칼륨(Potassium)
칼륨과 나트륨, 염화물은 전해질들이다.
즉, 물에 용해되었을 때 전류를 생산해내는 무기염(mineral salts) 인 것이다.
이들은 서로 너무나 복잡하게 얽혀 있기 때문에, 영양학서들은 대개 이들을 함께 다룬다.
필자도 여기에서 그런 식으로 다루어 놓았다.
그런, 필자의 주요 초점을 칼륨에 맞추었다.
이들 영양소들이 그렇게 서로 복잡하게 연결되어 있는 이유는 전해질들이 항상 한 쌍으로 존재하기 때문이다.
일례로, 나트륨이나 칼륨 같은 양전기의 분자는 염화물 같은 음전기 분자를 동반한다.
영양공급원
식품의 총 칼륨 함유량은 중요하다.
그러나, 나트륨과 칼륨을 균형있게 섭취하는 것도 중요하다.
나트륨의 지나친 식이 섭취는 이 균형을 깨뜨릴 수 있다.
수많은 연구들의 결과, 저칼륨, 고나트륨 식이가 암과 심장 혈관계 질환(심장질환, 고혈압, 뇌졸중 등등)의 발병에 주요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다.반대로, 고칼륨, 저나트륨 식이는 이러한 질병들을 예방해 준다.
고혈압의 경우에는, 이런 고칼륨 저나트륨 식이로 치료 효과까지 거둘 수 있다.
식이 칼륨 섭취량의 감소와 함께, 식이 염화나트륨(식용 소금)의 과도한 섭취는 고혈압의 보편적인 원인이다.
수많은 연구들의 결과, 거의 모든 사람들의 경우 나트륨 제한만으로는 고혈압을 호전시킬 수 없다는 것이 밝혀졌다.
즉, 많은 양의 칼륨 섭취를 동반해야 한다는 것이다.
우리 사회에서, 나트륨 흡수량의 5%만을 자연 식품 재료로 섭취한다.
조리 식품은 나트륨 흡수량의 45%를, 요리는 45%를 제공한다.
그리고, 양념이 나머지 5%를 제공한다.
거의 모든 경우, 인체가 필요로 하는 것은 식품을 통해 공급되는 염화물이다.
거의 모든 미국인들에게서는 칼륨 대 나트륨의 비율(K:NA)이 1:2 이하로 나타난다
이는 거의 모든 사람들이 나트륨을 칼륨의 두 배나 많이 섭취한다는 의미이다.
연구자들은 건강을 유지하려면 칼륨 대 나트륨의 식이 섭취 비율이 5:1이상이어야 한다고 권장하고 있다.
이는 평균 흡수량보다 10배나 높은 양이다.
그러나, 이 권장량도 최적의 양이 아닐 수 있다.
과일과 채소를 많이 먹는 자연식을 하면, K:Na 비율을 100:1 이상으로 만들 수 잇다.
대부분의 과일과 채소들 속에는 K:Na 비율이 최소한 50:1로 함유되어 있기 때문이다.
표 20-1 은 몇몇 식품들의 나트륨과 칼륨 함유량을 보여주고 있다.
아래는 칼륨 대 나트륨 비율이 높은 몇가지 흔한 과일과 채소들의 평균 K:Na 비율이다.
사과, 90:1
바나나, 440:1
당근, 75:1
오렌지, 260:1
감자, 110:1
표 20-1 각 식품들의 칼륨/나트륨 함유량(단위:밀리그램)
식품 칼륨 나트륨
신선한 채소들
아스파라거스 1/2컵 165 1
아보카도 1/2 680 5
날당근 1 225 38
옥수수 1/2컵 136 미량
조리한 리마콩 1/2컵 581 1
감자 중간크기 1 782 6
조리한 시금치 1/2컵 292 45
날토마토중간크기 1 444 5
신선한 과일들
사과중간크기 1 182 2
말린살구 1/4컵 318 9
바나나중간크기 1 440 1
멜론 1/4컵 341 17
오렌지우간크기 1 263 1
복숭아중간크기 1 308 2
자두 5 150 1
딸기 1/2컵 122 미량
가공하지 않은 육류
닭, 육류 3온스 350 54
양고기 다리 3온스 224 49
돼지고기 3온스 219 48
생선
대구 3온스 345 93
가자미 3온스 498 201
해덕 3온스 297 150
연어 3온스 378 99
다랑어, 고형량 3온스 22 58
결핍 징후와 증상
칼륨 결핍은 근육 약화와 피로, 정신 착란, 신경의 이상감은, 섬약증, 심장 장애, 신경 전도와 근육 수축의 문제로 나타난다.
