본컨텐츠는 J-Milk 에서제공받아서울우유에서제공하는것으로번역과정에서오류가있을수 있으며컨텐츠의소유권은서울우유와 J-Milk 에있으므로무단전재및배포를금지합니다. 식품과칼슘흡수에대해 江澤郁子 : 日本女子大學家政學部飮食學科 서언 1. 칼슘흡수구조 2, 칼슘흡수에관여하는인자가. 내인성인자나. 영양인자 1) 유당 2) 단백질및펩티드 3) 비타민D 4) 인 5) 식이섬유및식물성성분 6) 지방 3. 식품별칼슘흡수율 4. 식사와칼슘흡수 5. 우유칼슘의흡수성에대하여결언인용문헌 서언생체로의칼슘공급은식사를통해비연속적으로이루어지는데, 생체는혈중칼슘농도유지를위해장관에서효율적인칼슘흡수의극대화를위해교묘한조절기구가배치되어있다. 그러나, 이러한흡수도여러가지인자로인하여영향을받는다. 즉장관에서의칼슘흡수율과흡수량은내인성또는섭취식품의종류및기타영양소등에의해영향을받는다.
칼슘흡수량여기에서는장관에서의칼슘흡수기구에대하여약간언급한후칼슘흡수 와관련되는제인자및식품 영양소에의한영향을중심으로기술하기로하 겠다. 1. 칼슘흡수구조 Ⅰ- 6장의칼슘의장관흡수구조에서자세하게기술하였듯이장관에서의칼슘흡수는상이한 2가지기구가배치되어있다. 하나는십이지장에서소장상부에서이루어지는능동수송이며, 또하나는소장하부에서이루어지는확산수송이다. 전자는활성형비타민D나칼슘결합단백질의관여로물질이농도구배에역행하여수송된다. 따라서, 칼슘섭취량증가에따라흡수량이증가하지만통과시간이나거리가짧아지기도하여일정량에이르면한계점에도달한다. 이에대해확산수송은흡수에관련하는제인자외통과시간이나, 거리가길기때문에칼슘섭취량증가에따라흡수량도증가한다. 그림1에칼슘흡수의 2가지구조와칼슘농도와의관계를나타냈다. (*1) 거의정상칼슘식으로사육한래트의장관을이용하여검토한것이다. 그림에나타났듯이칼슘투여량이어느정도까지증가하면, 능동수송에의한칼슘흡수량은한계점에도달한다. 이에대해단순확산에의한흡수는칼슘투여량증가에따라직선적으로상승한다. 즉섭취칼슘량이적으면능동수송에의존하지만, 칼슘섭취량이충분하면 2가지흡수구조로흡수하고있음을시사하고있다. 그림 1 0.44% 칼슘사육래트의장관에서의칼슘흡수량 (Pansu 에의함 ) 총 Ca 흡수량 단순확산 능동수송 칼슘투여량
2. 칼슘흡수에관여하는인자 다. 칼슘의장관에서의흡수는내인성또는섭취하는음식과깊은관계가있 가. 내인성인자칼슘흡수에관여하는내인성인자는 1생체의칼슘에대한필요도나영양상태 2건강상태 3연령 4정서상태 5신체의활동상태 6복약의유무등을들수있다. 칼슘섭취가부족하거나요구성이증대하면, 장관에서칼슘흡수율을촉진시킨다. 나아가능동수송에의한흡수는성장, 임신, 수유기에도촉진된다. 이들은모두생체의칼슘요구성의증대하고있는생리상태이다. 한편칼슘취량이충분한상태에서는흡수율은감소하지만흡수되는절대량은많다. 건강상태도칼슘흡수에영향을주는데, 질병으로측히마루에누워있으면감소한다. 그리고, 칼슘흡수율은고령에따라감소하는데특히, 여성이 45세부터시작되고, 남성는 60세정도부터감소한다한다. 그리고, 정신적인불안이나긴장, 스트레스, 슬픔등의정서상태도칼슘흡수를감소시킨다고한다. 게다가부신스테로이드, 제산제, 완하제, 이뇨제등의복약도칼슘흡수를저하시킨다. 나. 영양인자 1) 유당당질중에서도포유동물밀크에존재하는유당은특히칼슘흡수를촉진한다고한다. 이칼슘흡수촉진작용에대해서는 ph저하설, 가용성복합체설외최근에는유당의흡수부위인소장의융털돌기세포의칼슘투과성을높인다는설이유력하지만증거는없다. 이칼슘수송에서의확산작용은단순확산에의한흡수를촉진하므로, 고농도의칼슘이소장하부에존재하는경우에유효하다고한다. 그리고 Allen(*2) 은이작용은유당이다른당류보다소화흡수가늦고, 소장하부까지칼슘흡수에관련하기때문이라고한다. 그리고, 유당의칼슘흡수촉진작용은비타민D와는무관계하다는것으로알려져있다. 모유는비타민D함유량은적지만유당함량이많기때문에칼슘흡수가좋고, 이때문에모유를수유하면곱사병발병이적은것이아닌가라는생각이든다.
