[스포츠영양코치][문제]제7주제 무기질

 

건강스포츠영양학

요약

주요무기질	주요급원식품	체내주요기능	결핍증	독성증상
칼슘	우유, 치즈, 요거트와 아이스크림을 포함한 모든 유제품, 달걀노른자, 통조림 생선, 콩(두부) 식품, 칼슘 강화 식품, 브로콜리	골격 형성, 효소 활성화 신경 자극 전달, 근수축 세포막 전위, 세포대사, 골격건강, 성장과발달,	골다공증, 구루병, 근수축손상, 근경련	변비, 미량무기물 흡수방해, 신장결석, 연조직의 석회화
염소	염분이 있는 과자를 포함한 가공식품, 식용소금, 해초, 올리브	체액균형, 산-염기균형유지, 위산HCL생성, 신경자극전달, 세포의이온균형, 신경자극	경련(유아)	고혈압
마그네슘	녹색채소(시금치), 콩류, 유제품, 견과류, 통곡물 식품, 밀기울	단백질 합성, 금속효소 2,3-DGP형성, 포도당대사, 평활근 수축, 골격구성요소, 세포대사, 골격건강, 항산화제방어	드물다, 근육약화, 무감각증, 근연축, 근경련, 심부정맥	구역질, 구토, 설사
인	우유, 치즈, 요구르트와 아이스크림을 포함한 유제품, 후무스, 고기, 청량음료, 생선, 달걀, 참깨, 통곡물제품	골격형성, 산-염기균형, 세포막의구조, 비타민B활성화유기화합물성분, 세포대사, 골격건강, 성장과발달	드물다, 칼슘 결핍과 유사한 결핍증상, 근육약화	드물다, 칼슘대사장애, 골광화저하, 인산염으로 인한 GI 장애
칼륨	과일과채소(감자, 토마토), 유제품, 콩류, 고기, 통곡물, 미역	체액균형, 산-염기균형유지, 신경자극전달, 신경자극, 세포의이온균형	근경련, 불규칙한 심박수
나트륨	식용소금, 프레첼, 칩 및 기타과자류와 같은 가공식품, 런천미트, 소스, 조미료	체액균형, 산-염기균형유지 신경자극전달, 근수축물질을 세포로 운반, 세포의이온균형, 신경자극	근경련	염분에 민감한 사람에게는 고혈압, 소변을 통한 칼슘 손실 증가
황	생선, 가금류, 육류, 계란, 유제품 및 치즈를 포함한 단백질이 풍부한 식품, 콩류, 견과류, 양배추, 마늘, 양파, 브로콜리	특정 아미노산(시스테인 및 메티오닌) 및 비타민(비오틴 및 티아민)을 포함한 유기화합물의 일부,
크롬	통곡물식품, 내장육, 달걀노른자, 돼지고기, 굴, 견과류, 브로콜리를 포함한 과일과 채소	포도당 내성 인자의 일부로서 인슐린 기능 향상	포도당 불내성, 지질 대사장애
구리	간을 포함한 내장육, 고기, 생선, 가금류, 조개,, 콩류, 통곡물 식품, 코코아	인체에서 철분과 헤모글로빈의 적절한 사용, 결합조직 형성에 관여하는 금소효소, 항산화효소의일부, 혈액형성과응고, 항산화제방어	빈혈, 면역기능장애, 성장방해	구역질, 구토, 간손상, 비정상적인 신경계 기능
불소	불소화된 물, 차, 커피, 해초류	골격 형성 강화, 충치와 치아로부터 치아 법랑질을 보호, 골격건강	치아 침식, 치아 우식, 충지	반상치(치아 법랑질 모양의 비정상적 변화), 골격불소증-관절경직, 골격 통증
요오드	요오드 첨가 식염, 바닷물고기 해초류	갑상선호르몬의 성분-세포 대사속도 조절	갑산선종, 갑상선기능저하증, 피로, 집중력저하, 대사율감소, 크레틴병(유아)	갑상선기능저하
철분	고기, 생선, 가금류, 조개류, 특히 굴, 통곡물식품, 농축곡물식품, 강화된시리얼, 녹색잎채소, 콩과식물	헤모글로빈 및 미오글로빈 형성, 전자 수송, 산화과정에 필수적, 면역체계기능, 매우 중요한 복합물로서 근세포로 산소를 운반하는 헤모글로빈을 돕는 것 외에도 미오글로빈의 성분이자 전자전달계의 시토크롬의 구성요인으로 작용한다. 이러한 요인들은 세포 내에서 적절한 산소의 이용을 가능하게 한다, 혈액형성과응고	온도조절능력저하, 감염에 대한 내성 저하, 빈혈증	혈색소 침착증, 간손상, 사망
망간	녹색잎채소, 통곡물식품, 견과류, 차	탄수화물대사, 골격 및 연골 형성, 항산화 활성에 관여하는 효소를 포함한 여러 효소의 보조인자		비정상적인 신경계 기능
몰리브덴	콩류, 통곡물 식품, 견과류, 녹색잎 채소	아황산염 산화효소를 포함한 네가지 효소에 대한 보조인자		식이 공급원에서는 거의 발생하지 않음
셀레늄	브라질너트, 굴, 생선, 가금류, 달걀, 통곡물식품	항산화 효소인 글루타티온 과산화 효소의 보조인자	심근 손상, 근육통과 근약화	구역질, 구토, 복통, 탈모, 쇠약, 간손상
아연	굴, 해산물, 고기, 콩류, 통곡물식품, 요거트를 포함한 유제품	에너지대사, 단백질합성, 면역기능등에 관여하는 많은 효소의 보조인자, 성장과발달, 항산화제방어	면역기능저하, 상처치유방해, 식욕부진, 성장저하, 피부발진, 탈모	구역질, 구토, 면역기능저하, 비정상적인혈중지질수치, 구리흡수장애

1. 주요 무기질, 미량무기질 및 필수무기질을 비교하고 각 범주에 적합한 무기질을 확인한다

무기질

  무기질은 자연에서 발견되는 무기 원소이다. 무기질은 흙 속에서 발견되며 흙에서 자라는 식물에 흡수된다. 대부분의 동물은 섭취하는 식물로부터 무기질 영양소를 얻는 반면에, 인간은 동식물을 섭취함으로써 무기질을 얻을 수 있다. 또한 수분 보충은 불소를 포함한 여러 무기질의 좋은 공급원이 될 수 있다. 그릐고 무기질은 땀이나 소변 또는 대변으로 배출되기 때문에 매일 보충해야 한다. 많은 무기질은 골격, 치아, 근육, 다른 기관의 체조직을 구성하는 요소이다. 특히 칼슘과 인은 골격 건강에 매우 중요하다. 철분은 유산소 지구력운동 수행시 최적의 산소 운반에 필요한 헤모글로빈의 중요한 구성성분이다. 수많은 무기질은 대사과정을 조절하는데 관여한다. 많은 무기질은 ATP생산을 위해 미토콘드리아 내의 시토크롬 효소 등의 금속효소로 알려진 효소들의 구성성분이다. 아연과 구리 등의 다른 무기질은 7장에서 언급한 자연 항산화제 효소의 일부분이다. 또 다른 무기질은 전하를 운반하는 전해질이나 이온 형태로 존재한다. 이들 중 일부는 효소와 호르몬을 활성화시켜주는 중요한 구성성분이다. 운동수행력과 관련하여 무기질은 근수축, 정상 심장박동수, 신경자극전도, 산소운반, 산화적인산화, 효소활성, 면역기능항산화제활성화, 골격건강, 혈액의 산-염기균형, 체수분 공급 유지 등에 관여한다. 무기질은 에너지 생성 면에서 비타민과 비교할 만 한다. 비록 무기질이 대사 기능을 통해 에너지 생산에 중요한 기능을 수행하지만, 직접적으로 에너지 제공하지 않는다. 불충분한 무기질 영양소는 빈혈, 고혈압, 비만, 당뇨, 암, 충치, 골다공증을 포함한 다양한 질병과 정상적인 생리적 기능의 손상을 초래한다. 그러나 과량의 무기질 섭취 또한 건강의 위험성을 상당히 증가시킨다. 따라서 필수 무기질의 적절한 식이섭취는 최적의 건강과 신체활동력에 필수적이다. 

2. 주요 무기질, 미량무기질의 종류, 각 무기질에 대한 RDA나 AI, 각무기질이 풍부한 식품을 설명한다

주요무기질에는 칼슘, 인, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 염소, 황이 있다. 

  마그네슘은 식품에 널리 분포되어 있으며 특히 콩류, 해산물, 녹색잎 채소, 과일, 채소, 검은콩 그리고 통곡물에 많이 포함되어 있다. 조리된 시금치 한 컵은 약160mg의 마그네슘을 제공하며 이는 무기질에 대한 성인 여성 RDA의 절반 정도이다. 일부 지역의 경수 1리터당 20mg 정도, 시판 생수는 1리터당 100mg이상의 마그네슘이 제공된다. 한편 대부분의 종합비타민과 복합무기질을 통해 얻을 수 있는 마그네슘의 유형은 산화 마그네슘으로써 소화기관에서 잘 흡수되지 않는다. 마그네슘은 골격에 50-60프로 정도 저장되어 있으며 이는 단기간 식이 결핍 시 저장된 마그네슘은 중요한 역할을 한다. 이러한 마그네슘은 골격 대사에 영향을 미치며 골연화증을 예방할 수 있다고 제시하였다. 단 1%만이 세포외액 속에 존재하고 나머지는 수많은 효소들의 구성성분으로 근육의 연조직에서 발견된다. 흥미롭게도 마그네슘은 300개가 넘은 대사 반응에 필수적이며 신경근, 심혈관계, 호르몬 기능을 포함하여 활동적인 사람들에게 중요하다고 설명하였다. 예를 들면 마그네슘은 해당과정, 시트르산 과정, ATP분해효소가 포함된 ATP생성과 사용된 대사과정에 관여한다. ATP는 근수축과 수많은 다른 대사과정의 주요 에너지원이다. 마그네슘은 최적의 산소 대사에 필요한 2,3-BPG와 같은 화합물이나 단백질 합성을 조절하는데 도움을 준다. 또한 마그네슘은 골격근과 평활근 양방의 수축과 같은 신체의 칼슘 작용을 차단하는데 도움을 준다. 

  많은 미국인들이 식이 권장량의 무기질을 섭취하지 않더라도 미국의 건강한 성인에게 있어서 마그네슘 결핍은 드물다. 왜냐하면 신체에 무기질이 부족할 때 위장관에서 흡수율이 증가하기 때문이다. 예를 들어 정상적인 흡수율은 40-60프로겠지만 마그네슘이 체내에 부족하게 되면 80프로까지 높아질 수 있다. 한편 조절되지 않은 당뇨병을 가진 사람, 이뇨제와 같은 특정 약물을 복용하는 사람, 알코올중독자들은 소변을 통한 무기질 배설이 증가하고 소화과정을 통한 흡수가 감소함에 따라 마그네슘 결핍의 위험 또한 높아지게 된다. 결핍의 증상으로는 근육약화, 근연축, 근경련, 무감각증, 그리고 경우에 따라서 심부정맥 등이 발생할 수 있다. 게다가 마그네슘의 만성적 결핍은 2형 당뇨병, 대사증후군, 고혈압, 심혈관질환, 고혈압, 편두통, 천식 및 결장암을 포함한 다양한 만성적 건강 상태와 관련이 있다. 운동이나 스포츠경기력과 관련된 마그네슘 결핍은 근육약화, 수전증이나 경련 같은 증상처럼 확실히 운동수행력을 감소시킨다. 추가로 유럽 스포츠과학회나 미국 스포츠의학회에서는 과도한 훈련은 운동수행력을 감소시키며 과훈련증후군의 예방, 진단, 치료에 관한 합동 합의문을 발표하였으며 미우센 등은 마그네슘을 포함한 영양소 결핍의 우려를 표명하였다. 운동선수들의 식이마그네슘 섭취는 매우 다양하다. 예를 들면 루카으키는 식이조사에서 대부분의 남성 운동선수들은 마그네슘 RDA를 충족시키거나 보다 초과 섭취한다고 보고하였다. 그러나 자자 등은 폴란드의 엘리트 남성 운동선수는 마그네슘의 섭취 수준이 낮기 때문에 보충제 사용을 권장한다고 보고하였다. 루카스키는 여성 운동선수의 경우 RDA의 약 60-65프로 정도 섭취하는 반면에 체중 조절 운동선수들은 30-35프로 정도만 섭취한다고 보고하였다. 이와 같은 마그네슘 섭취가 지속적으로 감소된 운동선수들은 마그네슘 결핍을 초래할 수 있다. 운동은 다양한 방식으로 마그네슘 대사에 영향을 준다. 가장 최근에 보고된 연구 중 하나는 디우스터에 의해 수행되었으며 그는 운동 후에 혈장 마그네슘 수준이 감소된다고 보고했으며 마그네슘은 에너지 대사를 위해 근 조직으로 혹은 지방분해를 위해 지방 조직으로 이동하게 되는 것과 같은 운동과 관련된 요구조건에 반응하여 조직으로 유입된다고 보고하였다. 또한 운동은 소변이나 땀으로 마그네슘 손실을 증가시킨다. 비록 1리터 당 4-15미리그램의 땀으로 손실되는 마그네슘 양은 체내 저장량과 섭취량을 비교하면 상대적으로 적은 양이지만, 니엘손과 루카스키는 격렬한 운동을 통해 소변과 땀으로 손실량이 증가되기 때문에 마그네슘 요구량의 10-20프로 정도 추가 섭취할 것을 제안하였다. 체내로부터 손실되는 15mg의 마그네슘을 보충하기 위해서 40프로의 습수율을 고려할 때 40미리그램의 추가섭취가 필요하다. 이는 남자RDA의 10프로에 해당된다. 이러한 연구결과를 기반으로 몇몇 보고서에서는 지속적으로 고강도 훈련을 수행하는 선수들은 마그네슘 1일 섭취량을 증가시킬 필요는 있지만 RDA 범위 내에서 권장되어야 한다고 주장하였다. 운동 중에 에너지 소비량의 증가로 추가 칼로리 섭취가 이루어질 때에는 마그네슘도 보충되어야 한다. 

