당량이 발견되므로 이들을
대량 무기질이라고 합니다.

반면에 철(Fe), 요오드(I), 망간(Mn), 구리(Cu), 아연(Zn), 코발트(Co),

소량만이 존재하므로 미량 무기질이라고 합니다. 또한 대량 무기질은 식사에서 하루에 100mg이상 필요하며,
미량 무기질은 식사에서의 요구량이 적습니다.

◆ 대량무기질

1. 칼슘(Calcium, Ca)
칼슘은 탄소, 수소, 산소, 질소 외에 인체에 가장 풍부한 무기원소입니다.

① 체내분포
전 체중의 1.5~2%로서 60kg인 성인의 칼슘 함량은 900~1200g입니다. 그 중의 99%가량은 뼈와 치아에 들어
있으며, 나머지 1%는 혈액을 포함한 세포외액에 분포되어 있습니다. 혈청 내 정상적인 칼슘의 수준은
9~11mg/dl로서 비타민D, 부갑상선호르몬(parathyroid-hormone, PTH), 캘시토닌에 의해서 상당히 일정
하게 유지됩니다.

② 기능
골격과 치아의 형성
혈액 응고
근육의 수축, 이완 작용
신경 전달 작용
세포막 투과성 조절
비타민 B12의 흡수

③ 흡수
칼슘의 흡수는 개개인에 따라서 상당한 차이가 있으며, 요구량이 가장 큰 성장기에 최대의 흡수를 나타냅
니다.

칼슘 흡수를 증가시키는 요인들
- 신체의 요구 (성장기, 임신기, 수유기 등의 칼슘의 요구량이 늘어나는 상태에서는 흡수율이 증가)
- 혈장내 칼슘 이온의 농도 (농도가 낮을 경우 흡수 증가 )
- 유당의 섭취량 (유당은 유산균의 작용으로 젖산을 생성하여 pH를 낮춤으로써 칼슘의 흡수를 증가)
- 단백질 섭취량 (단백질 섭취가 높으면 칼슘의 흡수율이 높아짐)
- 장내의 산도 (장내에서 산도의 증가는 칼슘의 용해도를 좋게 하여 흡수를 증가)
- 비타민 D와 부갑상선 호르몬 (부갑상선 호르몬과 비타민 D는 칼슘 흡수에 필요)
- 비타민 C (비타민 C가 충분할때 칼슘 흡수가 증가)

식사 내의 칼슘과 인의 비율-1.5:1

칼슘 흡수를 저하 시키는 요인
- 비타민D 결핍증
- 과량의 지방
- 섬유소와 기타 결합 요인 (녹색 야채에 들어있는 수산이 칼슘과 결합하여 불용성의 수산칼슘을 형성)
- 장내의 염기도 (칼슘은 장내 염기성 매체에서 잘 녹지 않음)

④ 결핍증세와 독성
혈청 내의 칼슘의 감소는 저캴슘혈증(hypocalcemia)을 일으키며, 그 증상은 경련, 근육의 수축, 신경활성화
의 증가 등입니다. 칼슘의 섭취가 낮으면 골연화성(osteomalacia)이라는 뼈의 장애를 일으킵니다.
이 증세는 여러 차례의 임신이나 오랜 동안의 수유를 한 여자에게서 종종 나타납니다. 또 다른 칼슘의 결핍
증세인 골다공증(osteoporosis)은 일반적으로 나이가 듦으로써 뼈의 상실로 인하여 나타납니다.

⑤ 필요량 및 급원
성인 남,여 모두 1일 600mg의 칼슘을 헙취 하도록 권장. 칼슘 섭취 급원은 육류, 난류, 어패류, 유즙류 등의
동물성 식품과 곡류, 두류, 감자, 야채류, 해조류 등의 식물성 식품에서 섭취할 수 있습니다.


2.인(Phosphorus, P)

① 기능
- 골격과 치아의 형성
- 신체 필수물질의 구성
- 영양소의 흡수와 운송
- 열량대사에 필수 물질
- 산, 염기의 균형 조절

② 결핍증
인의 흡수를 방해하는 스프루(sprue)나 소아지방변증같은 장의 질병은 혈청 내 인의 수준을 낮춥니다 .
장기간 혹은 과량의 제산제를 복용하는 경우에도 저인산혈증을 일으키고 인의 부족 증상을 나타냅니다. 또
항경련성 약제의 이용, 비타민 D의 부족증, 어떤 대사의 비정상적인 상태, 신장의 부적절한 재흡수 등이
인의 부족 증상을 일으킬 수 있습니다.

③ 필요량 및 급원
성장기, 임신기, 수유기에는 식사중의 칼슘과 인의 비율이 1.5:1이 이상적입니다. 인은 식품중에 널리 분포되
어 있는데 우유와 유제품은 칼슘에서와 같이 인의 가장 좋은 급원입니다.


3.마그네슘(Mgnesium,M)

① 체내 분포
70%정도는 인과 결합하여 뼈 속에 들어 있고, 나머지는 연조직과 체액에 분포되어 있습니다. 혈장에
1.4~2.4mg/dl가 들어있습니다.

② 기능
- 효소반응의 촉매
- 신경의 자극 전달작용
- 근육 이완

③ 결핍증
1차적인 부족증은 식사내에 마그네슘이 불충분하거나 흡수 불량이 오래 지속되거나, 심한 설사, 구토 등에
의한 것입니다. 2차적인 부족증은 이뇨제, 알콜의 과량 섭취, 신장병, 급성 췌장염, 간경화증에 의한 것입
니다. 또한 근육 수축과 신경의 불안정, 떨림증이 나타나기도 합니다.

④ 급원
주요 급원은 견과류, 코코아, 대두, 통밀 등입니다.