그리고, 유럽사람은햇볕에노출이적어비타민D 섭취량도적은데도불구하고, 곱사병이나골연화증이적은것은칼슘이나유당을많이함유한우유섭취량이많은것에있는것으로여겨진다. 그리고, 小林등 (*3) 은 UHT가열처리를하는조정분유의칼슘은유아흡수율이 60.4% 로무유당유 36.5% 에비해높다는사실을보고하여분명하게유당이존재하면칼슘흡수가좋다고한다. Greenwald은뼈질환이없는노령자에게 1일 50g의유당을섭취토록한후, 칼슘출납시험을실시한결과대조군과비교하여칼슘평형에변화는없었지만사용한방사성칼슘혈중레벨은조금이지만상승했다고한다. Forbes의흰색쥐를이용한칼슘출납시험에서도뇨중칼슘이유당군으로많이배설되었음에도불구하고평형량도또한대조군에비해증가했다고보고하였다. 칼슘흡수를촉진하는유당에도유당분해효소 ( 락타제 ) 결손증의문제가있다. 락타제결손증은인종에따라다른데동양인에게많고, Scandinavia인에게는지극히적다고한다. 예외는있지만락타제를보유한인종은북유럽및동구에사는코카시아인과외국으로이주한그들의자손이라고한다. 다른민족은소아기에락타제활성을잃어버리는데, 특히흑인, 동양인, 유태인, 아메리칸인디언등은락타제결손증인사람이많고전세계약 70% 에해당되는사람들은소아기에락타제활성을잃어버리는것으로추정된다. 그러나, 이락타제결손증의사람들이유당에대한인용력은약 80% 이상의사람은우유 1l에해당하는 50g의유당부하에는견딜수없지만, 우유한잔 (200ml) 에해당하는 10g의부하에는거의특별한증상을보이지않는다. 따라서, 락타제결손증인사람도한번에많은량의우유를마시지않으면, 별로문제없이우유를마실수가있다. Smith는 5명의정상인과 7명의유당불내증인자원봉사에게우유와요구르트를주어칼슘흡수를조사한결과우유는양자에게유의차는없고, 요구르트에는유당불내증이약간흡수가좋았다고보고하였다. 그리고 Levenson(*4) 은유당불내증자는정상인에비해칼슘흡수율이떨어진다는 Cochet와유당불내증자가오히려흡수가좋다는 Griessen의상호모순된보고를검토하여전자는 Cacl 2 와 50g의유당을사용하였고, 후자는분유를환원한조정유로유당이 23.3g이였다는조건의차이를지적하였다. 한편, 유당불내증자에게골다공증이많다고하는보고가있지만, 이는칼슘흡수가나쁘다고하기보다는칼슘섭취특히우유 유제품섭취
가적었기때문으로여겨진다. 2) 단백질및펩티드단백질은그양뿐만아니라그것을조성하는아미노산질저하로인해칼슘이용율및골형성을현저히게악화시킨다고하는데, 필수아미노산부족으로대퇴골의골단과골격부에현저한골다공증을보인다고한다. Wasserman은단식 ( 斷食 ) 흰색쥐에경구적으로리진과아르기닌을투여하여 45 Ca의대퇴골에침착을발견하였다. 이경우리진을비경구적으로투여하면칼슘흡수에효과가없다고한다. 단백질섭취와골다공증및골절발증율에대해서는 Nordin의국제적인조사와 Matkovic의구유고슬라비아에서의조사그리고최근중국에서조사등의결과에서골다공증예방에는충분한칼슘과단백질섭취가중요하다고밝히고있다. 한편단백질과잉섭취도골다공증리스크요소의하나가될수있다. Licata의골다공증환자의검토에서는고단백질섭취는칼슘 밸런스를부 (+) 로만든다고하였다. 이와같이고단백섭취에의한부 (+) 의칼슘 밸런스기서는단백질섭취상승에따른신장사구체여과율상승과단백질식품에많이포함된산성의회분및유황대사산물영향으로인한칼슘이요세관에서재흡수감소에따른가능성으로생각된다. 그러나, 일본인의식생의현상에서생각하면단백질과잉섭취걱정보다는오히려섭취부족이되지않도록주의할필요가있다. 우유는대단히유효한칼슘및단백질원이다. 우유의칼슘흡수성을높이는인자로서주목받고있는것이카제인포스포펩티드 (CPP) 이다. Mellander 는우유와사람젖을펩신과트리프신으로소화시켜생기는포스포펩티드가칼슘흡수를촉진하는것을발견했다. 그리고, 內藤에의한상세한연구진행으로 CPP가칼슘흡수를촉진하는기구는칼슘이인산과결합하여, 불용성침전형성을 CPP가방지하고, 소장하부에서칼슘의확산수송을조장하는것으로생각하고있다. 3) 비타민D 비타민D(Cholecalciferol) 는음식으로공급하던지아니면, 피부에서햇볕작용에의해콜레스테롤을원료로만들어진다. 흡수또는생성된비타민D는간장에서 25-Hydroxycholecalciferol(25(OH)D 3 ) 로되며나아가신장에서 1,25-Dihydroxycholecalciferol(1,25(OH) 2 D 3 ) 즉활성형비타민D가된다. 이활성형비타민D가 CaBP( 칼슘결합단백질 ) 생성에관여하여장관상부에서칼슘의능동수송에주역을맡고있다. 따라서비타민D 섭취가부족하거나햇볕에노출이적으면, 장관상부