과일과 채소를 적게 먹고 나트륨이 많이 들어 있는 식품을 섭취하는 것은 식이 칼륨 결핍의 대표적인 원인이다.
이 식이 칼륨 결핍은 노인들에게서 흔히 나타난다.
그러나, 식이 칼륨 결핍은 과도한 유체 손실이나(땀, 설사나 소변)이뇨제와 완화제, 아스피린을 포함한 다른 약품들의 사용으로 인한 결핍보다는 덜 흔한 편이다.
땀을 통해 손실되는 칼륨의 양은 상당하다.
특히, 더운 환경 속에서 오랫동안 운동을 하는 경우에 그렇다.
운동 선수들이나 규칙적으로 운동을 하는 사람들에게는 칼륨이 더 많이 필요하다.
하루에 땀을 통해 칼륨이 3그램까지 손실되기 때문에, 이러한 사람들은 매일 최소한 4그램의 칼륨을 흡수해야 한다.
건강에 도움이 되는 효과
칼륨은 아주 중요한 전해질로서 다음의 것들을 유지시켜 주는 기능을 한다.
수분의 균형과 배분
산(acid)을 기초한 균형
근육과 신경 세포 기능
심장 기능
신장과 부신 기능
인체에 있는 칼륨의 95%는 세포 안에 있다.
반면에, 인체 나트륨의 대부분은 세포밖 혈액을 포함한 다른 유체들 속에 있다.
왜 그럴까? 세포들은 실제로 '나트륨 칼륨 펌프'를 통해 나트륨은 밖으로 퍼내는 반면 칼륨은 세포 안으로 끌어 들인다.
이 펌프는 인체의 모든 세포 내에 있으며, 이 펌프의 가장 중요한 기능 중의 세포의 팽윤을 예방하는 것이다.
펌프가 나트륨을 밖으로 퍼내지 못하면, 수분이 세포 내에 축적되어서, 세포가 부풀어올라 결국에는 터지게 된다.
나트륨 칼륨 펌프는 또한 세포 내 전류 충전을 유지시키는 기능을 한다.
이는 근육과 신경 세포에 특히 중요하다.
신경이 전달되고 근육이 수축되는 동안, 칼륨은 세포를 빠져나가고, 나트륨은 세포 안으로 들어온다.
이로 인해 정류 충전이 바뀌고, 이 변화는 신경 충동이나 근육 수축을 야기시킨다.
따라서, 칼륨 결핍으로 근육과 신경이 가장 먼저 영향을 받는다는 사실은 놀라운 일이 아니다.
나트륨과 염화물도 중요하지만, 가장 중요한 식이 전해질은 칼륨이다.
전해질로서 기능할 뿐만아니라, 칼륨은 혈당을 근육과 간 내의 혈당 저장 형태인 글리코겐으로 전환시키는데 필수적이다.
따라서, 칼륨이 부족하면, 저장된 글리코겐의 수치도 낮아진다.
운동을 할 때 근육은 에너지를 위해 글리코겐을 이용하기 때문에, 칼륨 결핍은 대단한 피로와 섬약증을 유발시킨다.
이 둘은 칼륨 결핍시 가장 먼저 나타나는 징후들이다.
이용 가능한 형태
건강 식품점에서 구입할 수 있는 칼륨 보완제들은 칼륨염이나 다양한 무기질 킬레이트화합물과(아스팔테이트, 구연산염, 중탄산염) 칼륨이 결합된 것 또는 식품을 기초로 한 칼륨 공급원이다.
FDA는 많은 양의 칼륨염 복용과 관련한 문제들 때문에, 비식품 기초 형태의 칼륨 이용량을 1회분 복용량 당 99밀리그램으로 제한하고 있다.
그러나, 체물로 불리는 노솔트와 누솔트같은 인기있는 것들은 사실은 염화칼륨이며, 1/6 티스푼당 530밀리그램의 칼륨을 제공한다.
이 염화 칼륨은 다양한 조미료와 조제약(정제, 물약, 가루약, 발포성 정제) 속에도 들어 있다.
의사들은 보통 하루 당 1.5~3.0그램의 칼륨염을 처방해 준다.
그러나, 칼륨염을 알약 형태로 많은 양을 복용하면, 욕지기와 구토,설사,궤양이 생길 수 있다.
그러나, 칼륨 수치를 식이 조절로만 증가시키면, 이러한 영향은 나타나지 않는다.
따라서, 인체의 높은 칼륨 요구량을 충족시켜 주기 위해서는 식품이나 식품에서 추출한 칼륨 보완제를 이용하는 것이 가장 좋은 방법이다.
주요 효용
칼슘 보완은 칼륨 결핍과 고혈압에 주로 이용된다.