4.나트륨(Sodium, Na)

① 체내 분포
세포외액의 중요한 양이온으로서 체내에 많은 무기질 중의 하나입니다. 성인의 체내에 존재하는 약 90g
중에서 약 1/3은 뼈에 존재하며, 2/3은 세포외액, 특히 대부분 혈장에 있으며, 그외 신경조직과 근육에 존재
합니다.

② 기능
나트륨의 농도의 변화는 삼투현상에 의해서 물을 신테의 한 부분으로부터 다른 부분으로 순환시키는데 결정
적인 역할을 합니다. 또한 염소와 더불어 체내에서 산, 염기의 균형을 조절하며 정상적인 근육의 흥분성을
유지하는 역할을 합니다. 나트륨과 칼륨은 신경을 자극하고 신경의 충격을 근육에 전달하여 근육섬유의
수축을 일으키게 합니다.

③ 필요량 및 급원
성인에게 하루에 적절한 나트륨의 양은 1.1~1.3g입니다. 나트륨의 필요량은 육체적 활동이나 기온에 의해서
좌우되는데 높은 기온에서는 상당량이 땀으로 손실됩니다. 나트륨은 식품, 특히 동물성 식품에 다양하게
존재합니다. 육류, 생선, 닭고기, 유제품, 달걀에 비교적 많은 양이 들어 있으며, 곡류, 콩류, 견과류, 과일,
야채에는 적게 존재합니다.


5.칼륨(Potassium, K)

① 체내 분포
칼륨은 체내에 나트륨의 2배 가량이 존재합니다. 혈청 내의 정상적인 수준은 14~20mg/dl입니다.

② 기능
칼륨은 세포내액의 양이온으로서 세포 외의 나트륨과의 정상적인 삼투압과 물의 균형을 유지하고 세포액의
보전을 유지하기 위한 기능을 합니다. 또한 산, 염기 균형에 영향을 주며 신경의 흥분성과 자극, 전기 화학적
충격의 전달, 근육섬유의 수축등을 조절합니다.

③ 결핍증
혈청내 칼륨의 감소는 조직의 분해, 혹은 설사, 구토, 위의 절제 등 위장관의 손실, 영양 실조와 더불어 지속
되는 소모성 질환에 의해서 일어납니다. 계속적인 이뇨제의 복용 역시 칼륨의 배설을 증가시킵니다.

④ 급원
칼륨은 자연식품에 널리 포함되어 있습니다, 콩류, 곡류, 오렌지, 바나나등의 과일과 녹색야채, 감자, 육퓨에
상당량이 들어 있습니다.


6.염소(Chloride, Cl)

① 체내 분포
염소는 신체 내 총 무기질량의 3%이며 세포외액의 중요한 음이온입니다. 정상적인 혈청에는 340~370mg/dl
가 들어 있으며, 뇌척수액에는 많아서 440mg/dl가 들어있습니다. 비교적 많은 양이 위장의 분비물 중에
있으며, 특히 위내의 염산의 구성 성분으로 존재합니다.

② 기능
나트륨과 함께 세포외액에서 물의 균형과 삼투압의 조절을 도우며 pH를 일정하게 하는 역할을 합니다.

③ 흡수 및 대사
염소는 작은 창자에서 거의 모두 흡수되며 배설은 주로 신장을 통해서 일어납니다. 염소 역시 오랜 설사,
구토에 의해서 비교적 많은 양이 손실됩니다.


7.황(Sulfur, S)

① 체내 분포
황은 모든 세포 내에 존재하며 일반적으로 세포단백질의 구성성분입니다. 황은 체내에서 설프히드릴기
(-SH)의 형태나 이 두 기가 결합해 이황화 결합(-S-S-)을 한 형태로 여러 물질을 구성하고 있습니다.아미
노산인 메티오닌과 시스테인, 헤파린, 인슐린,티아민, 리포산, 비오틴, 조효소A의 성분이고 머리카락이나
피부를 이루는 케라틴 단백질의 성분입니다.

② 기능
황은 조직의 호흡작용, 생물적 산화과정에 관여합니다. 또한 설프히드릴기는 고에너지황 결합을 형성하고,
독성물질이 활성화된 황산염과 결합하여 독성이 없는 물질로 전환되어 소변으로 배설시키므로 황은 해독
작용에도 관여합니다.

③급원
식사 내에서의 황의 부족 현상이 사람에게서는 나타나지 않고 있으므로 황의 필요량은 아직 설정되어 있지
않습니다. 황은 단백질 영양과 관계가 있으므로 여러 종류의 단백질을 많이 섭취하는 사람에게는 결핍증이
문제가 되지 않고, 주로 배아, 콩, 치즈, 살코기, 강남콩, 땅콩, 조개 등에 상당량이 있습니다.

◆ 미량무기질

미량무기질은 신체 내에 체중 kg당 50mg이하로 존재하며 식사 속에 하루 100mg이하의 매우 적은 양이
필요합니다. 여러 종류의 미량무기질 주엥서 철, 요오드, 아연, 구리, 망간, 크롬, 셀레늄, 코발트, 몰리브덴
과 불소 등 10가지가 일반적으로 인체에 필수적이라고 알려져 있습니다.


무기질의 기능

◆ 산, 염기의 균형

무기질은 식품으로부터 흡수되어 신체 내에 분포합니다. 조직이나 체액 속에 들어 있는 무기질은 많은 대사
반응에 필요한 산도 혹은 염기도를 정상으로 유지하도록 조절합니다. 혈액, 조직, 세포들의 적절한 산도
혹은 염기도는 비록 다르지만 무기질은 체내에서 적절한 ph를 유지하도록 조절합니다. 여러 종류의 무기질
중에서 어떤 무기질은 신체를 산성 쪽으로, 또 어떤 무기질은 염기 쪽으로 이루도록 하는 경향이 있습니다.
무기질은 수용성이므로 물 속에서 이온을 형성합니다. 양이온(+ ion)을 형성하는 무기질은 나트륨, 칼슘,
마그네슘, 칼륨 등으로 염기도를 증진시키며, 음이온(- ion) 형성 무기질은 염소, 황, 인 등으로 산성을 띱
니다. 산을 형성하는 무기질은 곡류, 곡류제품, 육류, 닭고기, 계란, 생선에 비교적 풍부하며, 이와 대조적
으로 체내에서 염기 반응을 하는 무기질은 과일과 야채에 풍부합니다.