  여러연구에서는 마그네슘 보충제가 심장질환의 주요한 위험요소인 혈압을 낮추는데 도움이 될 수 있다고 주장하였다. 카스와 연구자들은 22편의 메타분석에서 매일 평균 410mg의 마그네슘 보충제의 복용은 적지만 임상적으로 수축기 혈압과 이완기 혈압의 변화를 나타내어 유의한 효과가 있다고 보고하였다. 추가적으로 하우스톤은 매일 마그네슘을 500-1000미리그램을 복용하면 수축기와 이완기 혈압이 감소된다고 보고하였으나 일부 임상연구결과에서는 감소를 보이지 않았지만 일부 연구에서는 감소 폭이 크다고 발표하였다. 그러나 하우스톤은 나트륨 섭취의 감소와 함께 마그네슘과 칼륨의 증가된 섭취는 혈압을 낮추는데 효과적이라는 의견을 제시하였다. 혈압을 낮추는 방법으로 제시된 대쉬 식단은 이 장에서는 강조하지만 마그네슘과 칼륨이 풍부하고 나트륨 함량이 적은 식단이 권장되며 건강에 좋은 식단 중 하나이다. 운동수행력에 대한 마그네슘 보충제의 효과는 수년간에 걸쳐 연구의 주요 관심 대상은 아니었지만 몇 편의 연구들이 수행되었다. 1988년에 맥도날드와 킨은 충분한 마그네슘 상태를 유지하고 있는 선수들의 운동수행력에 대한 마그네슘 보충제의 긍정적인 효과를 보여주는 자료들은 아직까지 보고되지 않았다고 제시하였다. 2000년에 뉴하우스와 핀스태드는 마그네슘 보충제와 운동수행력에 대한 메타분석결과에서 유산소운동, 무산소운동, 근력운동을 토함한 어떠한 형태의 운동수행력에서도 마그네슘 보충제가 아무런 효과를 주지 못했다고 결론 내렸다. 2006년에 니에센과 루카스키의 연구에서 충분한 마그네슘 상태가 유지되고 있는 활동적인 사람들의 마그네슘 보충제 사용은 신체활동력 향상에 도움이 되지 않는다고 결론 내렸다. 그러나 만약 마그네슘 결핍상태가 교정된다면 운동수행력은 향상될 것이다. 예를 들면 쿠라스키는 일부 초기 연구에서 마그네슘 보충제가 건강한 사람과 운동선수의 근력과 심폐 긴으을 향상시킬 수 있다고 보고했으나 이러한 연구가 불량한 영양상태의 개선이나 약리학적 효과와 관련된 연구였는지 분명하지 않았다고 밝혔다. 최근 새태로 등은 배구 선수들을 대상으로 4주간 매일 350미리그램의 마그네슘 보충제가 vo2max, 등속성 근력검사, 플라이오메트릭 점프검사의 다양한 운동 수행력의 변인에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 선수들은 마그네슘 결핍은 없었지만 두 번의 플라이오매트릭검사에서 유의한 증가를 보였으며 마그네슘 보충제가 무산소 대사과정에 기여할 수 있는 가능성을 제시하였다. 현재 마그네슘 결핍으로 인해 운동수행력이 저하될 수 있다는 증거들이 제시되고 있다. 동물실험 연구에 따르면 마그네슘 보충제가 스포츠경기력 중 에너지 효율을 향상시킬 수 있다고 제안하였다. 이러한 증거들은 인간 실험을 통해 얻지는 못했지만 마그네슘 보충이 유산소오아 무산소운동 지표에서 모두 향상을 보였다. 마그네슘 보충제가 운동선수에게 어떠한 역할을 하는지에 대해 더 잘 이해하기 위해서는 대규모 중재 연구가 필요할 것이다. 앞서 언급된 내용처럼 마그네슘 350미리그램은 보충제나 강화식품을 위해 설정되었다. 약간 과량 섭취된 마그네슘은 메스꺼움, 구토, 설사 등을 유발할 수 있다. 그리고 증가된 혈청 마그네슘 농도를 배출할 수 없는 신장장애가 있는 사람은 혼수상태와 사망에 이르게까지 할 수 있다. 활동적인 사람들은 마그네슘이 풍부한 식품이 포함된 균형 잡힌 식단으로 충분한 마그네슘을 얻어야 하며, 대쉬 식단이 권장된다. 시합을 위해 체중감량이 필요한 선수는 식이마그네슘 섭취가 필요하다. 특히 여성 운동선수는 마그네슘 결핍 위험성이 높다. 식이 섭취가 부족하다고 의심된다면 보충제나 강화식품을 통해 마그네슘 보충이 권장된다. 한편 마그네슘 보충제 양은 매우 다양하다. 그 중에서 순수 마그네슘 보충제는 200-500미리그램이 포함되어 있으며 종합비타민/무기질 보충제는 약50미리그램 이상으로 다양하고 강화식품 또한 마그네슘의 양이 다양하다. 이러한 보충제나 영양 정보에 제시된 라벨을 통해 마그네슘 함량을 확인하라. 성인의 경우 보충제로 권장되는 양은 하루에 350미리그램을 초과하지 않아야 하며 아동은 훨씬 더 적은 양이 권장된다. 또한 부작용이 발생될 수 있기 때문에 과량 복용은 피해야 한다. 

3. 칼슘의 골격 대사 기능, 골격 건강과 골다공증에 영향을 미치는 요인을 설명한다

  칼슘은 유제품에 가장 많이 함유되어 있다. 8온스 탈지우유 1컵에는 300mg의 칼슘이 함유되어 있는데 이는 19-50세 성인RDA의 약1/3에 해당되는 양이다. 다른 좋은 급원식품으로는 청어, 연어 통조림과 같은 잔뼈가 함유된 식품, 진녹색채소(브로콜리, 케일, 무청), 칼슘이 들어간 두부, 콩과 식물, 견과류 등이 있다.

  칼슘은 장 전체에서 흡수되며 대부분은 십이지장에서 흡수된다. 이러한 칼슘의 흡수에 영향을 미치는 몇가지 요소들을 알아보자. 칼슘 습수를 증가시키는 요인은 적절한 비타민D, 위액의 일부인 적절한 HCL분비, 젖당, 칼슘 흡수를 감소시키는 요인으로는 비타민D결핍, 위액의 일부인 HCL 분비 감소, 피트산과 옥살산의 소모, 고섬유질 식이, 인의 과다섭취, 지방 흡수장애, 만성설사이다. 

  대부분의 체내 칼슘의 98프로는 인산칼슘염의 형태로 골격강화에 관여하고 1프로는 치아 형성에 사용된다. 나머지 이온 상태로 존재하는 칼슘은 특정 단백질과 결합되어 인체 대사에 많은 영향을 준다. 세포 내 칼슘 이온은 근육과 심장의 근수축에 관여하며 동맥혈관의 평활근 수축에도 관여한다. 그리고 칼슘은 수많은 효소를 활성화시키며, 간과 근 글리코겐 합성과 분해에도 중요한 역할을 수행하고 신경자극 전달 혈액응고나 호르몬 분비를 조절한다. 그리고 골격 속에 존재하는 칼슘은 비활성 상태가 아니다. 신경자극 전달과 같은 칼슘의 생리적 기능은 골격 조직을 형성하는 것보다 먼저 이루어진다. 만약 단기간 식이칼슘 섭취가 감소된다면 부갑상샘호르몬과 칼시트리올의 호르몬이 활성화되어 골격에서 칼슘 이온을 유리하여 혈청칼슘의 농도를 일정하게 유지시킨다. 큰 골격 조직 속에서 저장된 칼슘은 칼슘 결핍과 관련된 대사과정에서 거의 손상되지 않는다. 

  인체 내의 칼슘 균형은 매우 복잡하다. 1000mg의 칼슘이 섭취되었을 때 300mg만이 흡수되고 나머지 700mg은 대변을 통해 배출되는 내용을 묘사하였다. 혈액으로 흡수된 칼슘은 체내 저장고에서 함께 작용하며 칼슘 균형을 이루기 위해 장, 신장, 땀으로 300mg을 배출시킨다. 즉 칼슘 결핍은 불충분한 식이섭취나 배출량의 증가로 인해 나타날 수 있다. 칼슘의 불충분한 식이섭취는 칼슘 결핍의 주된 원인이다. 저하된 칼슘대사와 관련된 주된 건강문제는 바로 골격질환이다. 다양한 요인들, 즉 운동 같은 기계적 스트레스와 부갑상샘, 칼시토닌, 비타민D(칼시트리올), 에스트로겐 등의 호르몬과 식이칼슘은 골격조직의 형성과 무기질화에 관여한다. 이러한 요인들 중 하나라도 불균형이 된다면 아동은 구루병, 성인은 골다공증의 발생위험을 증가시키는 골격의 탈무기질화가 초래된다. 칼슘 저장량의 감소로 골격이 가늘어지고 약해지는 골다공증은 미국에서 4000만명 이상의 사람들을 쇠약하게 만드는 질병이다. 그중에서 50세 이상 미국 성인의 약 1000만명이 골다공증을 앓고 있으며, 3400만명은 낮은 골량으로 인해 골다공증의 위험에 처해있다. 게다가 미국에서만 매년 150만명이 넘는 사람들이 골다공증과 관련된 골절을 경험하며, 이러한 골절은 특히 성인 여성에게 흔히 발생한다. 골다공증은 칼슘, 비타민D, 붕소, 마그네슘과 다른 미량원소를 포함하여 유전, 내분비계, 운동, 영양의 잠재적 원인과 다양한 요인들과 관련된 질병이다. 골다공증은 폐경기 이후의 백인 여성에게 자주 발생되는 질병으로 특히 연령과 성별에 관련되어 있다. 여성은 가족력이나 유전, 낮은 에스트로겐 수준이 주된 위험 요소다. 백인과 아시아인 여성은 아프리카계 여성보다 골자공증에 걸릴 위험성이 높다. 폐경기 이후에는 여성의 최적의 칼슘 균형을 유지하는 호르몬인 에스트로겐 생산이 감소한다. 그리고 골격의 에스트로겐 수용체는 골격 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 에스트로겐의 낮은 수준은 칼슘 균형에 부정적으로 작용하며 골격의 탈무기질화를 촉진시킨다. 골격의 연화증은 골절을 초래하며 특히 척추, 손목, 엉덩이의 대퇴골에서 주로 발생된다. 손목이나 대퇴골 골절을 노인에게 흔히 발생된다. 또한 척추골절은 가장 일반적으로 발생되는 골절이다. 왜냐라면 척추뼈는 밀도가 높고 단단한 뼈에 비해 칼슘 손실이 쉬운 해면골로 구성되어 있기 때문이다. 그러나 골다공증이 발생되면, 치밀골과 해면골 모두에서 칼슘이 소실된다. 골다공증은 별다른 통증을 동반하지 않고 진행되지만 심각한 골절 후에 여성과 남성의 1/3이상은 1년 안에 다른 질병을 동반하며 결국 죽음에 이르게 한다. 유전과 에스트로겐 상태가 골다공증의 중요한 위험요인이지만 일부 생활습관들도 최적의 골격 대사를 방해할 수 있다. 낮은 신체활동수준과 불충분한 칼슘 섭취는 골다공증의 위험요인이며 흡연, 스트레스, 특정약물복용도 주요 위험요인이다. 이런 모든 요인들은 젊은 성인기에 가장 높은 골질량인 최고골질량에 영향을 미친다. 개인의 생활습관 개선으로 최고골질량을 증가시키는 것은 훗날 은행에 저축하는 것과 비슷하다. 성장기가 골질량과 강도를 최적화시킬 수 있는 중요한 시기라고 하더라도 중요한 것은 실천할 수 있느냐에 달려있다. 측 최적의 골격 건강을 유지하려면 규칙적인 운동과 좋은 식습관이 중요하다. 신체활동력과 관련된 칼슘결핍증은 혈액이나 골격 내의 낮은 칼슘 농도에 달려 있다. 혈청 칼슘 수준은 몇가지 호르몬에 의해 조절된다. 인체는 장에서 흡수율을 증가시키고 신장으로 배출량을 감소시켜 낮은 칼슘 섭취에 적응할 수 있다. 또한 골격은 칼슘 저장고이기 때문에 낮은 혈청 칼슘 수준은 매우 드물다. 만약 저칼슘증이 발생된다면 보통 식이 결핍보다는 호르몬의 불균형 때문이다. 