칼륨결핍
칼륨결핍은 소변과 땀 또는 위장관을(구토나 설사) 통한 칼륨 배출율이 칼륨 흡수율을 초과할 때 발생한다.
심각한 칼륨 결핍은 대개 어떤 이뇨제의 사용으로 인해 발생하기도 하지만, 심한 설사나 구토의 결과로 발생하기도 한다.
심한 칼륨 결핍은 아주 심각한 결과를 초래할 수 있으므로, 칼륨 결핍으로 고통받고 있는 것 같은 낌새가 보이면 의사를 찾아야 한다.
인체에 있는 칼륨의 대부분은 세포 안에 저장되어 있다.
그러므로, 극단적인 칼륨 결핍의 경우에만, 혈청(혈구를 함유하고 있지 않은 혈액의 부분) 내 유리 칼륨 수치가 낮게 나타난다.
인체의 칼륨 저장량을 측정하는 가장 좋은 검사는 적혈구 내 칼륨 수치를 재는 것이다.
고혈압
저칼륨 고나트륨 식이는 고혈압과 관련이 있다.
많은 연구들의 결과, 식이 칼륨 흡수량을 증가시키면, 혈압을 저하시킬 수 있다는 것이 증명되었다.
뿐만 아니라, 다른 연구들도 칼륨 보완만으로도 고혈압 환자들의 혈압을 상당히 감소시킬 수 있다는 것을 보여주고 있다.
대개, 이러한 연구들에서는 매일 2.5~5.0그램의 칼륨을 사용했는데, 수축기와 이완기의 혈압이 크게 떨어진 것이다.
어떤 연구에서는 37명의 가벼운 고혈압 환자들이 교차 연구에 참여했다.
환자들에게 8주 동안 하루 2.5그램의 칼륨, 2.5그램의 칼륨과 480밀리그램의 마그네슘 또는 플라시보를 주었다.
이 환자들은 8주가 지난 뒤 또 다시 8주 동안 서로 다른 치료를 받았다.
이 연구의 결과를 분석한 결과, 칼륨 보완으로 수축기의 혈압은 평균 12밀리미터, 이완기의 혈압은 평균 16밀리미터 떨어졌다.
흥미롭게도, 부가의 마그네슘으로는 혈압이 더 이상 저하되지 않았다.
칼륨 보완은 65세 이상의 고혈압 환자들을 치료하는데 특히 도움이 될 수 있다.
대개 노인들은 혈압 저하제에 잘 반응하지 않는다. 따라서, 칼륨 보완 사용이 더 큰 가능성으로 다가오는 것이다.
어떤 더블 블라인드 연구에서는, 치료를 받지 않는 18명의 노인 환자들에게(평균 연령 75세) 4주 동안 매일 염화 칼륨이나(2.5그램의 칼륨을 공급해 주는)플라시보를 주었다.
이들 모두 수축기의 혈압이 160밀리미터 이상이거나, 이완기의 혈압이 95밀리미터 이상인 환자들이거나 둘 다 그 이상의 혈압을 보이는 환자들이었다.
비교적 짧은 치료기간이 끝난후, 칼륨 집단의 혈압은 수축기에는 12 이완기에는 7밀리미터의 감소를 보였다.
이 결과들은 유럽의 노인성 고혈압 연구 단체에서는 실시한 약물 치료요법으로 인한 혈압 감소와 비견되는 것이었다.
복용량 범위
일일 권장량 지정 위원회에서 정한 안전하고 충분한 일일 칼륨 흡수량은 1.9~5.6그램이다.
음식 섭취만으로 칼륨 필요량을 충당할 수 없을 때에는, 건강을 유지하기 위해서 필수적으로 칼륨을 보완해야 한다.
노인들과 운동 선수들, 고혈압 환자들의 경우에는 특히 그렇다.
안정성 문제
대부분의 사람들은 칼륨, 과다를 조절할 수 있는 능력이 있다.
그러나, 신장 질환을 앓고 있는 사람들은 예외이다.
이들은 정상적인 방식으로 칼륨을 조절할 수 없기 때문에, 심장 질환과 칼륨 중독으로 인한 다른 질환들을 겪게 될 수도 있다.
신장 질환이 있는 사람들은 칼륨 흡수량을 제한하고, 음식 섭취에 대한 담당 의사의 권고를 따라야 한다.
상호작용
칼륨은 많은 인체 조직들 속에서 마그네슘과 상호작용 한다.
디기탈리스나 칼슘 절약형 이뇨제, 안지오텐신(angiotensin) 변환 효소 저해형의 혈압 저하제를 포함한 많은 조제약을 사용할 때에는, 의사의 처방이 없을 경우, 칼륨 보완을 하지 말아야 한다.