◆ 신체의 필수성분

무기질은 신체의 각 부분을 형성합니다. 신체를 구성하는 많은 무기질 중에서 칼슘과 인은 뼈와 치아 같은
경조직(硬組織)을 구성하는데 중요합니다. 뼈와 치아의 칼슘, 인, 불소 등의 농도는 경조직의 발달에 많은
영향을 줍니다. 아연, 구리, 망간 등은 연결조직의 형성에 필수적입니다. 또한 신체 내에서 많은 중요한
기능을 하는 호르몬, 효소, 비타민 등은 무기질을 구성성분으로서 함유합니다. 시토크롬계는 철을 함유하는
효소로 구성되어 있으며, 그것은 구리에 의해서 활성화됩니다. 탄산 탈수효소나 카르복시 말단분해효소는
아연을 함유하며, 크산틴 산화효소는 몰리브덴을 함유 합니다. 비타민 중에서도 무기질을 성분으로 하는
것이 있습니다. 티아민, 비오틴은 유황을, 비타민B12는 코발트를 함유합니다. 철은 헤모글로빈의 성분으
로서 혈중 헤모글로빈의 기능에 중요한 역할을 하며, 염소는 위내 염산의 성분으로서 위에서 일어나는
소화작용에 중요합니다.

◆ 물의 균형 조절

혈관이나 세포에 들어있는 물이 한 곳으로부터 다른 곳으로 옮겨지려면 삼투현상에 의해서 반투과성 세포
막을 통과해야 합니다.세포막을 투과하여 세포 내외로 이동하는 물의 방향과 양은 무기질의 농도에 의해서
결정됩니다. 무기질의 균형이 이루어지지 않는 경우에는 체액의 축적 또는 탈수를 일으키기도 합니다.

◆ 촉매작용

무기질은 신체 내에서 일어나는 여러가지 반응에서 촉매의 기능을 합니다. 마그네슘은 탄수화물, 단백질,
지방의 분해, 합성과정에 필요하며, 그외 구리, 칼슘, 칼륨, 망간, 아연 등 많은 종류의 무기원소들은 체내의
이화작용(catabolism)및 동화작용(anabolism)에서 촉매로서 또는 효소의 구성성분으로 필요합니다. 또한
몇몇 영양소의 흡수는 무기질에 의해서 더 증가되기도 합니다 분자가 대단히 큰 비타민 B12가 창자벽을
통과해 가는데 칼슘의 도움이 필요하며, 분자가 아주 작은 단당류가 흡수되는 데 나트륨과 마그네슘의
도움을 받습니다.

지용성비타민
◆ 비타민A

비타민 A는 자연계에서 비타민A 자체로 존재하든지 또는 비타민 A 전구
체로 존재합니다. 비타민A는 동물성 식품에만 함유되어 있으며, 녹황색
의 식물성 식품에는 카로티노이드(carotenoids)라고 하는 색소물질
들이 들어 있는데 이들은 신체 세포에 의하여 비타민 A로 전환될 수
있는 비타민A 전구체들입니다. 비타민A에는 생체 활성을 갖는 세가지
종류의 물질이 있는데 이들은 레티놀(retinol), 레티날(retinal), 레티노
인산(retinoic acid)으로서 이 세가지 형태는 단하나의 작용기만 서로
다를 뿐 동일한 화학구조를 갖고 있습니다. 카로티노이드 색소물질에는
알파-카로틴, 베타-카로틴, 감마-카로틴, 크립토크산틴들이 있는데
이들은 체내에서 흡수될 때 장 점막에서 비타민A로 전환됩니다. 이중에
서 가장 흔하게 식품 중에 존재하는 것은 베타-카로틴입니다.


① 흡수

식품 속에 들어있는 비타민A는 주로 레티놀과 지방산의 복합체로서 레티닐 에스테르(retinyl ester)를 이루
고 있습니다. 이것은 소장강(Intestinal lumen)에서 췌장과 장내효소에 의해서 분해되고, 레티놀은 장점막
세포로 흡수되어 들어가서 재빨리 에스테르화하여 다시 레티닐 에스테르로 되며, 이 에스테르는 킬로미크론
내의 매우 작은 지방 입자로 들어가서 결국 림프계와 순환계를 통해 간으로 갑니다.레티놀이 거의 완전히
흡수되는데 반하여 식품 중의 카로티노이드는 약 1/3밖에 흡수되지 않습니다. 일단 베타-카로틴이 소장강으
로부터 장점막 세포로 흡수되면 그 중의 약 1/2이 효소에 의해서 레티날을 거쳐 레티놀로 전환되며 이것도
에스테르화하여 킬로미크론을 형성합니다. 비타민A와 베타-카로틴의 흡수가 잘 일어나려면 소장강내에
지방과 담즙염이 적절하게 들어 있으여 합니다. 담즙의 분비 부족 혹은 기타 다른 지방의 흡수 방해 요인들은
비타민 A와 베타-카로틴의 흡수를 저하시키게 됩니다. 또한 장내에 비타민E와 같은 항산화제가 충분히 존재
하면 이들 두 물질이 산화되어 파괴되는 것을 막음으로써 흡수율을 높일 수 있습니다.