  칼슘보충제는 탄산칼슘, 구연산칼슘, 젖산칼슘, 글루콘산칼슘의 형태로 존재하며 텀즈와 같은 특정 제산제에서도 일부 발견된다. 대부분의 보충제에 함유된 칼슘은 우유 칼슘처럼 잘 흡수되지만, 구연산칼슘, 말산, 아스코르브산칼슘이 포함된 칼슘염의 형태가 흡수력이 더 좋다. 칼슘 함량은 브랜드에 따라 50-600mg 정도로 차이가 나기 떄문에 라벨을 확인하는 것은 매우 중요하다. 비타민D와 칼슘보충제는 1일 권장량을 충족시킬 수 없는 사람에게 필요하다. 특히 칼슘과 비타민D 보충제는 혜경기 여성들의 골절 위험성을 감소시키고 골 무기질 밀도를 증가시킬 수 잇다. 그러나 칼슘 보충제 섭취의 이점에 대해서는 오히려 칼슘 보충제 사용이 심혈관질환, 신장결석, 그리고 다른 건강문제를 증가시킬 수 있으므로 적절한 균형을 이루는 것이 중요하다. 칼슘 보충제는 600mg을 1정 복용하는 것보다 하루에 200mg을 1장씩 3회 복용하는 것이 칼슘의 흡수력을 더 높일 수 있기 때문에 더 현명한 방법이다. 그리고 칼슘 보충제를 식사와 함께 섭취하면 위산 활성도를 증가시켜주고 소화관으로 전달속도를 느리게 해줌으로써 칼슘 흡수를 촉진시킬 수 있다. 500-600mg의 식이 보충과 함께 총600mg의 칼슘 보충제는 대부분 사람에게 충분한 칼슘 영양소를 제공해준다. 종합비타민/무기질 1정에는 보통 RDA의 20프로에 해당하는 칼슘의 200mg이 포함되어 있다. 그러나 종합비타민/무기질 보충제의 3정에는 비타민A와 같은 다른 영양소들이 과량 포함되어 있기 때문에 3정으로 600mg의 칼슘을 얻는 것은 현명한 방법이 아니다. 고칼슘혈증은 자연 급원식품의 섭취만으로 발생되지 않으며 오직 보충제 섭취에 의해서만 나타난다. 하루에 600mg의 보충제 섭취는 아무런 문제를 일으키지 않지만 그 이상을 초과할 경우 다양한 건강문제를 일으킬 수 있다. 또한 과량의 식이칼슘이나 칼슘 보충제의 섭취는 특히 철분과 아연 같은 주요 무기질의 흡수를 방해할 수 있다. 특정 연령층의 칼슘 RDA는 1000-1300mg으로 보충제 복용이 요구되지만 국립과학아카데미는 RDA 이상을 초과하는 보충제는 권장하지 않는다고 보고하였다. 칼슘의 UL은 2500mg이며 보충제와 칼슘 강화식품을 과다 섭취할 경우 초과될 수 있다. 근력 운동선수에게 인기 있는 식이보충제의 형태, 즉 식사 대용 파우더나 푸드바에는 1회 제공량에 1000mg의 칼슘이 함유되어 있다. 여분의 칼로리와 단백질을 섭취하기 위해 매일 이런 제품을 복용하는 많은 운동선수들은 칼슘의 RDA 양을 초과할 수 있다. 

  운동은 골질량과 골밀도를 증가시키고 칼슘염을 침착시키는 기계적 수용체를 자극시키면서 골격에 기계적인 충격을 준다. 최근에 터너와 로비링은 골격 건강을 위해 운동요법과 관련되 논문에서 운동을 통한 기계적 부하는 소량의 새로운 뼈를 형성시키고 이는 골격 강도를 크게 증가시킨다고 설명하였다. 이는 운동을 통해 새롭게 형성된 뼈의 위치에서 골격의 기계적 스트레스가 주어지며 또한 이곳은 골절이 발생되는 부위이기도 하다. 그러나 모든 운동들은 같은 효과를 주지 않는다. 정적운동과 비교했을 때, 동적운동은 골격의 특정한 스트레스를 가해 골격 강도를 증가시킨다. 달리기와 점핑 같은 고충격 동적운동은 저충격운동과 비교했을 때 골격 성장을 더 자극한다. 카토 등은 젊은 여대생을 대상으로 6개월간 주3회 주10회 최대 수직 점프를 실시한 결과에서 고관절과 척추의 골밀도가 증가되었다고 보고하였다. 또한 고충격 스포츠의 여성 운동선수의 골밀도가 저충격 선수에 비해 골 무기질 밀도가 더 높았다고 밝혔다. 연령은 운동과 함께 골질량을 최적화시키는데 중요한 요인이며 청소년기에 더 효과적이다. 터너와 로브링은 운동이 골격 형성에 매우 유익하지만 골격은 성숙기에 운동하는 것보다 성장기 동안에 하는 것이 훨씬 더 효과적이라고 설명하였다. 또한 골막 팽창 현상은 성장기에 주로 나타난다. 따라서 아동기와 청소년기에 운동을 통해 골막을 성장시키는 것은 매우 중요하다. 이와 관련하여 브롬필드는 30세까지 골격을 형성해야 한다고 강조하였다. 운동은 체중 부하 운동과 다양한 동작에 중점을 두고 하루에 여러 번의 짧은 활동에 함여하는 등의 전문가들의 권고사항을 따르는 것이 좋다. 성인의 골격 건강은 젊은 시절에 형성된 최고골질량과 서인 초기의 골 소실 예방에 달렸지만 운동이 폐경기 이후에 골 소실을 예방할 수 있었는지는 아직도 논쟁 중이다. 밀러 등은 13편의 논문을 분석한 결과 폐경기 여성이 규칙적으로 유산소운동을 실시하는 것이 연령과 관련된 골 무기질 밀도의 감소를 늦출 수 있는 방법이라고 결론을 내렸다. 추가적으로 보나이우티 등은 18편의 무작위 대조 연구 메타분석 결과 유산소운동, 체중부하운동, 저항성운동이 폐경기 여성의 척추 골 무기질 밀도를 증가시키는데 매우 효과적이며 걷기 또한 고관절 골밀도에 효과적이라고 보고하였다. 그러나 다른 연구자들은 운동이 유익한 효과를 제공할 수 있다면 그 효과는 매우 적을 것이라고 언급하였다. 미국 스포츠의학회에서 신체활동과 골격 건강과의 관계에 대해 의견을 표명했는데, 비록 최적의 골격 건강을 위해 신체활동이 모든 연령층에서 중요하지만 현재 폐경과 관련하여 골 무기질 손실을 예방할 수 있는 격렬한 신체활동에 대한 효과는 과학적 증거자료가 부족하다고 발표하였다. 그리고 폰세카 등은 대부분의 운동 중재 연구에서 골다공증 환자의 골 무기질 밀도를 향상키겨주기 위한 운동 프로그램의 효과는 미미하거나 효과가 거의 없다는 점을 강조하였다. 그러나 연구자들은 골다공증 환자에게 콜라겐이나 골세포 밀도와 같은 골 강도의 다른 결정요인들을 향상키김으로써 유익할 수 있다고 강조하였다. 골다공증은 주로 노인에게 나타나지만 연구자들은 젊은 여성 운동선수, 특히 지구력운동선수와 체중 조절이 필요한 선수의 경우 칼슘 대사의 저하로 그 문제가 심각하다고 발표하였다. 여성 운동선숭 3대 질환 즉 이상식습관, 무월경, 골다공증은 수많은 연구를 통해 보고되었다. 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만 근본적인 문제는 잘못된 식습관이다. 스포츠에서 경쟁력이나 외모를 개선하기 위해 체중 감량을 시도하는 여성 선수는 에너지나 단백질 섭취를 줄이기 위해 식단을 변경한다. 또한 칼로리를 소비하기 위해 과도하게 운동한다. 제한된 식단과 과도한 운동요법은 다양한 방식으로 호르몬에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 뇌하수체와 시상하부에서 에스트로겐의 형태인 에스트론의 생성량이 감소되고 이는 체지방의 감소와 여성 생식호르몬을 포함하여 체내에서 호르몬 상태에 유의하게 영향을 준다. 2차 무월경은 신경성거식증 환자에게서 볼 수 있듯이 사춘기 이후 여성에게 이상식습관과 관련된 호르몬의 교란상태를 보이는 전형적인 징후이다. 여성 운동선수에게 2차 무월경이 나타나면 운동성 무월경으로 분류되며 무월경이나 월경 지연도 포함된다. 어린 여성 운동선수의 경우 운동성무월경은 종종 골다공증과 관련되어 있다. 남성은 여성보다 골다공증의 위험성이 낮다. 그러나 적은 칼슘 섭취, 체중 감소, 낮은 체지방량과 과량의 알코올 섭취, 다른 위험요인들은 남성의 골밀도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 또한 인슐린 성장인자와 테스토스테론 같은 호르몬들의 낮은 수준은 골밀도 감소와 관련되어 있다. 

  몇몇 과학자들은 칼슘 과다 섭취, 특히 칼슘 보충제의 과량 섭취로 인해 심혈관 건강에 부작용이 발생될 수 있다고 언급하였다. 전문가들에 따르면 칼슘은 다양한 경로를 통해 심혈관질환 발생에 기여할 수 있다고 보고하였다. 한가지 우려되는 점은 관상동맥의 혈류 흐름을 방해하는 혈관의 석회화이다. 2013년 레이드는 칼슘보충제에 대한 메타분석에서 칼슘 보충제가 심근경색증의 위험성을 27-31프로 증가시키고 뇌졸중의 위험성은 12-20프로 증가시키기 때문에 칼슘 보충제는 골격에 관한 이점보다 건강의 위험성이 더 크다고 결론내렸다. 그러나 2013년에 다우닝과 연구자들은 칼슘복용과 심혈질환에 관한 연구에서 적은 수의 연구 대상자 표본과 같은 중요한 제한점이 있는 자료들은 근거로 연구결과를 발표했기 때문에 그 결과는 신중하게 해석할 필요가 있다고 제안하였다. 그리고 히네이 등은 결과를 해석하는데 방해가 될 수 있는 연구의 여러 문제점들에 대해 지적하였다. 또한 래위스와 연구자들은 칼슘 보충제가 심근경색의 위험성을 증가시킨다는 메타분석 연구 설계는 다소 염려된다고 보고하였다. 다른 과학자들에 의해 실시된 연구에서 칼슘 보충제가 심혈관계 건강에 부정적인 효과를 주지 않는다고 발표하였다. 24년에 걸친 간호사연구에서 파이크 등이 발표한 결과에서 칼슘 보충제 섭취가 여성 심혈관질환의 위험성을 증가시킨다는 가설에 동의하지 않는다고 보고하였다. 또한 래비스와 연구자들은 무작위대조연구 메타분석결과에서 비타민D와 결합된 칼슘 보충제나 단일 칼슘보충제나 상관없이 노인 여성의 심혈관질환의 위험성을 증가시키지 않는다고 보고하였다. 그리고 히네이 등은 칼슘 보충제의 복용과 증가된 심혈관질환의 위험성에 대한 관련성은 현재의 과학적 증거들을 고려해볼 때 불충분하며 최적의 골격 건강을 촉진시키기 위한 보충제 사용을 주장하는 의학연구소의 권고 또한 불충분하다고 결론 내렸다. 심혈관질환 발생에 대한 칼슘 보충제 역할에 관한 현재까지의 언급은 라우티아넨 등이 가장 잘 설명하고 있다고 생각된다. 연구자들은 칼슘 보충제가 심혈관질환 발생에 아무런 영향을 주지 않는다고 강조했지만 최근 연구결과를 근거로 최종적인 결론을 이끌어낼 수 없다고 언급하였다. 그들은 단기간의 연구들이 관상동맥질환 지표들에 미치는 영향을 연구한 것처럼 1차 연구 종결점으로 심혈관질환의 칼슘보충제효과에 대한 연구는 무작위 처치의 연구설계가 된 대규모 연구가 분명한 답을 제공할 수 있을 것으로 결론지었다. 

  칼슘 보충제는 체중 감소를 촉진시키는 것으로 이론화되어 왔다. 저칼슘 식사는 지방 조직 세포로 칼슘 유입을 자극하고 지방 축적을 촉진하는 칼시트리올이나 비타민D 호르몬을 증가시킨다. 반면 고칼슘 식사는 체지방 축적을 억제시켜줄 수 있다. 지멜 등은 저칼로리 식사에서 칼슘을 보충하는 식사, 즉 칼슘이 풍부한 유제품을 섭취한 집단이 위약 집단과 비교했을 때 체중 감량 효과가 더 크다는 사실을 보고하였다. 그러나 대부분의 다른 연구에서 지멜의 연구와 비교했을 때 체중감량과 관련된 고칼슘 식사나 보충제의 유익한 효과는 없었다고 보고하였다. 최근의 두 연구결과는 약간 모순적이다. 디 올리비라 프레이타스 등은 대부분의 연구결과에서 칼슘 섭취는 신체구성 요소를 향상시킬 수 있었다고 언급하였다. 반면 소아래스 등은 칼슘과 비타민D 또는 칼슘 보충과 관련한 15편의 무작위 대조 연구결과에서 칼슘이 비만인의 체중이나 체지방 손실을 증가시킨다고 일관성 있게 지지할 만한 충분한 근거가 없다고 보고하였다. 