② 대사

혈액에 의하여 비타민A가 간으로 운반되면 간은 비타민A를 혈액으로부터 재빨리 제거하여 저장하기도 하고,
빨리 혈액으로 방출하여 혈액 내의 비타민A 수준을 일정하게 유지시키게도 됩니다. 체내에 저장된 비타민A
중 약 90%는 간에 들어 있으며, 나머지가 폐, 피하지방, 신장, 부신에 들어 있고 저장형태는 레티닐 에스테르
입니다. 신체의 다른 부분에서 비타민 A를 필요로 하게 되면 에스테르는 먼저 레티놀로 가수분해하여 두가지
의 단백질에 결합되는데, 먼저 RBP(retinol-binding protein)와 결합하고 이어스 프리-알부민(pre-albumin)
에 결합됩니다. 이들 두 단백질은 간세포가 합성합니다.

③ 기능

- 침침한 광선 중의 시력유지
척추동물 눈의 뒤쪽에 있는 망막에는 빛에 반응하는 두 종류의 세포가 있습니다. 이중에서 간상세포(rods)는
낮은 강도의 빛에 예민하여 침침한 광선 중에서 볼 수 있게 하는 것이며, 원추세포(cones)는 높은 강도의
빛에 예민하여 밝은 광선 중에서 불 수 있게 하면서 동시에 색상을 구분하는 기능을 합니다. 두 종류의 세포
들은 모두 레티날과 옴신(opsin)이라고 하는 단백질 분자로 구성된 색소 물질을 함유하고 있습니다. 간상
세포에 들어있는 색소물질은 로돕신(rhodopsin) 또는 시홍(visual purple)이라고 하며, 원추세포에 들어있는
색소물질은 요돕신(iodopsin)또는 시청홍소(visual violet)라고 합니다.

- 상피조직의 건강유지
상피조직은 신체의 외부층을 말합니다. 여기에는 피부의 표면층과 소화기관, 호습기관, 생식기관, 내분비기
관, 눈 등의 점막 표면층이 포함됩니다. 비타민A는 이들 조직을 유지하는데 필수적으로 요구될 뿐만 아니라
점막세포에 의하여 점액이 정상적으로 분비되도록 합니다. 이 점액은 박테리아나 위산과 같은 해로운 물질이
상피조직으로 침투되어 들어가는 것을 막는 기능을 합니다. 따라서 비타만A가 결핍하면 부드럽고 축축했던
상피세포들은 점차 단단하고 건조한 각화성 조직으로 변하게 되며 각화가 점점 진행되면서 점액과 기타
다른 분비물들의 분비기능이 상실되어 박테리아의 침입을 받기 쉽게 됩니다.

- 성장의 뒷받침
비타민A가 결핍한 동물과 성장기 아동들은 제대로 성장하지 못합니다. 그러나 성장을 뒷받침하는데 비타민
A가 어떻게 작용하는가에 관하여는 시력과의 관계에서처럼 명확하게 알려져 있지 않습니다. 다만 비타민 A
결핍으로 성장이 멈추는 것은 식욕감퇴가 원인일 수 있다고 생각될 뿐입니다. 성장기 아동에게서 비타민A가
결핍하면 뼈의 성장이 저하되거나 멈출 수 있으며, 이때에 중추신경계의 기계적 손상이 나타날 수 있습니다.
그래서 초래되는 신경 증세가 마비(paralysis)로서 신경의 정상적인 기능이 상실되어 운동능력이 소실되는
증세입니다.

- 정상적인 생식기능의 유지
비타민A가 결핍하면 동물의 생식기능이 손상됩니다. 비타민A 결핍은 스테로이드 합성에 필요한 효소를
감소시킴으로써 프로제스테론(progesterone)을 비롯한 성호르몬의 생성을 저하시키는 기능이 있다고 보여
집니다. 또한 비타민A 가 결핍하면 생식선(sex glands)의 세포들이 변화하여 부신조직이 쇠퇴되는 경향을
보입니다.

- 생체막의구조와 기능 유지
비타민A는 생체막(membrane)조직의 구조와 기능을 조절하는 역할을 합니다. 그 예로서 세포내 리소솜의
막에 비타민 A가 적절하게 함유되어 있으면 이막은 온전하게 유지 됩니다. 리소소은 세포의 노폐물과 죽은
세포를 파괴시키는 가수분해 효소와 소화 효소를 함유하고 있습니다. 비타민A 결핍상태에서 이 효소들은
리소솜으로부터 새어나오는데 이들은 체세포들을 손상시킬 수도 있습니다.

④ 결핍증

각막 건조증 : 초기에는 야맹증, 비톳점
각막 연화증 : 결막의 건조, 이어서 각막의 건조, 눈의 수분이 상실되어 괴사, 궤양, 천공, 시력 상실

⑤ 중독증

피로, 권태, 두통, 탈모, 근육과 뼈의 통증, 뇌부종, 구토, 피부 건조, 발열, 간의 확대, 빈혈


◆ 비타민D

비타민 D 는 두 가지 점에서 다른 비타민과는 구별되는 독특한 면을 보입니다.

첫째, 비타민D는 모든 사람들이 반드시 식사를 통하여 먹어야만 되는 물질이 아니라는 점입니다. 일상생활
가운데 태양광선을 충분히 쬐면 그들의 피부에서 필요한 만큼의 양을 만들 수 있습니다. 이 점에서 비타민D
는 비타민의 정의를 벗어난다고 볼 수 있죠.

둘째, 이 비타민은 체내에서 호르몬처럼 작용합니다. 우리가 식품을 통해 섭취하였거나 또는 피부에서 합성
된 비타민D는 그대로 기능을 하는 것이 아니라 간, 또는 신장에서 활성 대사물질로 먼저 전환된 다음에야
기능을 할 수 있습니다.

① 흡수

입으로 먹은 비타민D는 소장에서 흡수되어 림프계로 들어갑니다. 지용성 물질이므로 비타민 A와 마찬가지
로 흡수를 위하여 담즙이 반드시 있어야 하며, 장내에 지방이 있을 때 흡수가 용이해집니다. 그러므로 지방
의 흡수를 방해하는 요인들은 또한 비타민D의 흡수를 방해하게 됩니다.

② 대사

간으로 운반된 비타민D2 와 비타민D3는 여기에서 특별한 효소에 의하여 각각의 활성 형태로 전환되어
25-히드록시 비타민 D(25-OH-VitD)로 전환됩니다. 이것은 다시 특별한 운반 단백질에 의하여 혈액을 타고
운반되어 신장으로 가게 되며, 여기서 또다른 효소에 의하여 히드록시화 반응을 다시 일으켜 1,25-디히드
록시 비타민D(1,25-(OH)2-VitD)로 전환됩니다. 실제로 체내에서 비타민 D의 기능을 행하는 물질은 이 두
물질이기 때문에 이 들을 비타민D 의 활성 대사 물질이라고 합니다.

③ 기능

- 칼슘과 인산염의 흡수 촉진
비타민D는 장의 상피세포에서 칼슘 이온의 운반에 필요한 단백질(calcium-binding protein, CaBP)의
생합성을 촉진 시키는 것으로 알려져 있으며, CaBP이 많이 형성될 때 칼슘의 흡수는 증가된다고 합니다.
식사를 통해 섭취한 인의 흡수도 비타민D에 의하여 비슷한 양상으로 증가 됩니다. 비타민D의 작용으로 장
에서 이들 두 무기질의 흡수가 증가되면 결국 혈청의 칼슘과 인산염의 농도가 높아져서 골격의 정상적인
석회화가 이루어지도록 합니다.

- 뼈 흡수의 촉진
비타민D는 골격 칼슘의 방출을 증가시킴으로써 혈청의 칼슘과 동시에 인산염의 농도를 적절한 수준으로
유지시킵니다. 혈청의 칼슘 또한 인산염의 농도가 떨어지게 되며 부갑상선이 반응하여 부갑상선 호르몬
(PTH)이 분비 됩니다. 이 호르몬은 신장의 히드록시화 효소를 자극하여 25-OH-비타민D가 1,25-(OH)2-비
타민D로 전환되도록 돕는 기능을 합니다. 이러한 방법으로 체내 작용이 가장 강력한 비타민D의 활성 대사
물질이 필요한 만큼 만들어짐으로써 골격으로부터 혈액으로 칼슘과 인산염이 방출되는 것을 촉진하며
동시에 장과 신자엥서의 대사 촉진 기능을 행하게 됩니다.

- 신장에 의한 칼슘과 인산염의 재흡수 촉진
비타민D는 신장에서 칼슘과 인산염이 재흡수되는 것을 도움으로써 이들을 체내에 보유합니다. 특히 인산
염이 소변으로 배설되는 것을 감소시키는 비타민 D의 기능이 중요합니다. 혈액 내에 칼슘과 함께 인산염의
농도가 적절하게 유지되는 일은 골격의 석회화 과정을 위하여 필수 적입니다.

- 비타민D의 전구체와 태양광선
동물조직 내의 대부분의 비타민D는 체표면에 태양광선이 쪼임으로써 생성됩니다. 즉 사람의 피부에는
7-데히드로 콜레스테롤 이라고 하는 스테롤물질이 함유되어 있는데, 여기에 자외선이 닿으면 비타민D3로
전환됩니다. 이때에 비타민D3로 전환시키는 자외선의 효과는 피부에 닿는 자외선의 강도에 따라 달라지게
됩니다. 즉 계절과 거주 위치에 따라 자외선의 강도가 다르며 체모, 창문의 유리 또는 연기, 안개, 먼지 등
대기오염과 입고 있는 의복은 자외선을 흡수해 들입니다. 피부색에 따라서 흑인은 백인에 비하여 자외선의
투과율이 떨어집니다. 태양광선을 얼마나 쬐어야 사람이 하루에 필요로 하는 비타민 D를 합성할 수 있겠
는가? 1962년 이것을 실험한 게일러(Gaylor)에 의하면 양 손등을 정오에 햇볕에서 1시간 쪼이면 하루에
필요한 비타민D가 생성된다고 합니다.

④ 결핍증

구루병(유아와 어린이) : 두개골의 연화, 구루성 염주,뼈의 기형, 때때로 테타니(tetany)
골연화증 : 골흡수, 골질의 석회화 부실, 골절이 잘됨

⑤ 중독증

혈액의 칼슘농도 증가, 식욕감퇴, 구역질, 뼈와 연조직의 석회화, 신장 손상, 성장 지연


◆ 비타민K

비타민K는 자연계에서 비타민K1과 K2 두 가지 형태로 나타납니다. 그중에서 비타민 K1은 식물에 의해서만
합성되는 것으로서 녹색잎에 함유되어 있고, 비타민 K2는 박테리아에 의하여 합성되는 것으로서 박테리아
와 동물에서 나타납니다. 자연계에서 나타나는 이 두 형태의 비타민 K보다 더 활성이 강한 것이 실험실에서
합성된 비타민 K3로서, 이것은 비타민 K2에 비해 2배 이상의 활성을 보입니다. 동물은 체내에서 이 합성형
비타민 K3에 긴 곁사슬을 결합시킴으로써 비타민 K2로 전환시키며, 이때에 비로서 생체내 활성을 갖게
됩니다.