  신장결석은 소변에서 형성될 수 잇으며 만약 다량의 소변이 배출된다면 요로에서 통증을 유발할 수 있다. 신장결석은 몇 가지 형태로 나타나는데 소변에서 칼슘과 옥살산염으로 생성되는 옥살산칼슘이 가장 일반적인 형태이다. 신장결석의 원인은 불충분한 수분 섭취, 과량의 단백질과 염분 섭취나 설탕 특히 과당 섭취 등이 있다. 그러나 연구자들은 신장결석이 식이칼슘 섭취로 발생되지 않는다고 강조하였다. 오히려 신장결석에 옥살산칼슘이 포함되기 때문에 옥살산염이 문제될 수도 있다고 하였다. 또한 실제로 하루에 1200mg 정도의 칼슘 섭취는 칼슘이 장에서 옥살산염과 결합되어 배출을 유도하여 신장결석의 위험성은 감소되고 결과적으로 신체 내의 옥살산염의 양은 줄어든다고 보고하였다. 

  신체활동력에 대한 칼슘 보충제의 효과와 관련된 연구는 거의 존재하지 않는다. 와이트 등은 지방 대사와 체중 감량 프로그램의 이론적 기능과 관련된 연구에서 여성 육상 선수의 운동수행력과 지방대사에서 칼슘 섭취의 급성 효과를 조사하였다. 연구 대상자들은 VO2max의 70프로 강도로 90분간 달리기를 수행하기 60분 전에 저칼슘음료나 고칼슘음료를 섭취하고 10키로미터 트레이트밀 달리기를 실시하였다. 이 연구에서 고칼슘음료 집단은 90분간 달리기나 10키로미터 달리는 동안 탄수화물이나 지방 대사에 아무런 영향을 미치지 못했다. 이와 유사한 연구로 곤잘래즈 등도 2주간 매일 1400mg의 칼슘 보충제를 복용시킨 후에 자전거 운동검사를 실시했는데 운동을 수행하는 동안 탄수화물이나 지방 이용에 아무런 영향을 주지 못하였다. 칼슘은 젖산과 같은 다른 염분들과 결합하여 젖산 칼슘을 형성하여 운동 중 젖산을 완충하는데 사용될 수 있다. 패인애일 등은 고강도 무산소운동과 젖산칼슘의 효과에 대해 최근 조사하였다. 비록 혈액에서 중탄산염과 알칼리도는 증가되었지만 고강도 윈게이트 사이클링 실험에서 운동수행력은 향상되지 않았다. 탄산수소나트륨의 완충제 이용에 대한 내용은 13장에서 살펴보자 낮은 혈청 칼슘 수준은 신경근 기능을 손상시킬 수 있지만 이런 상태는 매우 드물다. 왜냐하면 혈청 칼슘 농도가 낮아지면 체내에서 혈중 칼슘 수준을 회복시키기 위해 골격에 저장된 칼슘을 배출하여 혈액으로 방출시키기 때문이다. 쿤스탤은 증가된 신체활동만으로 식이칼슘 섭취의 요구량이 증가되지 않는다고 보고하였다. 따라서 급성이나 만성적인 칼슘 보충제 섭취는 운동수행력을 향상시키기 위한 수단으로는 권장되지는 않는다. 그러나 칼슘 보충제는 특히 식품으로부터 충분히 칼슘을 섭취하지 못하는 일부 여성과 남성 운동선수의 골질량을 유지하는데 매우 유용하다. 매일 충분한 칼슘 섭취와 체중부하운동은 성장기 아동이나 사춘기에 최고골질량을 형성하는데 매우 중요하며 이러한 실천은 성인기까지 지속되어야만 한다. 또한 일반 식사로 충분한 양의 칼슘을 섭취하지 못하는 사람들은 RDA를 충족시키기 위해 보충제 섭취를 권장한다. 그리고 골격 건강과 관련된 칼슘 보충제의 긍정적인 효과는 몇몇 위험성보다 더 크다고 발표하였다. 

4. 건강에 대한 인의 중요성과 인산염 보충제가 스포츠경기력을 향상시킬 수 있는 방법에 대한 이론을 설명하고 운동능력향상 효과와 관련된 연구결과를 이해한다

  인은 칼슘 다음으로 체내에서 두번째로 풍부한 무기질이다. 또한 칼슘과 마찬가지로 체내 인은 약 85%가 치아와 뼈의 일부로 구성된다. 인은 식품에 널리 분포되어 있다. 실제로 모든 천연식품은 무기인산염이나 유기분자 형태의 인이 포함되어 있다. 인은 체내의 모든 세포에서 매우 중요한 구성요소이다. 체내에서 인은 무기인산염이나 다른 무기질 또는 유기화합물과 결합된 인산염의 형태로 존재한다. 인은 신체 대사에서 매우 중요하다. 체내에 존재하는 인의 약 80-90프로는 골격과 치아 형성에 사용되며 칼슘 인산염의 형태로 결합되어 있다. 칼슘과 유사하게 골격은 상당량의 인산염을 저장하고 있다. 인산나트륨처럼 다른 인산염의 형태는 산-염기 균형에 관여한다. 체내의 나머지 인들은 세포막과 DNA를 형성하는 인지질을 포함한 다양한 유기화합물의 형태로 존재한다. 그리고 여러 다른 유기인산들은 활동적인 사람에게 매우 중요하다. 예를 들면 유기인산은 세포 내에서 에너지 대사과정에 관여하는 비타민B의 정상적인 기능을 수행하는데 필수적이다. 또한 근수축에 필요한 ATP와 Pcr 같은 근세포 내에서 발견되는 고에너지 화합물의 구성성분 중 하나이다. 포도당 또한 해당과정에서 인산화된다. 유기인산은 근육 조직으로 산소 방출을 촉진시키는 적혈구의 2,3-BPG로 알려져 있는 화합물질의 구성성분이기도 하다. 

  우수한 급원식품으로는 해산물, 육류, 달걀, 우유, 치즈, 콩류, 곡류 식품과 다양한 채소류가 있다. 또한 인은 식품 첨가제에서 가장 흔하며 청량음료에도 상대적으로 과량의 인이 포함되어 있다. 어떤 식품 속에 포함된 인은 피트산염의 구성성분이며 이는 장에서 불용성 인산염을 형성하여 구리, 아연, 철분, 칼슘과 같은 무기질의 흡수를 감소시킨다. 그러나 이는 전형적인 미국인 식단에서는 크게 문제가 되지 않는다. 대부분의 미국인은 인의 영양권장량의 2배 정도 섭취하며 칼슘은 매우 적게 섭취한다. 권장된 칼슘과 인의 비율은 1대1 즉 같은 양이 권장된다. 식품에 인산염을 첨가하면 과량의 식이 인산 섭취로 이어지고 이는 칼슘 대사의 손상과 골다공증을 초래할 수도 있다. 또한 과량의 인 섭취는 부갑상샘호르몬의 분비를 자극시킬 수 있다. 칼슘과 인은 1:2 비율까지는 골격 건강에 적합할 수 있지만 1:4 비율은 골다공증과 관련이 있을 수 있다. 이와 유사하게 칼슘의 과다 섭취는 인의 흡수를 방해하고 인의 결핍과 골다공증을 유발할 수 있다. 이러한 과량의 칼슘과 인의 비율은 칼슘보충제와 칼슘이 강화된 식품을 섭취함으로써 발생된다. 

  인은 거의 모든 식품 속에 존재하고 호르몬 조절이 매우 효율적이기 때문에 결핍상태가 매우 드물다. 칼슘 겹핍 증상과 유사한 인의 결핍 증상으로는 골연화증이나 구루병을 초래하는 골 무기질의 손실 등이 있다. 또한 인의 결핍으로 인해 근육 약화, 식욕 부진, 피로 및 체중 감소가 발생할 수 있다. 고강도 근력운동은 소변으로 인의 배출을 증가시킬 수 있지만 결핍상태는 아직까지 보고되지 않았다. 인의 결핍은 이론적으로 신체활동력을 감소시킬 수 있지만 결핍 상태는 매우 드물기 때문에 이와 관련된 연구는 수행되지 않았다. 

  인의 결핍과 관련된 다양한 건강문제들이 있지만 가장 중요한 문제는 구루병과 골다공증이다. 그러나 인의 결핍이 매우 드물게 발생하기 때문에 건강과 관련된 보충제의 건강상 유익한 효과에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 그러나 인산염 보충제는 운동수행력을 향상시켜주는 방법으로 연구되었다. 인산나트륨과 인산칼륨은 제1차 세계대전 중에 독일군의 피로 회복에 도움이 되었다고 보고되었다. 또한 1930년대 독일에서 실시된 다른 연구에서 인산염이 신체활동력을 향상시킬 수 있다고 보고하였다. 약 70년 전에 단 한명의 연구자만이 초기 연구결과를 믿지 않았지만 그는 인산염을 일반 식사에 포함된 것보다 더 많이 섭취하면 업무 생산량이 증가된다고 강조하였다. 실제로 스포츠 보충제 제품이 아직도 인터넷과 일부 상점에서 판매되고 있다. 인산염 보충제는 신체 활동력과 관련한 다양한 생리학적 과정에 영향을 줄 수 있으며, 유산소 지구력운동 수행시 산소 소비와의 관련성와 2,3-BPG를 증가시키는 효과에 대한 연구가 많은 관심을 받고 있다. 브레멀 등은 7일간 인산염을 보충한 결과에서 적혈구 내의 인산 풀과 2,3-BPG가 증가된다는 사실을 보고하였다. 하지만 인 보충제의 운동능력향상 효과와 관련된 현재까지의 연구결과들은 일관성이 없으며, 일부 연구에서는 운동수행력의 긍정적인 효과를 보고한 반면 또 다른 연구에서는 운동수행력에 아무런 영향을 주지 않았다고 보고하였다. 운동능력향상을 목표로 한 보충제로서의 인 보충제의 효과는 특정 유형의 인산염, 투여량, 시기, 보충기간 및 개인차와 관련이 있다. 예를 들어 카이드 등은 고도로 훈련된 육상선수를 대상으로 운동수행력에 미치는 효과를 알아보기 위해 매일 인 보충제를 1그램씩 4회, 즉 4그램을 제공하였다. 이 연구에서 인산염은 vo2max 증가와 관련성이 높은 혈청 2,3-BPG를 증가시켰다. 중강도 이하의 운동에서 젖산 생성량은 감소되는데, 이는 심리적 스트레스를 낮추는 운동자각도가 낮아졌기 때문이다. 이와 유사하게 크레이더 등은 고도로 훈련된 크로스컨트리스키 선수들을 대상으로 6일간 인산 3나트륨 4g을 제공한 결과 vo2max와 2,3-BPG 수준이 증가되었다고 보고하였다. 또한 보충제를 복용한 결과 사이클검사에서 탈진 시까지 운동시간은 약16% 증가되었다. 이와 대조적으로 잘 설계된 연구에서 인산염 보충제가 경기력 향상에 어떠한 효과도 주지 못한다는 연구결과들이 있다. 예를 들어 크레이더 등은 고도로 훈련된 크로스컨트리 육상 선수에게 6일간 인산3나트륨을 4그램 제공한 결과 5마일 달리기에서 아무런 영향도 주지 못하였다. 그리고 마니스 등은 인산염 보충제가 2,3-BPG 수준은 증가시켰지만 VO2max 60프로 수준으로 달리는 동안 산소 효율이나 심혈관계 기능은 향상되지 않았다고 주장하였다. 이외에도 운동 선수에게 인 보충제의 효과를 알아보는 다른 연구들에서도 비슷한 결과를 나타냈다. 트램블래이 등은 20년 전 보고된 연구의 애매한 결과들은 연구방법론에 차이가 있었다고 발표하였다. 덕 등은 최근 연구에서 비록 인산나트륨이 스포츠경기력에 긍정적으로 영향을 준다고 하더라도, 모든 연구에서 이와 같은 결과를 지지라지는 않는다고 하였다. 연구 방법간의 차이점은 사용된 인산의 종류, 복용량 복용 방법, 실험 대상자들의 체력 수준 등에서 차이가 있었으며 추가적인 연구가 필요하다고 제안하였다. 아데노신 3인산은 근수축시에 즉시 사용될 수 있는 에너지원인다. 비록 운동선수들을 대상으로 ATP 보충제가 판매되고 있지만, ATP가 운동수행력을 향상시킨다는 증거는 없으며 몇몇 연구에서 운동수행력과 관련된 ATP 보충제의 효과에 대해 평가했지만 유의한 효과는 보고되지 않았다. 아츠 등은 구강 ATP 보충제의 생체이용률의 연구에서 혈액에서도 유의한 차이가 없었으며 조직에서도 생체이용되지 않았고 운동능력향상의 효과가 없었다고 보고하였다. 크레아틴 인산은 ATP-Pcr 에너지 시스템의 구성요소이며 빠르게 ATP를 재보충하는데 사용된다. 6장에서 강조했듯이 구강 크레아틴 보충제에 대한 연구에서 저항훈련과 함께 근력과 근육량 증가를 위한 운동능력향상 효과로 제안되고 있다. 비록 크레아틴 인산이 의학적인 측면에서 연구되어 재활치료 중에 근육량 증가에 유익한 효과를 제공하지만 체내에서 크레아틴 인산 형태로 사용 가능한 충분한 양의 인을 공급할 수 있기 때문에 크레아틴 보충은 크게 도움이 되지 않는다. 체내에 존재하는 과량의 인은 신장을 통해 배출된다. 과량의 인은 신장 기능에 문제가 있는 사람들을 제외하고는 그 자체로는 어떤 문제도 발생되지 않는다. 하지만 인 보충제를 섭취하는 사람은 위장장애를 경험할 수 있으며 이는 음료에 염분을 혼합하거나 식사와 함게 섭취함으로써 완화될 수 있다. 그리고 과량의 인은 시간이 지나면서 칼슘 대사와 균형을 저하시킬 수 있다. 인의 1일 평균 섭취량은 대략 RDA 2배 정도로 많이 섭취되고 있기 때문에 인이 많이 포함된 급원식품의 섭취를 줄이는 것은 중요하며 인은 보통 식품첨가물 형태로 가공과정에서 주로 첨가된다. 인산 2칼슘, 헥사메타인산, 삼인산나트륨처럼 인이라는 단어를 포함하고 있는 용어를 식품라벨에서 확인해야 한다. 또한 건강에 좋은 천연식품이 풍부한 음식을 섭취하는 것은 식이 인의 섭취를 줄이는데 도움이 된다. 인산나트륨염 보충제가 운동선수의 유산소성 지구력 향상에 도움을 줄 수 있다는 사실은 일부 연구에서 증명되었다. 허용되는 방법은 하루에 총4그램의 인산 3나트륨을 5-6일 동안 음식 및 음료와 함께 1그램씩 섭취하는 것이다. 만약 인산 보충제를 이용해 실험하고 싶다면 훈련 기간 중에 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 부작용을 우려한다면 건강전문가의 지도하에 조금씩 사용해야 한다. 그리고 현재 스포츠 경기를 위한 인산염의 사용은 세계반도핑기구에서 금지약물로 지정하지 않았다. 