① 흡수와 대사

비타민 K의 흡수는 다른 지용성 비타민들과 거의 같은 양상으로 일어납니다. 소장의 윗부분에서 주로 흡수
되어 림프계로 들어갑니다. 자연식품 중에 존재하는 비타민K는 흡수될 때에 담즙을 필요로 하며 지방의
흡수를 방해하는 요인에 의하여 흡수율이 떨어지게 됩니다. 그러나 메나디온과 다른 합성 비타민 K의 염
형태들은 수용성이기 때문에 담즙의 도움 없이 쉽게 흡수되어 직접 혈액으로 들어갑니다. 결국 간으로 운반
된 비타민K는 여기서 β지단백과 결합되어 혈액으로 들어가서 운반됩니다. 간의 비타민K 함량은 다른 기관에
비하여 높습니다. 그러나 섭취했을 때 결핍 증세가 빨리 나타납니다. 소량의 비타민 K는 피부, 근육, 신장과
심장 등에서 발견되며 비타민K의 대사산물은 담즙과 소변을 통해 배설됩니다.

② 기능

비타민 K에 관하여서는 해결되지 않은 의문점이 많은데 그러나 한가지 확실하게 알려져 있는 사실은 비타민
K가 혈액의 응고를 위하여 필수적인 물질이라는 것입니다. 비타민K는 혈장에 들어 있으면서 혈액 응고에
관여하는 여러 요인들 중에서 프로트롬빈외의 다른 네가지 단백질이 합성될 때 필요합니다. 이 특별한 단백
질들은 간에서 불활성 전구체로부터 활성이 있는 혈액 응고 요인으로 전환되는데, 이 전환과정 증에 이들
단백질의 구성성분으로 들어 있는 글루탐산이 카르복실화되어 γ카르복시글루탐산으로 변화하며, 이 반응은
비타민K를 필요로 한다는 것입니다. 혈액 응고과정은 조직의 상처 혹은 혈소판의 변화로 시작해서 피브린의
형성으로 끝나는 복잡한 일련의 반응입니다. 혈액의 응고는 단계적으로 진행되기 때문에 여러 관련 요인들
중에 하나라도 없으면 전체 과정은 진행될 수 없게 됩니다. 이들 네 가지 단백질의 합성이 계속하여 이루
어져 혈장의 농도가 알맞게 유지되려면 매일의 비타민K의 공급이 적절해야 합니다. 비타민K의 공급이 충분
하지 않으면 하루 이내에 혈장의 프로트롬빈 수준은 저하하게 되며, 이때에 혈액 응고과정이 방해를 받아
혈액 응고가 지연됩니다.

③ 결핍증

신생아 출혈 : 뇌출혈, 출혈 성향 증가

④ 중독증

메나디온(menadione)은 비타민K 활성을 가진 합성물질로서 유아에게서 용혈성 빈혈과 황달을 초래함


◆ 비타민E

자연식품에 들어 있으면서 비타민 E활성을 나타내는 것으로 알려진 물질은 8가지가 있으며, 이들을 모두
묶어서 비타민E라고 부릅니다. 즉 여기에는 α토코페롤, β토코페롤, γ토코페롤, δ토코페롤 등 네 가지의
토코페롤과 α토코트리에놀, β토코트리에놀, γ토코트리에놀, δ토코트리에놀 등의 네 가지의 토코트리에놀
이 포함됩니다. 이 8가지의 물질들은 생체활성이 서로 다른데, 이들 중에서 자연계에 가장 많이 분포되어
있으면서 동시에 생체 활성이 가장 큰 물질은 α토코페롤입니다. 비타민E는 화학구조상 매우 빠른 산화를
겪게 되어 있습니다. 그러므로 몇 개의 산화될 수 있는 물질이 함께 존재할 때 빠른 산화반응에 의하여 비타
민E가 다른 물질보다 먼저 산화됨으로써 다른 물질이 산화되는 것을 막는 역할을 합니다.

① 흡수와 대사

비타민 E의 흡수 과정은 다른 지용성 비타민과 매우 비슷합니다. 이것은 소장에서 흡수될 때 담즙을 필요로
하며 림프계를 통하여 혈관계로 들어가게 됩니다. 이때에 섭취량의 50~85%가량이 흡수되지만 지방의 흡수
를 방해하는 요인에 의하여, 또는 섭취량이 증가함에 따라 흡수율은 저하됩니다. 비타민E는 혈액에서 지
단백에 의하여 운반되는데 혈액에 들어있는 비타민E의 형태는 주로 α토코페롤로서 전체 혈액 토코페롤중
의 약 83%를 차지합니다. 그 다음 많이 들어있는 형태는 γ토코페롤입니다. 비타민E는 몸속에 많이 저장되지
않습니다. 주로 지방조직에 저장되지만 약간은 간과 근육조직에도 들어 있으며, 기타 대부분의 기관에서도
발견됩니다. 저장되었던 비타민E는 저장 지방이 가동될 때마다 혈액 속으로 방출되어 들어오게 되며 주요
배설 경로는 대변을 통한 것이며 약간은 소변을 통해서도 배설됩니다.

② 기능

비타민 E가 수많은 대사과정 중에 중요한 역할을 하는 것은 확실하나 인체에서 어떠한 생리기능을 나타내는
지에 관하여는 정확하게 밝혀져 있지 않습니다. 인체에서 행하는 생리기능 중에 가장 잘 알려져 있는 것은
항산화제(antioxidant)로서의 기능입니다. 항산화제 이론에 의하면 비타민E는 세포막과 기타 다른 세포
안의 작은 구조물, 즉 미토콘드리아, 마이크로솜, 리소솜 등을 둘러싸고 있는 막에 모여 있으면서 막의 주요
구성물질은 인지질이나 콜레스테롤과 접촉하게 된다고 합니다. 이 두 물질들은 모두 고도 불포화지방산들을
함유하고 있는데 비타민 E는 이 산화되기 쉬운 고도 불포화지방산이 자유기(free radical)에 의하여 산화
파괴되는 것을 막는 역할을 합니다. 식품 속에 들어 있는 성분 중에서 산화되기 쉬운 것들은 비타민E에
의하여 보존됩니다. 실제로 식품을 가공할 때에 지방성 식품에 대하여는 비타민E가 첨가되고 있는데, 이것
은 식품 성분 중에서 비타민A, 비타민C, 고도 불포화지방산들이 산화 변질되는것을 막는 기능을 합니다.

③ 결핍증

적혈구의 용혈

④ 중독증

두통, 구역질, 피로, 현기증, 흐릿한 시력, 상피조직의 변화, 비타민 K결핍 환자에게서 출혈의 위험을 높임.

수용성비타민
◆ 비타민 C(ascorbic acid)

비타민C는 괴혈병을 방지하는 물질로 많은 조직에 풍부하게 존재하는
단백질인 콜라겐의 형성에 필수적인 요소입니다. 비타민C가 부족되면
정상적인 콜라겐을 유지할 수 없게 되므로 이로 인한 신체적 변화가
생기게 됩니다. 오늘날 괴혈병은 거의 볼 수 없으나 이따금 편식을 한
결고, 영아, 어린이, 노인에게서 일어나기도 합니다. 비타민C는 수용성
이며 쉽게 산화되므로 식품의 판매, 가공, 저장중에 손실되기 쉽습니다.
토마토, 감귤류, 쥬스와 기타 산성과일을 제외한 식품은 저장, 조리,
통조림 제조과정중에 비타민C가 어느 정도 손실 됩니다. 장기간 찬
곳에 저장한거나, 장시간 조리하거나 ,산소 존재하에서 고온에 식품을
방치하면 손실은 더욱 커집니다. 또한 조리수를 버리면 물에 녹아 있는
비타민C의 손실을 가져오는 결과가 많습니다.

비타민C를 보존하려면 가능한 한 식품을 공기와 접촉하지 않은 상태로 찬 곳에 저장하며 단 시간에 조리하
고, 식품을 잘게 썰지 않는 것이 좋습니다.

① 기능

- 항산화작용
아스코르브산은 쉽게 산화되는 성질이 있기 때문에 항산화제로서 작용할 수 있으며, 실제로 식품 가공시에
산패를 막기 위한 목적으로 이용되고 있습니다. 신체 내에서도 비타민C는 리놀레산을 비롯한 고도 불포화
지방산, 비타민E, 비타민A등이 산화되는것을 막는 것으로 생각되어 집니다.

- 콜라겐의 합성
비타민C는 콜라겐의 합성에 필수적으로 요구됩니다. 콜라겐은 조직세포를 서로 결합시키는 '시멘트'처럼
작용하는 단백질로서 뼈, 연골, 치아, 결체조직, 피부 등에 많이 함유되어 있습니다. 이 단백질은 신체 단백질
중에서 히드록시프롤린(hydroxyproline)과 히드록시리진(hydroxylisine)등 두 종류의 아미노산을 많이 함유
하고 있습니다. 콜라겐 단백질의 합성과정은 다른 단백질과 마찬가지로 특별한 순서에 따라 여러 아미노산
들이 서로 결합됨으로써 이루어 집니다. 일단 세포의 폴리솜상에서 형성된 폴리펩티드는 구성성분으로서
프롤린과 리신을 함유하고 있는데, 이것이 세포질로 방출되어 나온후 하이드록시화 반응에 의해서 프롤린이
히드록시프롤린으로 전환됩니다. 하이드록시화 반응은 하이드록시라제에 의해서 촉매되며, 이 효소는 보조
인자로서 비타민C와 ferrous iron을 필요로 합니다. 하이드록시화 효소의 활성을 위하여는 효소 표면의 특별
환 부위에 ferrous iron이 결합되어 있어야 하고, 비타민C는 ferrous iron을 환원형 그대로 유지시킴으로써
활성효소를 지속시키는 것으로 생각되어 집니다.

- 아미노산 대사
비타민C는 체내에서 콜라겐 합성을 위한 하이드록시화 반응 이외에 다른 중요한 반응에도 참여합니다.
특히 뇌중추 신경계에서 아미노산 티로신(tyrosine)으로부터 형성된 도파민이 하이드록시화 반응을 거쳐
노에피네프린으로 될 때 비타민C가 요구되며, 이 외에도 비타민C는 카르니틴(carnitine)이 생합성 되는
데에도 요구됩니다. 이것은 심장, 골격근육, 간 또는 다른 조직의 구성성분으로서 지방산이 세포질로부터
미토콘드리아 내로 운반되도록 돕는 역할을 하는 물질입니다. 아미노산 대사 이외에도 비타민C는 여러 하이
드록시화 효소와 함께 스테로이드 약품, 또는 지방 대사의 초기 단계에서 중요한 생화학적 기능을 행합니다.

(기타기능으로 비타민C는 무기 철분의 흡수를 높이고 폴라신의 활성 형태인 테트라히드로폴라신(THFA)을
유지시킴으로써 간접적으로 적혈구의 형성에 관계합니다.)

② 결핍증

괴혈병 : 잇몸이 붓고, 쉽게 출혈, 치아가 느슨해짐, 손발의 민감, 근육 쇠약, 식욕감퇴, 손톱 밑 출혈,
피하 출혈, 소변의 혈흔, 상처치료 지연, 늑연골 접합부위 확대, 빈혈, 숨참

③ 중독증

구역질, 설사, 철분의 과다한 흡수(특히 남자의 경우), 임신기간중 과잉 섭취한 여자에게서 출생한 유아의
경우에 괴혈증


◆ 비타민B1

비타민 B1은 티아민(thiamine)이라고 하며 항각기성 또는 항신경염성 성분으로 분리됩니다. 향기와 감칠맛
나는 무색의 결정으로 물 또는 묽은 알코올에 잘 용해되나, 에테르, 클로로포름, 벤졸등에는 용해하지 않습
니다. 수용액은 열에 불안정하며, 건조시에는 비교적 안정하고 pH 3~4의 미산성에서는 안정하나 알칼리성
과 자외선으로 효력을 상실합니다. 알콜의 존재는 티아민의 흡수율을 떨어뜨리고 이 영향은 매우 커서 하루
20mg의 티아민을 공급했을 때 알콜 중독 환자들의 티아민 흡수율은 건강한 사람들의 1/3에 불과하다고
합니다.
티아민은 탄수화물, 지방, 단백질 등 3대 열량소로부터 에너지를 생산하는 과정중에 중요한 역할을 하며
또한 케톨 전이효소(transketolase)의 조효소가 됩니다. 이외에도 티아민은 말초신경의 정상적 기능에 필요
한 물질입니다.