 

5. 철분의 헴 및 비헴의 근원의 목록과 이들이 더 쉽게 흡수되는 방법, 철분이 생체이용률에 미치는 영향에 대해 설명한다

  식이철분은 두가지 형태이다. 헤모글로빈, 미오글로빈과 관련되어 있는 헴철은 동물성 식품, 즉 육류, 닭고기, 생선류에서 발견된다. 육류에 함유된 철분 35-55프로는 햄첼이며 닭과 생선류에 비해 소고기에서 그 비율이 높다. 반면에 비헴철은 동물성과 식물성 식품 모두에서 존재한다. 동물성 식품의 약 20-70프로의 철분과 식품성 식품의 100프로 철분은 비헴철 형태이다. 생체이용률에 있어서 햄철이 비헴철의 생체이용률보다 더 높다. 비헴철은 2-20프로 정도 장에서 흡수되는 반면 햄철은 15-35프로 정도 흡수된다. 또한 흡수율은 개인의 철분 상태에 따라 다르다. 철분의 체내 저장량이 높은 수준이라면 적게 흡수되고 낮은 수준이라면 더 많이 흡수된다. 좋은 동물성 급원으로 간, 살코기, 굴, 조개, 붉은색 가금류 등이 있다. 1온스의 살코기에는 1미리그램의 헴철이 포함되어 있다. 비헴철의 좋은 급원식품으로는 살구, 건자두, 건포도 같은 건조과일들이 있으며 채소류에는 브로콜리, 완두콩, 콩과식물 그리고 전곡류 식품들이 있다. 3개의 건살구나 콩1/2컵에는 비헴철이 약 3미리그램 정도 제공되며 몇몇 비헴철이 강화된 아침 시리얼에는 RDA의 100프로를 제공한다. 또한 철 냄비나 팬에 조리하면 소량의 철분을 얻을 수 있다. 균형잡힌 식단에서 1000칼로리 식단에는 약 6그램의 철분이 포함되어 있다. 철분은 다양한 대사과정에 참여하며 살아 있는 모든 유기체의 필수 성분이다. 체내에서 철분의 주요 기능은 산소 운반과 이용에 필수적인 화합물을 형성한다. 대부분은 폐로부터 신체조직으로 산소를 운반한느 RBC에서 단백질-철분의 화합물인 헤모글로빈을 형성하는데 사용된다. 다른 철분 화합물들은 세포에서 산소 이용을 도와주는 크랩스-사이클의 금속효소, 시토크롬, 미오글로빈에 사용되며, 체내에 존재하는 여분의 철분은 페리틴이라는 단백질 화합물 형태로 조직에 저장된다. 혈액에 존재하는 철분인 혈중 페리틴은 헤모글로빈, 트랜스페린, 프로토포르피린과 간은 많은 다른 지표와 마찬가지로 체내 철분 저장의 지표로 이용된다. 이러한 철분은 주로 간, 자라, 골수 등에 저장된다. 간의 페리팅 수준이 높으면 철분은 불용성인 헤모시데린 형태로 저장된다. 체내 철분의 경우 약 30프로는 저장 형태로 존재하고 나머지 70프로는 산소 대사에 관여한다. 이러한 철분은 산소 이용에 매우 중요하기 때문에 유산소성 지구력 형태의 운동선수에게는 충분한 식이섭취가 필수적이다. 체내에서 철분 결핍과 과잉은 심각한 건강문제를 일으킬 수 있다. 하지만 인간은 다행히도 체내에서 철분 저장을 조절하는 헵시딘이라는 철분 조절에 중요한 호르몬이 존재한다. 쟈오 등에 따르면 헵시딘의 주요 기능은 다양한 방법으로 혈액에서 철분 농도를 감소시킨다. 이와 관련하여 니메드와 간즈는 혈청 철분 수준이 증가되면 간은 장에서 철분 흡수를 억제하기 위해 더 많은 헵시딘을 합성하고 혈액으로 방출을 억제한다. 반면, 혈청 철분 수준이 감소하면 철분 흡수를 증가시키기 위해 헵시딘의 합성을 감소시킨다

  철분 결핍은 장애와 사망률을 증가시키는 위험요인 중 하나이다. 세계보건기구에서는 약 20억 명의 사람들 특히 개발도상국가의 많은 여성과 아동이 철분 결핍상태라고 언급하였다. 아동의 철분 결핍은 학습 및 운동장애와 관련되어 있으며 어린 시절에는 두뇌 발달을 손상시키고 뇌의 에너지 대사를 변화시킨다. 성인의 경우 철분 결핍은 일을 할 수 있는 능력을 저하시켜 결국 심각한 경제적 어려움을 초래할 수 있다. 대부분의 경우 철분 결핍은 말라리아, 기생충 감염과 같은 전염병에 의해 악화된다. 신체는 정상적으로 피부, 위장관, 머리카락, 땀과 같은 통로를 통해 아주 극소량의 철분을 손실한다. 일반적으로 매일 8mg의 식이철분 섭취로 손실된 양을 보충할 수 있다. 여성들은 월경 중에 월경 출혈로 추가적으로 철분이 손실된다. 따라서 여성들은 손실된 양을 보충하기 위해 매일 식이철분 15-18미리그램이 필요하다. 청소년기 남성은 빠른 성장기 동안 근조직과 혈류량을 증가시키기 위해 11미리그램의 철분이 필요하며 성인 남성은 1000칼로리당 철분6미리그램이 필요하지만 매일 8미리그램의 요구량이 충족되면 아무런 문제도 발생되지 않는다. 정상 식이로 2900칼로리를 섭취한다면 17.4미리그램 철분을 얻을 수 있다. 여성들의 1일 평균 섭취량인 2200칼로리에서 13.2미리그램의 철분을 제공할 수 있다. 이는 필요량 15-18미리그램보다 약간 적은 양이다. 서구 식단에서 철분 결핍의 근본적인 원인은 불충분한 식이섭취이다. 전형적인 미국인의 식이에서 대부분의 사람들은 스낵, 빵, 청량음료와 같은 철분 함량이 낮은 식품을 섭취하기 때문에 이런 문제가 발생된다. 그러나 대부분의 여성들은 헤모글로빈 수준과 혈중 페리팅 상태를 정상적으로 유지하고 있다. 일반적으로 체외로 배출되는 철분의 양도 비교적 적고 또한 철분 저장 역시 해롭기 때문에 장에서 식이철분 흡수를 제한하고 있다. 반면, 철분이 결핍되면 장에서 철분 흡수를 30프로 이상 까지 증가시킨다. 그럼에도 불구하고 철분 결핍과 철분결핍성빈혈은 아직도 청소년기 여성과 가임기 여성에게 상대적으로 흔하게 발생된다. 미국에서는 12-49세 여성의 약10-19프로가 철분 결핍상태인 반면에 동일한 연령대의 남성 중에서는 1프로만이 철분결핍을 겪는다. 철분 결핍은 몇 단계에 걸쳐서 나타난다. 첫번째 단계는 골수의 저장량이 고갈되며 혈청 페리틴 농도가 낮아진다. 이 단계는 철분 고갈 단계로 분류된다. 두번째 단계는 혈청 페리틴 농도가 더 감소되고 헤모글로빈에서 낮은 철분 농도 또한 순환 철분의 감소로 나타난다. 이 단계에서는 철분 저장을 평가하기 위해 헤모글로빈 형성을 위한 유리 적혈구의 프로토포르피린을 포함한 다른 지표들이 사용된다. 이러한 FEP는 충분한 철분을 사용할 수 없을 때 혈중 FEP가 증가한다. 또한 혈액에서 철분을 운반시키는 단백질인 혈청 트레스페인도 증가한다. 또한 혈액에서 철분을 운반시키는 단백질인 혈청 트레스페인도 증가한다. 이 단계는 철분결핍성 적혈구 생성 단계로 분류된다. 첫번째나 두번째 단계에서 혈액의 헤모글로빈 농도는 아직까지는 정상적인 상태로 나타난다. 결론적으로 이러한 단계들은 종종 무빈혈성철분결핍으로 구분된다. 낮아진 혈중 페리팅 농도보다 훨씬 더 낮은 수준은 빈혈을 동반하지 않는 철분결핍증 또는 철분 결핍의 주요 지표이다. 세번째 단계는 혈청 페리틴의 매우 낮은 수준과 헤모글로빈 농도의 감소, 또는 철분결핍성 빈혈로 구성되어 있다. 철분은 산소에너지시스템에서 매우 중요하기 때문에 지구력운동선수들은 최적의 산소 공급을 유지하기 위해 식사를 통해 충분한 철분을 섭취하는 것이 중요하다. 부라티 등은 체내의 낮은 철분 수준은 빈혈을 일으키는 원인이며 이는 활동하는 근육으로 산소 운반 능력을 감소시키고 또한 철분 결핍은 근육의 산화 대사과정에 부정적인 효과를 줄 수 있다고 지적하였다. 최근 연구에서 특정 종목의 운동선수들은 철분 결핍의 위험성이 높다고 발표하엿다. 그리고 콩 등은 운동으로 발생된 철분결핍성빈혈은 특히 고강도 훈련을 실시하는 운동선수들에게 높게 발생된다고 보고하였다. 이는 체조 선수, 레슬링 선수, 장거리달리기 선수 같은 남성 운동선수도 포함된다. 조도스 등은 경쟁적인 스포츠 중에서도 특히 장거리마라톤 선수는 빈혈 발생 위험성이 크며 임상적인 증후군은 불충분한 식이철분 섭취와 관련되어 있다고 보고하였다. 특히 맥크렁 등의 최근 연구에서 여성 운동선수들의 부족한 철분 상태는 인지 기능과 신체활동력 감소와 관련되어 있다고 보고하였다. 또한 란다히 등은 월드컵 여자축구 대회가 개최되기 6개월 전에 여성 축구 선수들의 철분 결핍을 조사한 결과 57프로의 선수들이 철분 결핍상태이며 29프로는 철분결핍성빈혈이라고 보고하였다. 남성의 정상적인 헤모글로빈 수준은 14-16이며 여성은 12-14이다. 앞에서 강조했지만 남성의 경우 13그램 이하로 감소되면 빈혈로 판정되는 반면 여성은 12그램 이하일 때 빈혈로 판정된다. 이와 관련하여 스포츠의학 분야에서 혈액학자인 아이크너는 평소에 헤모글로빈이 16인 운동선수가 14 수준까지 감소되면 빈혈인지 아닌지에 대한 흥미로운 의문을 제기하였다. 대부분의 스포츠과학자들은 특정 종목의 운동선수의 경우 철분 상태와 식단을 관찰하는 것이 중요하다고 명시하였다. 운동선수의 영양상태와 관련하여 미국 스포츠의학회, 캐나다 영양사협회, 미국 영양 및 식이요법학회에서는 특정 운동선수의 철분상태를 주기적으로 측정할 것을 권고하였으며 미국의 일부 대학들은 여성 운동선수의 철분 결핍상태를 측정하고 있다. 일부 운동 선수에게 나타나는 낮은 철분 상태나 헤모글로빈 농도는 불충분한 식이섭취, 과도한 월경, 다양한 운동방법, 높은 고도에서의 훈련, 발바닥 손상에 의한 용혈 및 부상처럼 수많은 원인들이 있다. 또한 고강도의 운동은 땀, 소변 및 대변을 통해 철분을 손실할 수 있다. 부적절한 철분 섭취는 마라톤 선수와 같은 운동 선수의 운동수행력을 저하시키는 주요인 중 하나이다. 월경 출혈로 인해 증가된 혈액 손실은 결국 철분 결핍을 초래한다. 이러한 경우에는 원인과 적절한 치료를 위해 전문의와 상담이 필요하다. 운동은 다양한 방식으로 철분 결핍을 초래한다. 예를 들어 격렬한 지구력운동은 철분 결핍과 관련되어 있다. 고강도운동은 인터루킨-6 같은 염증성 사이토카인 물질을 증가시킨다고 보고하였다. 이로 인해 헵시딘 수치가 증가하여 철분 흡수 저하를 초래한다. 여성 마라톤 운동선수의 경우 장기간 훈련 후에 헵시딘 수준이 유의하게 증가되며, 결국 감소된 철분 흡수와 대사는 빈혈을 초래할 수 있다. 어떤 형태의 운동은 소변, 대변, 땀으로 철분 손실을 증가시킨다. 또한 장거리달리기 선수들은 소변에서 헤모글로빈이나 미오글로빈이 나타나는 혈뇨가 발생할 수 있다. 이는 반복적으로 발이 지면에 닿음으로써 발생하며 이러한 충격은 발 혈관계에서 적혈구가 파열되고 이는 신장으로부터 헤모글로빈을 방출하고 다시 소변으로 배출되는 용혈증으로 알려진 과정이다. 추가적으로 장거리달리기도 철분이 함유된 미오글로빈을 방출시키는 근세포의 손상을 초래한다. 지속적인 고강도 운동은 위장관 출혈과 염증을 일으킨다. 많은 운동선수들은 고강도 훈련 중에 통증 완화제로 소염제나 아스피린을 복용하는데 이러한 약품 사용은 위장관 출혈과 연관되어 있다. 이러한 위장관 출혈은 대변으로 철분 손실을 초래한다. 또한 운동선수들은 많은 땀으로 철분이 손실되기도 한다. 땀으로 손실되는 철분은 0.18-0.20mg/l로 다양하다. 비록 손실되는 철분의 양은 소량이지만 과량의 땀 손실은 0.4mg/l로 증가되며 이를 보충하기 위해서는 흡수율10%를 근거로 4mg의 식이철분이 필요하다. 높은 고지대에서 훈련을 시작하는 운동선수들은 충분한 식이철분 섭취가 필요하다. 왜냐면 고지대에서 적혈구 생성의 증가는 체내에 저장되어 있던 철분을 끌어 쓰기 때문이다. 예상했듯이 지구력운동선수들의 가장 큰 문제는 철분결핍성빈혈이다. 수많은 연구에서 빈혈은 장시간 고강도 운동 시 운동수행력을 심각하게 감소시킨다는 사실이 밝혀졌다. 예상했듯이 지구력운동선수들의 가장 큰 문제는 철분결핍성빈혈이다. 수많은 연구에서 빈혈은 장시간 고강도 운동 시 운동수행력을 심각하게 감소시킨다는 사실이 밝혀졌다. 6장에서도 언급했듯이 지구력훈련과 관련된 빈혈의 한 형태는 스포츠성 빈혈이다. 스포츠성 빈혈은 일반적인 빈혈 형태가 아니다. 비록 헤모글로빈 농도가 정상 범위보다 낮게 나타나지만 다른 철분 상태의 지표들은 정상이다. 스포츠성 빈혈이 운동수핼역을 저하시킬 수 있는 상태나 지구력운동에 유익한 효과를 주는지에 대해서는 아직 알려져 있지 않다. 단기간 스포츠성 빈혈은 훈련 초기나 훈련 강도가 급격히 증가될 때 일부 선수들에게 발생한다. 지구력훈련의 효과 중 하나는 혈장량과 적혈구 수의 증가이다. 그러나 혈장량이 증가하면 적혈구가 희석되고 헤모글로빈 농도는 감소된다. 이러한 현상은 혈액의 점성도가 감소되어 혈류를 더 쉽게 보내줄 수 있기 때문에 운동선수에게 유익한 효과를 줄 수 있다고 믿고 있다. 많은 운동선수들은 훈련을 시작한지 약 한달 후에 헤모글로빈 농도가 정상 상태로 돌아온다. 장기간 스포츠성 빈혈은 고도로 훈련된 지구력운동선수에게서 자주 나타난다. 적혈구가 조직으로 산소를 효율적으로 방출하기 때문에 지구력운동선수들은 골수에서 적혈구 생성이 감소된다는 가설이 제시되었다. 따라서 이 이론을 제시한 여누가즌 스포츠성 빈혈은 낮은 철분 상태 때문이 아니라고 제시하였다. 유산소 능력과 혈액 요인과의 관련성 연구에서 혈액량의 증가는 헤모글로빈 농도의 감소로 어느 정도 보상할 수 있다고 보고하였다. 유산소적으로 건강한 운동선수에게는 스포츠성 빈혈이라는 용어가 가성빈혈이라고 명시하였다. 그러나 많은 전문가들은 이런 용어는 잘못 해석되었고 적합하지 않다고 보고하였다. 왜냐하면 운동선수들의 빈혈 원인은 운동으로 기인된 것이 아니라 일반인의 경우처럼 불충분한 식이철분 섭취가 주원인이기 때문이다. 앞에서 언급된 내용처럼 조직에서 철분 결핍은 운동수행력에 부정적인 효과를 줄 수 있다. 따라서 운동선수는 철분 결핍이 나타날 수 있지만 빈혈에 걸릴 정도는 아니라고 하였다. 무빈혈성 철분결핍이 운동수행력에 미치는 효과는 30년 이상 연구되었다. 최근 무빈혈성철분결핍이 선수들의 운동수행력을 감소시키는지에 대해서는 아직 논쟁의 여지가 있다고 강조하였다. 그는 헤모글로빈의 감소 없이 철분 저장의 고갈은 운동수행력을 감소시킨다고 제시하였으며 동물실험을 통해 확실한 증거를 제시하였다. 조직 내 감소된 철분 저장향은 세포 내에서 대사 능력을 감소시킨다. 

  철분은 필수영양소지만, 과도할 경우 세포에 잠재적으로 해로운 독성을 줄 수 있다. 만약 철분 보충제를 복용하려면 혈중 페리틴 수준부터 확인해야 한다. 왜냐하면 만약 철분 보충제로 인해 체내 철분이 과량 존재한다면 약간의 위험성이 증가될 수 있기 때문이다. 지속적인 과량 복용은 예민한 사람들의 경우 철분 대사의 방해를 유발할 수도 있다. 철분은 간에서 혈철소 형태로 저장되며 과량의 철분 섭취는 건강에 가장 심각하게 영향을 미치는 혈색소침착층을 유발할 수 있다. 이러한 상태는 간경화증을 유발하고 결과적으로 간 기능 손실을 초래한다. 미국인 1000명당 약2-3명은 혈색소침착증의 유전적 소인이 있으나 전문가들은 혈액장에는 유전뿐 아니라 후천적으로도 발생할 수 있다고 보고하였다. 전문가들은 철분의 과량 섭취는 추가적인 건강문제를 초래할 수 있다고 보고하였다. 철분은 간 이외에 심장과 췌장 등 다른 기관에도 축적될 수 있다. 심장에 철분이 과량 존재하면 불규칙한 심장박동을 초래할 수 있고 심부전을 일으킬 수 있다. 또한 과량의 철분은 아동에게 더 치명적이다.

6. 인간의 건강과 운동수행력에 있어서 구리, 크롬, 셀레늄 및 아연의 중요성을 설명한다

  구리는 식품에 널리 분포되어 있으며 해산물, 육류, 견과류, 콩, 통곡물식품, 초콜릿이 포함된 식품에도 많이 함유되어 있다. 구리는 또한 식수, 특히 구리 파이프에서 나오는 연수에서도 발견된다. 대부분의 구리는 산화과정에 관여되는 구리효소로 알려져 있는 금속효소와 함께 많은 효소들의 보조인자로서 중요한 역할을 한다. 구리는 철분과 함께 산소대사에서 작용한다. 구리는 장에서 철분을 흡수하는데 필요하고 헤모글로빈 형성과 미토콘드리아의 산화효소의 특정한 시토크롬의 활성과 관련되어 있다. 또한 구리는 혈장의 당단백질인 세룰로플라즈민의 구성성분이며 유리기를 억제시키는 항산화제긴으을 수행하는 효소인 SOD의 구성성분이기도 하다.

  구리 결핍은 사람에게 매우 드물다. 유전적 장애인 멘케스증후군은 구리 대사를 방해하며 특히 신생아에게 결핍 증상이 나타나는데 발달과 신경장애를 일으킨다. 이런 영향을 받은 신생아들은 몇 년밖에 살지 못한다. 다른 유전적 질환은 구리 대사에 영향을 주며 결핍을 유발할 수 있다. 또한 과량의 아연 보충제나 제산제를 복용한 사람에게도 구리 결핍이 초래될 수 있다고 지적하였다. 주된 결핍 증상은 빈혈이지만 골다공증, 신경학적결함, 심장병도 발생될 수 있다. 대부분의 운동선수들은 충분한 양의 구리를 섭취하고 있다고 조사되었다. 혈청 구리 수준에 대한 운동이나 훈련 효과는 때로는 증가될 수도 있고 때로는 감소될 수도 있으면 또한 변화가 없을 수도 있는 것처럼 매우 다양하다. 몇몇 연구들은 장기간 훈련이나 지구력운동 후에 운동선수의 혈중 구리 수준이 감소되었다고 보고하였다. 저자도 낮아진 혈중 구리 수준은 땀이나 대변을 통한 손실이라는 가설을 세웠지만 결핍 증상은 나타나지 않았다. 

   식이보충제는 다양한 양의 구리가 포함되어 있지만 일반적으로 하루에 900mcg의 RDA를 제공한다. 구리 보충제는 연령과 관련된 근육 퇴화를 예방하기 위한 목적으로 연구되어 왔지만 이는 구리가 눈 건강에 미치는 영향이라기 보다는 구리의 흡수를 감소시키는 높은 아연 함량의 효과를 억제시키기 때문이다. 과량의 구리 보충제는 약 5-10mg이더라도 메스꺼움과 구토를 유발할 수 있기 때문에 권장하지 않으며 구리의 UL은 10mg이다. 미국 국립과학아카데미는 식이 급원의 경우 독성은 매우 드물다고 보고하였다. 그러나 구리 독성은 보충제를 통한 과량 섭취에서 기인된다고 지적하였다. 최근 몇 년간 과학자들은 알츠하이머병 원인으로 구리의 기능에 대해 연구해왔다. 몇몇 연구자들은 유전장애가 뇌를 포함한 다양한 신체 조직에서 구리 농도를 증가시킨다고 보고하였다. 이러한 상태는 알츠하이머와 비교한 수많은 증상을 수반하는 월슨병이라고 알려져 있다. 비록 월슨병은 유전병이긴 하지만 식이-유전의 상호작용에 의해서도 발생될 수 있다고 제안하였다. 이러한 관점에서 브래어는 식이요인으로 구리 배관으로부터 침출된 식수 속에 존재하는 무기 구리이며 구리 배관의 사용은 알츠하이머병의 급격한 확산과 일치한다는 가설을 세웠다. 

  아연은 인간에게 필수적인 영양소이며 다양한 식품에 존재하는 청백색의 금속물질이다. 육류, 우유, 특히 굴 같은 해산물은 아연의 좋은 급원식품이다. 육류 3온스에는 RDA의 30-50%를 포함하고 있으며 굴 1개에는 70% 이상 포함되어 있다. 통곡물식품과 콩과식물도 상당량의 아연이 포함되어 있지만 피트산과 섬유소는 생체이용률을 약간 감소시킨다. 밀의 제분과정에서 아연이 일부 손실되지만 몇몇 아침용 시리얼은 RDA의 25-100프로 정도 포함되어 있다 일반적으로 식사를 통해 충분하게 단백질을 섭취할 수 있다면 충분한 아연의 RDA를 얻을 수 있다. 식이아연은 약20-50프로 정도 흡수되며 매일 아연의 식이섭취가 권장된다. 면역계의 기능증진, 눈 건강 증진, 상처 치유 촉진, 젖산 에너지 시스템을 통한 에너지 생성, DNA, 단백질 및 인슐린의 합성, 세포 및 신체의 성장을 도움, 골격 형성 촉진, 적혈구 생성 촉진, 유전자 발현 조절, 미각과 후각 능력 증진

  혈중 아연 농도는 일반적으로 아연 상태의 지표로 사용되지만 세포 내에 존재하는 아연 상태는 반영하지 못한다. 전문가들에 따르면 전 세계 인구 절반 중 주로 아시아와 아프리카 지역에서 아연 결핍 위험성이 높다고 지적하였다. 적응 기전을 통해 다양한 식품 섭취로 체내 아연 상태가 정상적으로 유지될 수 있지만 아연 결핍은 흡수가 감소되거나 위장관에서 손실이 증가되면 발생될 수 있다고 강조하였다. 아시아와 아프리카의 개발도상국 식단은 주로 피트산이 풍부한 식물성 위주의 식품으로 구성되어 있다. 하지만 앞에서 설명했듯이 피트산은 아연 흡수를 감소시킨다. 추가적으로 대부분 아연 손실은 위장관에서 발생된다. 개발도상국 사람들의 위장관에서 아연 손실이 증가되는 것은 주로 설사 때문이다. 다른 가능한 아연 손실에 대한 기전은 월경과 땀을 통해 손실되는 것이다. 아연 결핍은 주로 임산부와 아동에게 나타나는데 이는 성장과 발달에 영향을 미치며 심각한 건강상의 위험성을 초래한다. 아연 결핍으로 인한 전 세계 아동의 질병 발생률과 사망률은 4%정도이다. 북미에서는 아연 결핍이 흔하지 않다. 그러나 임산부나 수유 중인 여성, 크론병과 같은 위장장애가 있는 사람, 채식주의자와 같은 특정 사람들에게 위험성이 높기 때문에 아연이 풍부한 식품을 섭취해야 한다고 명시하였다. 알코올중독자들도 아연 결핍상태가 나타나는데 이는 알코올이 아연 흡수를 감소시키고 배출을 증가시키기 때문이다. 상피세포, 위장관, 중추신경계, 면역계, 골격계, 재생산에 관여하는 시스템들은 아연 결핍에 의해 임상적으로 영향을 받는 기관들이다. 일반적인 아연 결핍 증상으로 성장 지연, 상처 회복 지연, 식욕 저하, 체중 감소, 미각 이상, 우울증, 무기력 등이 있다. 이러한 증상들은 다양한 요인들과 관련되어 있기 때문에 의학검사를 통해 아연 결핍을 확인하는 것이 중요하다. 대부분의 연구들은 충분한 식이 칼로리를 섭취하는 운동선수들은 보통의 아연 RDA를 충족시킬 수 있지만 일부 운동선수들은 아연 결핍 위험에 처해 있다고 주장한다. 특히 체조, 레슬링, 크로스컨트리달리기처럼 최적의 운동수행력이나 경기를 위해 체중 조절이 필요한 젊은 운동 선수들은 동물성 단백질이 적게 함유된 초저열량 운동선수들도 식물성 식품에 높은 피트산 함량으로 아연 흡수를 감소시켜 위험성을 증가시킨다. 땀을 통한 아연 손실은 아연 결핍의 원인이 되며 남성과 여성 RDA의 8-9프로 정도 손실된다고 보고하였다. 그러나 무기영양소의 전문가인 레인과 루카스키는 아연 상태가 낮거나 미미한 결핍 정도는 운동수행력에 영향을 준다는 증거는 없다고 보고하였다. 