- 결핍증 : 정신장애, 심장장애, 순환계장애 등의 증세


◆ 비타민 B2

rivoflavin이라고 하며 황녹색의 형광을 내는 비타민으로서 우유, 달걀 흰자에 들어 있는 것으로, 성장 촉진성
비타민(growth promoting vitamin)이라고도 하며 성장과 관계있는 비타민 입니다. 순수한 리보플라빈은
광선이나 자외선에 의해 파괴되므로 이 비타민을 강화한 식품은 이 점에 주의하여야 합니다.

리보플라빈은 동식물계에 널리 분포되어 있으며, 특히 식물에는 엽록 채소, 곡류의 씨눈, 효모 등에 많고,
동물에는 간, 우유, 달걀흰자, 고기 등에 많습니다.


◆ 비타민 B6

비타민 B6의 효력을 나타내는 모든 물질을 총칭하는 이름으로서 피리독신(pyridoxine) ·피리독살(pyridoxal)
피리독사민(pyridoxamine)이 여기에 속합니다.
쥐의 피부염을 예방하는 성분으로서 쥐에 이 비타민이 부족되면 성장이 중지되고 피부염을 일으키며 간장이
비대해지는 현상이 나타납니다. 또 이 비타민은 지방 대사에도 관계하여 결핍된 동물은 지방의 합성이 잘
되지 않으나, 사람은 장내 세균에 의하여 합성되므로 이의 결핍증은 일어나지 않으나 알코올 중독 ·경구피임
약이나 결핵치료제인 INH의 복용으로 인한 체내 비타민 B6 효과 감소로 결핍증이 생기는 경우도 있습니다.

함유식품-쌀겨, 간, 표모, 달걀 노른자, 곡류, 감자, 당밀 등


◆ 엽산

엽산은 사람을 위시한 모든 척추동물이 정상적으로 성장하거나 번식하고 혈구의 생성과 세포대사의 정상적
인 진행을 위하여 식사를 통해 반드시 섭취해야 하는 물질을 말합니다. 이 엽산은 제일 먼저 시금치로부터
분리되었고 녹색잎을 가진 식물에 널리 분포되어 있었으므로 잎을 뜻하는 라틴어에서 그 이름이 유래되었
다고 합니다. 알콜의 섭취 및 여러 종류의 약제 복용도 엽산의 체내 이용률을 떨어뜨리는 것으로 보이며 특히
아스피린, 경구피임제, 항경련제 등의 과다 복용은 엽산의 체내 대사에 불리한 영향을 미칠 수 있습니다.

동식물과 미생물에 널리 분포하고, 특히 간, 효모, 푸른색 채소, 밀의 씨눈, 굴에 많이 들어 있습니다
◆ 비타민 B12

이 비타민 분자중에 코발트(Co)를 함유하고 있어서 cyanocobalamin이라고도 부르며 젖산균의 발육을 촉진
하는 효과도 있으므로 LLD인자라고도 합니다. 사용되고 남은 것은 주로 간에 저장되고 따라서 식사를 통해
부족하게 섭취하여도 결핍증은 쉽게 나타나지 않습니다. 오히려 비타민B12결핍증인 악성 빈혈은 유전적인
결함으로 내재성 인자가 체내에서 합성되지 못하여 초래되는 경우가 많습니다. 그러나 수년에 걸쳐서 채식
을 하는 사람들에게서는 악성 빈혈이 생길 수 있습니다. 적혈구를 형성하는데 필요한 조효소로 작용합니다.

비타민 B12 식품중에 널리 분포되어 있고, 장내에서는 균에 의하여 합성되며, 또 어린이는 우유 또는 모유
로써 이 비타민의 필요량이 충분히 공급된다고 합니다.

◆ niacin

니아신은 비타민B2 복합체에서 분리된 것으로 항펠라그라성 인자 또는 항 흑설병 인자라고도 합니다. 펠라
그라에 걸리면 주로 어린이는 발, 성인은 목, 손, 얼굴, 무릎 등에 피부염이 생기며 구강의 동통, 혀의 적색화,
소화불량, 설사등을 일으키고 신경 계통에 이상을 가져 옵니다. 이러한 병은 옥수수를 주식으로 하는 지방에
서 많이 일어나는데 옥수수는 니아신의 함량이 적을 뿐만 아니라 옥수수에 들어 있는 단백질인 zein은
tryptophan의 함량이 적기 때문입니다. 트립토판은 체내에서 니아신으로 변하기 때문에 대신 펠라그라를
치료하는 효력이 있습니다. 이 비타민은 자연 식품에 널리 분포되어 있고 특히 간, 효모, 육류, 우유 및 달걀
흰자에 많습니다.

◆ 판토텐산

판토텐산은 동, 식물성 식품을 가릴 것 없이 자연 식품 가운데 널리 분포되어 있기 때문에 붙여진 이름으로
살아 있는 모든 조직 속에 존재하며 간, 콩팥, 부신, 뇌, 심장 등에 비교적 많은 양이 들어 있으나 체내 저장
량은 얼마 되지 않습니다. 이 비타민의 배설은 소변을 통해서 일어납니다.