  아연 보충제는 건강상태와 관련하여 많은 연구가 수행되었다. 개발도상국에서 아연 강화식품은 아연 결핍을 해결하기 위한 효율적인 전략이라고 명시하였다. 이러한 관점에서 킹과 커즌스는 아연 보충제가 다양한 연령대 아동들의 신체 성장과 관련되어 있으며 몇몇 연구에서 아동의 질병 발생률과 사망률이 감소되었다고 강조하였다. 패니의 최근 연구에서 아연 보충제가 12-59개월 유아들의 설사 발생률을 23프로까지 감소시켰다고 보고하였다. 마요윌슨 등은 80편의 논문을 분석한 결과 아연 보충제는 아연 결핍 위험성이 높은 지역에서 잠재적으로 부작용의 영향이 더 클 것이라고 결론 내렸다. 눈 건강과 관련하여 아연은 망막에서 높은 농도로 발견되며 아연이 풍부한 식단은 미국인의 실명과 시력 문제의 주된 원인인 연령과 관련된 황반변성의 위험성을 낮출 수 있다고 알려져 있다. 연령과 관련된 황반변성을 예방하기 위해 아연을 섭취하는 것은 현재로서 확실한 증거는 부족하다고 하였다. 그러나 연령과 관련된 안구질환연구소의 결과를 기반으로 아연은 특히 구리와 비타민C, E와 같은 다른 영양소와 결합된 형태의 보충제로 섭취할 것을 권장한다. 아연 보충제는 훈련에 의해 손상된 건강문제나 일반 감기치료 같은 면역 기능을 향상시켜주는 수단으로 제시되고 있다. 수많은 임상연구들은 일반 감기 증상의 기간을 단축시키기 위한 수단으로 아연 라진즈의 효과를 평가하기 위해 수행되었지만 아직까지 아연보충의 효과는 없다고 보고하였다. 아연이 당뇨병 환자의 인슐린 활성과 합성에 생리적으로 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 그러나 뒷받침할 만한 증거가 없다고 결론 내렸다. 아연의 많은 대사 기능 중에서 운동수행력에 미치는 아연의 효과에 대한 연구는 매우 제한적으로 수행되었다. 몇 편의 연구들이 수행되었으며 아연 보충제의 효과를 평가하기 위해 운동수행력의 몇 가지 변인들을 검사했지만 그 결과는 오직 운동검사에서만 보충제로 유의한 이로운 효과가 나타났으며 다른 변인들은 유의하지 않았다. 운동 선수들의 아연 보충제를 권장하기 위한 실험 설계 방법이 제한적이라고 보고하였다. 보충제를 통해 소량의 아연을 섭취하는 것은 심각한 건강문제를 일으키지 않는 것으로 보이지만 아연 독성은 급성 또는 만성 형태로 발생될 수 있다. 과량의 아연 섭취의 급성 부작용 효과는 메스꺼움, 구토, 식욕감퇴, 경련성복통, 설사, 두통 등이 있다. 매일 150-450mg의 아연 섭취에 따른 만성 효과는 체내 구리 수준을 감소시키고 아연 기능을 변화시켜 면역 기능을 감소시킨다. AREDS 연구에서 장기간 아연 복용은 비뇨생식기 문제를 유의하게 증가시킨다고 보고하였다. 초과된 과량의 아연을 장기간 복용하는 것은 건강에 부작용의 위험성을 증가시킨다. 

  크롬은 다양한 산화 형태로 존재한느 매우 단단한 금속으로 크롬3과 크롬4는 인체 건강에서 가장 중요하다. 6가지 크롬인 크롬4는 산업폐기물로 흡입하거나 섭취했을 때 암 발생 위험이 증가하는 것과 관련이 있다. 그롬의 좋은 급원식품은 통곡물식품, 내장육, 계란노른자, 돼지고기, 굴, 견과류, 과일, 야채 등이 있다. 맥주에도 약간의 크롬이 포함되어 있다. 브로콜리 반컵은 크롬의 약25프로가 함유되어 있다. 통밀빵도 좋은 급원식품이지만 흰빵으로 가공과정을 거치면서 약 50프로밖에 제공하지 못한다. 다른 무기질과 마찬가지로 식물성 식품에 함유된 크롬의 양은 식물이 지배되는 토양의 크롬 함량과 관련이 있다. 크롬은 장에서 흡수가 잘되지 않기 때문에 AI 권장량 수준으로 섭취한다면 1프로 미만으로 흡수된다. 식이섭취가 감소하면 흡수율은 다소 증가된다. 크롬은 인슐린 활성을 최적화하는데 중요하며, 탄수화물과 지질대사에서 중요한 역할을 한다. 크롬은 혈당의 적절한 대사과정에서 인슐린과 관련된 포도당 내성인자의 필수 구성성분이다. 포도당 내성 인자의 일부인 크롬은 인슐린 작용을 향상시켜 포도당이 세포에 들어가도록 함으로써 탄수화물, 지방 및 단백질 대사에 중요한 역할을 한다. 크롬은 혈당 수치를 유지하고 근 글리코겐의 형성을 촉진하며, 근조직의 합성을 촉진한다. 

  균형잡힌 식단은 적절한 양 이상의 무기질을 함유하고 있으므로 크롬 결핍은 드물다. 크롬의 결핍은 내당능장애에 기여하며 2형 당뇨병에 대한 위험을 증가시킬 수 있다. 또한 크롬의 결핍은 비정상적인 혈중 지질 수치, 주로 총 콜레스테롤 및 중성지방 수치의 증가와 관련이 있다. 건강이나 신체활동력에 대한 크롬 겨립 효과를 평가하기 위한 주된 문제는 결핍상태에 해당되는지가 결정요인이다. 크롬 상태는 혈액검사나 소변검사로 체내 저장량을 반영하지 못하고 체내 크롬 상태의 신뢰할만한 특별한 생물학적 지표도 찾을 수 없기 때문에 측정하기 어렵다. 그럼에도 불구하고 신체 대사의 잠재적인 기능학적 측면에서 보면 크롬 결핍은 인슐린 활성도에 영향을 줄 수 있으며 건강과 신체활동력에 부정적 효과로 작용한다. 인슐린 민감성의 감소는 건강의 위험성 증가, 특히 심혈과질환을 동반하며 체중 증가와 당뇨병을 초래할 수 있다. 또한 감소된 인슐린 민감성은 탄수화물과 단백질 대사를 방해하여 신체활동력을 감소시킨다. 그리고 근 글리코겐의 감소는 지구력 선수의 운동수행력을 약화시키고 근육으로의 아미노산 흡수 저하는 근력운동 선수의 근육 성장을 감소시킨다. 운동선수들의 경우 다음에 제시된 세가지 조건에 따라 크롬의 불균형을 초래할 수 있다고 보고하였다. 첫째 운동강도증가와 운동 지속시간 증가는 소변을 통한 크롬 배출량을 증가시킨다. 둘째 과량의 탄수화물을 섭취하는 운동선수는 포도당 대사과정에서 더 많은 크롬이 필요하다. 셋째, 경기를 위해 체중 감량이 필요한 운동선수들은 식이크롬 섭취가 감소된다. 

  포도당 대사에서 크롬의 잠재적 기능을 고려해보면 크롬 보충제는 특히 2형 당뇨병 환자의 혈당과 포도당 내성에 유익한 효과를 줄 수 있는지에 대한 연구가 수행되었다 이론적으로 크롬 보충제는 운동 중에 인슐린 민감도 개선과 탄수화물 대사를 증가시켜 지구력 운동선수에게 유익한 효과를 줄 수 있다. 또한 크롬은 인슐린의 동화작용을 향상시킨다. 크롬은 근육으로 아미노산의 유입을 증가시켜 근육량을 증대시키고, 체지방을 감소시켜 체구성을 변화시킨다. 운동선수나 일반인 모두에게 적용 가능한 후자의 이론을 기반으로 대부분의 연구들은 체구성에 대한 크롬 보충제 효과에 대해 연구가 집중적으로 수행되었고 최근 몇몇 연구들은 근력에 미치는 영향을 평가하였다. 비록 크롬 보충제가 일부 당뇨병 환자에게 유익한 효과를 제공해줄 수 있지만 대다수의 경우 지방 감소의 촉진을 통한 체중 감량을 위한 보충제로 일반 대중에게 홍보되면서 인기가 높아졌다. 또한 크롬 보충제는 활동적이 사람들에게 근육량을 증가시키는 수단으로 홍보되고 있다. 크롬 보충제는 무기질 보충제 중에서 칼슘 다음으로 가장 많이 판매되고 있는 인기 제품이다. 특히 크롬 피콜린산염은 가장 많이 판매되고 있는 인기 제품이다. 피콜린산염은 아미노산인 트립토판으로부터 유래된 천연물질로 크롬의 체내 흡수를 도와준다. 

  셀레늄은 많은 식품에서 자연적으로 발견되는 황과 유사한 화학원소이다. 황은 원래 독성이 있다고 여겼지만 이제는 필수영양소로 인식되고 있다. 자연에서 발견되는 대부분의 셀레늄은 셀레늄단백질로 알려진 단백질 성분이다. 셀레늄이 가장 풍부한 급원식품 중 하나는 브라질너트이며 1온스에 500이상 포함되어 있다. 셀레늄이 많이 함유된 다른 급원식품으로는 신장 및 간과 같은 내장육, 참치와 같은 해산물, 육류 등이 있다. 셀레늄이 풍부한 토양에서 재배된 채소, 과일, 곡류, 시리얼 같은 식품 또한 좋은 급원식품이다. 셀레늄은 약25개의 셀레늄 단백질이 함유되어 있는 아미노산인 셀레노시스테인의 구성성분이며 한분자에서 다음분자로 전자를 이동시키는 산화환원요소 과정에 관여한다. 특히 셀레늄은 잠재적 산화 손상으로부터 적혈구의 세포막이나 세포를 보호하는 항산화제 효소와 글루타티온 과산화효소작용에 관여한다. 셀레늄단백질은 당뇨병이나 일부 몇 종류의 암 발생의 생물학적 지표로 이용되고 잇다. 

  셀레늄 결핍은 선진국에서는 매우 드물게 나타난다. 그러나 결핍증은 토양의 셀레늄 함량이 낮은 지역에서 발생된다. 심장 기능 손상과 관련 있는 케산병은 중국의 일부지역에서 발생되었는데 셀레늄이 부족한 토양에서 재배된 식품이 주요 급원식품이었기 때문이다. 그러나 케산병은 중국이 경제적으로 발전되고 생활 환경이 개선되면서 사라졌으며 특히 중국 정부는 셀레늄 강화식품을 위한 프로젝트를 실시하였다. 체내 셀레늄의 항산화제 기능을 고려했을 때 셀레늄 결핍은 다양한 만성 질환과 관련되어 있다. DNA손상을 예방해주는 기능 감소로 암을 유발할 수 있으며 저콜레스테롤의 산화를 예방해주는 기능 손상으로 심장병이 발생된다. 몇몇 연구자들은 2형 당뇨병과 관련하여 셀레늄 단백질과 포도당 대사 간의 연관성을 제시하였다. 셀레늄 결핍에 따른 또 다른 잠재적 건강 위험성은 노화와 더불어 인지 능력의 감소와 갑상샘 기능 저하 등이 있다. 그러나 앞서 강조했듯이, 셀레늄 결핍은 고강도 운동 중에 항산화제의 기능을 손상시킬 수 있으며 이는 근 조직이나 미토콘드리아의 손상을 초래하고 결국에는 신체활동력을 감소시킨다. 

7. 건강전문가가 특수 환경에 처한 사람에게 건강 증진을 위해 무기질 보충제를 권고하는 이유를 이해할 수 있다

 

NSCA 스포츠영양학 

 학습문제

1. 다음 중 다량무기질이 아닌 것은?
마그네슘
셀레늄
황
염소
 
2. 뼈의 형성과 관련되어 있는 무기질 두 가지를 고르시오
칼슘
나트륨
인
칼륨
 
3. 뼈의 적절한 발달과 유지를 위한 칼슘과 함께 섭취하면 좋은 비타민은?
비타민A
비타민B
비타민C
비타민D
 
4. 무기질의 기능에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
신체 내 간과 지방에 주로 분포한다
호르몬이나 효소의 구성성분이다
체내의 수분량을 조절한다
근육의 수축 및 이완에 작용한다
 
5. 인 결핍 시 나타날 수 있는 증상으로 옳지 않은 것은?
뼈의 통증
골연화증
빈혈
연조직의 석회화
 
6. 빈혈에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
빈혈은 적혈구 용적률을 측정하여 검사할 수 있다
철 결핍 빈혈은 장거리 달리기 선수나 체조 선수에게 나타날 수 있다
빈혈은 여자 선수에게만 나타나는 것이 특징이다
빈혈의 증상에는 피로가 있으며, 이는 지구력을 저하시킬 수 있다
 
7. 나트륨에 대한 설명으로 적절한 것은?
체내 삼투압 작용으로 수분 평형을 조절한다
체내 염기를 형성하여 체액의 산도를 염기성으로 유지한다
신경과 근육의 비정상적인 과민성을 유지한다 
체내 칼륨 이온과 교환이 가능한 염기를 형성한다
 
8. 다음 중 미량무기질이 아닌 것은?
구리
인
아연
요오드
 
9. 철의 흡수에 영향을 미치는 요인 중 감소 요인이 아닌 것은?
철 저장량 포화상태
망간, 칼슘의 과다섭취
위산분비감소
체내 요구량 증가
 
10. 다음 중 갑상성 호르몬 생성 및 합성에 관련한 무기질을 고르시오
불소
크롬
요오드
아연

 

NSCA 연습문제집

연습문제

1. 박스의 설명을 읽고 빈 칸인 ㄱ과 ㄴ에 들어갈 내용을 <보기>에서 고르시오 
ㄱ과 관련된 유전질환인 월슨병은 담즙으로 ㄱ을 배설하는 능력이 감소되어 발생한다. 이를 개선하기 위해서는 ㄱ과 경쟁적으로 흡수되는 ㄴ을 고용량으로 처방해야 증상을 완화시킬 수 있다 
철, 구리
구리, 아연
아연, 불소
불소, 철
 
2. 골질량이 감소되고 뼈에 구멍이 생기는 골다공증은 노년기의 여성에게서 많이 발생되는데, 이러한 골다공증을 예방하기 위해 최대 골질량이 형성되는 시기에 충분하게 섭취해야 하는 영양소는?
칼슘
철분
레티놀
비타민E
 
3. 무기질의 체내 역할에 관한 설명 중 바르지 않은 것은?
경조직을 구성하는 구성성분이다
인체의 신진대사를 조절한다
산-염기의 균형을 조절한다
에너지를 제공한다
 
4. 보기에는 여러 무기질이 나열되어 있다. 이 중 다량무기질만 고른 것은?
구리, 나트륨, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 아연, 염소, 요오드, 인, 철, 칼륨, 코발트, 황
 
망간, 셀레늄, 염소, 요오드
황, 칼슘, 마그네슘, 인
몰리브덴, 셀레늄, 코발트, 철
나트륨, 칼륨, 구리, 아연
 
5. 인체가 철을 흡수하면 30%는 간, 비장, 골수에 저장되고, 70프로는 산소대사에 이용된다. 산소운반과 이용에 필수적인 물질로 근육에서는 마이오글로빈을 형성하고 골수에서는 '이것'을 형성한다. 바로 앞에서 설명한 이것은 무엇인가?
성장호르몬
갑상선호르몬
헤모글로빈
신경전달물질
 
6. 골다공증은 노화 및 여성 호르몬의 감소가 주된 원인으로 발생한다. 허리가 구부러지고 키가 작아지며 약한 충격에도 척추, 요골 및 대퇴부의 골절이 쉽게 일어난다. 골다공증은 여러 무기질의 결핍과 관련되어 있는데, 다음 중 가장 관련성이 낮은 것은?
칼슘
나트륨
구리
망간 
 
7. 다음 중 무기질에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
근육량 증가를 위해서는 무기질 섭취가 중요하다 
각각의 무기질마다 담당하는 기능이 다르므로 다양한 무기질 섭취를 통하여 모든 무기질을 고루 섭취해야 한다
어떤 무기질은 인체 내에서 합성되지만 충분하지 않으므로 음식을 통해 섭취해야 한다
무기질은 체중의 약 14%를 차지하는 미량 영양소이다
 
8. 철분이 과도하게 흡수되면 간에 축적되기 쉽고, 이로 인해 간경화증을 유발하며 간기능이 파괴될 뿐만 아니라 여러 신체적 문제를 야기한다. 다음 중 철분의 과잉증에 해당하지 않은 것은?
간경화
변비
면역력 저하 
구토
 
9. 인체의 삼투압 조절과 관련이 있는 무기질은?
칼슘
인
칼륨
마그네슘
 
10. 아래의 상자에 각 무기질의 과잉증과 관련된 증상과 해당 무기질을 나열하였다. 바르게 연결한 것은?
변비 - 철, 칼슘
저혈압 - 마그네슘, 칼륨
설사 - 아연, 셀레늄 
근육 경련 - 나트륨, 마그네슘 
 
11. 아래 상자의 식품 급원과 미량무기질이 잘못 짝지어진 것은?
육류, 내장륙, 전곡류, 생선류, 건새우, 차, 브로콜리
 
철 - 육류, 내장육, 가금류
구리 - 건새우, 난류, 생선류
셀레늄 - 육류, 생선류, 브로콜리
망간 - 내장육, 전곡류, 차 
 
12. 나트륨에 대한 설명으로 틀린 것은?
나트륨은 대부분 칼륨과 함께 섭취된다
고혈압 환자는 특히 나트륨 섭취를 줄이도록 주의해야 한다
흡수된 나트륨은 신장과 위장관에서 대부분 배설되며 폐나 피부를 통해서도 배설이 이루어진다
나트륨은 대부분 신장에서 재흡수되고 일부만 소변으로 배설된다
 
13. 무기질과 그에 해당하는 각각의 기능이 바르게 나열된 것은?
칼륨 - 골격 구성, 근육 수축, 신경자극 전달, 혈액 응고 
마그네슘 - 신경 안정, 근육 이완, 충치 예방 
칼슘 - 체내 수분 균형 유지, 심장근육 이완, 혈압 조절 
황 - 체내 수분 평형 조절, 혈액의 산성도 조절, 소화, 면역반응 
 
14. 신체를 구성하는 무기질의 1/4를 차지하며 골격과 치아조직을 구성하는 이 무기질에 대한 설명으로 잘못된 것은?
에너지 대사과정에 필수적이다
산, 염기 균형에 관여한다
식품 중에 널리 존재하여 결핍증상이 잘 나타나지 않는다
과잉 섭취 시 구루병이나 골연화증과 같은 골격 손실이 나타날 수 있다 
 
15. 결필 시 성장 지연과 면역기능 저하를 가져오는 무기질은?
아연
황
몰리브덴
크롬

 운동영양학 길라잡이 

연습문제

1. 주요 무기질의 체내 역할을 설명하는 것 중 올바르지 않은 것은?
치아와 골격의 단단함과 강도를 준다
체내 대사를 조절한다
연조직의 구성성분이다
에너지를 제공한다
산-염기의 균형을 조절한다
 
2. RDA에 근거하여 철분의 필요량이 덜 요구되는 그룹은?
남자 청소년
여자 청소년
젊은 성인 여자
성인 남자
여자 달리기 선수
 
3. 노년기에 골다공증의 예방을 위해 여성들은 최대골질량이 형성되는 시기에 다음 어떤 영양소를 섭취해야 하는가?
칼슘
철분
레티놀
비타민E
아스코르브산
 
4. 혈색소의 유출을 촉진하여 산소를 근육세포로 운반하는데 있어서 달리기 경주 선수들에게 효과적인 기능향상보조제는?
칼슘
포스포러스
아연
마그네슘
크로뮴
 
5. 철분의 과잉 섭취는 혈색소증을 유발한다. 인체 조직에 미치는 영향은?
동맥경화
신장
심장
간
폐
 
6. 한 컵(227g)의 무지방우유에 함유된 칼슘의 대략적인 양은?
50mg
100mg
300mg
800mg
1200mg
 
7. 헴철을 함유하지 않은 물질은?
간
말린 콩
생선
닭
쇠고기
 
8. 가장 적은 양의 칼슘을 함유하는 식품은?
우유
유류
말린콩
진한 녹색 잎채소
 
9. 아연, 철분, 구리가 가장 많이 함유된 식품은?
우유
육류
전분/빵
과일
채소 
 
10. 미량무기질에 관한 내용 중 틀린 것은?
구리와 철분은 적혈구의 적절한 기능에 필요하다 
셀레늄은 다른 비타민의 하나처럼 항상화제이다
크로뮴은 혈당 조절에 필수적이다
아연은 금속효소의 주요 성분이다
수은은 탄수화물대사에 필수적이다
 
11. 무기질이 인체 내의 대사과정에서 수행하는 주요 기능을 몇가지 설명하라
 
12. 세가지 다량무기질과 적어도 5가지 정도의 무기질을 제시하고 인체 내에서 행하는 주요 기능을 설명하라
 
13. 골다공증은 미국과 캐나다에서 중요한 건강 문제이다. 골다공증의 위험인자 예를 들어 생활습관 등을 제시하고 골다공증 유발을 예방할 수 있는 인자들을 설명하라
 
14. 철분 보충은 다음과 같은 세가지 상황에서 철분보충제가 중요하게 작용되는데 그 이유를 설명하라
정상 철분과 헤모글로빈 상태
무빈혈성 철분결핍증
철분 결핍성 빈혈
 
15. 몇가지 무기질은 기능향상보조제로 작용할 수 있다. 다음 중에서 두가지를 선택하여 이론적이고 논리적인 기능향상적 역할을 설명하라. 또한 이들의 효율적인 측면에 관한 최근 연구를 참고하라. 크로뮴,인산염, 소금, 보론, 바나듐
 

건강스포츠영양학

연습문제

1. 다음 중 주요 무기질이 아닌 것은?
인
아연
나트륨
황
칼륨
 
2. 다음 중 철분 결핍이 가장 흔한 것은?
고령 여성
고령 남성
젊은 성인 여성
젊은 성인 남성
남성 체조 선수 
 
3. 노년기에 골다공증을 예방하기 위해 여성들은 최고골질량이 형성되는 동안, 다음 중 어느 영양소의 적절한 섭취가 필요한가?
붕소
철분
셀레늄
황
칼슘
 
4. 인슐린의 기능을 향상시키고 2형 당뇨병의 예방에 도움이 될 수 있는 포도당 내성 인자의 성분은 무엇인가?
인
구리
크롬
마그네슘
셀레늄
 
5. 과량의 철분 섭취는 혈색소침착증을 유발시키는데, 이는 다음 중 어느 신체 기관을 손상시키는가?
동맥벽
신장
심장
간
폐
 
6. 무기질의 무엇은 중요한 항산화 비타민인 글루타티온 과산화효소의 성분으로서 작용하는가?
셀레늄
붕소
인
염화물
불소
 
7. 다음 중 철분의 생체이용률 증가에 기여하는 것은 무엇인가?
피트산과 옥살산이 풍부한 식이섭취
위산 분비를 줄이기 위해 제산제 복용
칼슘이 풍부한 식이섭취
비타민C 섭취
차에 함유된 것과 같은 폴리페놀 섭취
 
8. 다음 중 아연의 주요 기능이 아닌 것은 무엇인가?
세포와 신체 성장 보조
적혈구 생산 촉진
유전자 발현 조절
상처 치유 촉진
만성질환 예방을 위한 항산화작용
 
9. 다음 중 헬철의 가장 좋은 공급원은 무엇인가?
스테이크
통곡물 시리얼
저지방 우유
브로콜리
굴
 
10. 마그네슘에 관한 설명 중 잘못된 것은 무엇인가?
마그네슘은 시금치와 같은 녹색잎 채소에 함유되어 있다
마그네슘은 단백질 합성에 중요한 역할을 한다
마그네슘의 결핍은 크레틴병을 초래한다
무기질이 더 많이 필요할 때 흡수율이 증가한다
마그네슘의 결핍은 운동수행력을 저하시킨다
 
1. 주요 무기질과 미량무기질을 비교하고 주요 무기질 중 하나를 선택하여 인간의 건강, 식이공급원, 잠재적인 건강 또는 근력에 대한 효과의 기능을 포함하여 무기질에 대해 요약하라
 
2. 아연의 체내 주요 기능 최소 5가지아 아연이 풍부한 식이 공급원 최소 세가지를 확인한다. 당신은 운동선수들에게 보충제를 권할 것인가? 이유는 무엇인가? 아니라면 왜 그런가?
 
3. 골다공증의 수정 가능한 요인 및 수정이 불가능한 요인을 설명하라. 골다공증에 걸릴 위험이 있는 운동선수에게 어떤 권고사항을 제시할 것인가? 무기질과 관련한 특정한 식이 권고사항을 제시하라 
 
4. 철분결핍성빈혈의 위험이 가장 큰 운동선수와 빈혈을 예방 및 치료하기 위해 이러한 선수에게 어떤 조언을 할 수 있는지 설명하라. 헴철과 비햄철의 식이 공급원을 비교하고, 어떤 형태가 더 생물학적으로 이용할 수 있는지 설명하라 
 
5. 온라인에서 크롬 보충제가 스포츠경기력에서 도움이 될 수 있다는 정보를 얻은 동료가 있다. 이론적인 운동능력향상 효과, 출처 및 보충제 권장 여부를 포함하여 크롬에 대한 설명을 동료에게 제공하라