에서의칼슘흡수불충분으로골다공증이나골연화증의원인이된다. 그리고고령자는간장이나신장에서비타민 D 활성화기능이약해지기 때문에칼슘흡수에영향을미치게된다. 4) 인인은음식중의칼슘과인의상호작용이나생체측의호르몬계를매개로간접적으로칼슘흡수에영향을주는것으로생각된다. 그러나, 음식속의인이피틴산이나불용성의인산칼슘형태로함유되어있는경우를제외하면, 일반적인식품으로는그다지문제는없다고한다. 일반적으로 Ca/P = 0.5~2 범위이면칼슘흡수에지장이없다고한다. 그러나, 인과칼슘은뼈구성성분으로중요한영양소이지만자칫하면섭취량이언밸런스되기쉽다. 일본인의칼슘섭취량은 1997년국민영양조사에서 579mg으로소요량인 600mg에미달수준으로주의를기울여섭취하지않는한부족하기쉬운영양소이다. 이것에비해인은음식에풍부하게함유되어있어일상적인식생활에서부족할우려는없다. 일본인이현재어느정도의인을섭취하고있지에대한확실한데이터는없지만국민영양조사을근거로한섭취량의추정치는 1,300mg/ 일로서, 식품군별권장섭취량을기초로계산한수치는 1,200mg/ 일로보고되었다. 이상으로실제로일상적인식생활에서칼슘섭취량이인섭취량을상회하는경우는없다. 오히려지금은각종인산염이식품첨가물로서사용되는가공식품섭취에따라인의과잉섭취가문제이다. 가공식품과인스턴트식품은더욱증가일로에있어총인섭취량에서차지하는비율도향후더증가할가능성이있다. 문제는가공식품에지나치게의존하지않도록하여더이상칼슘섭취부족이일어나지않도록하는것이다. 5) 식물섬유및식물성성분식물섬유는칼슘흡수를저해하여칼슘출납을부 (-) 로만드는것으로알려져있다. 이저해작용에대한연구보고가많은데특히전립소맥제품이밀기울을이용한연구가많다. McCance는정백소맥분에비해미정백소맥분이칼슘흡수를저해한다고하였다. 그리고피험자에게식물섬유로 1일 53g에해당하는전분소맥빵이나밀기울첨가비스킷등을 21일간섭취시켰는데칼슘출납이부 (+) 로되었다는보고가있다. 밀기울에는피틴산을많이함유하고있는데이것이칼슘과결합하여불용성화합물형성으로칼슘의장관흡수를저해하는것으로생각된
다. 이외에야채나과일에함유된셀룰로오스, 우론산, 알긴산, 수산 ( 蓚酸 ) 이칼슘흡수를저해하지만펙틴은영향을주지않는다한다. 그러나, 모두양적인밸런스의문제로써, 적당량섭취후에칼슘섭취에주의를기울이도록해야한다. 6) 지방지방흡수에는담즙이나담즙산염의존재가필요하다. 따라서저지방식섭취는담즙이나담즙산염의분비를감소시켜소장에서지방산량을증가시킨다. 그결과칼슘은지방산과불용성비누를형성하여배설시키기때문에칼슘흡수량이감소한다. 그리고음식중의지방종류에따라서도칼슘흡수는영향을받는데, 수산화된식물유보다밀크지방이칼슘흡수가좋다고한다. 3. 식품별칼슘흡수율식품종류별칼슘흡수율로서잘알려진것으로우유가 53%, 작은생선이 38%, 야채 18% 라는수치가있다. 이는兼松 (*5) 의보고를근거로하고있다. 이실험은건강한성인남성 4명를대상으로실시하였다. 백미를중심으로한기본식 (Ca0.12g/ 일 ) 에표 1과같이 3종류의식품 ( 우유, 작은생선, 야채 ) 및탄산칼슘을각각칼슘원으로서 1일당칼슘이 0.2g, 0.4g, 0.6g, 0.8g이되도록첨가한시험식을섭취한후그흡수율을비교한것이다. 표 1에서와같이동일식품이라도칼슘량또는피험자에따라흡수율이넓은범위에분포하고있지만칼슘첨가량증가에따라흡수율은저하하였다. 그러나, 칼슘흡수량의절대량은첨가량이많을수록커지는것을볼수있다. 표 1 각첨가식 Ca 흡수율 첨가식우유 (%) 작은물고기 (%) 탄산 (%) 야채 (%) 0.2gCa식 70.6 41.2 48.0 5.1 0.4gCa식 48.9 53.2 44.3 18.7 0.6gCa식 54.3 25.0 47.5 26.5 0.8gCa식 36,9 31.4 27.2 20.8 평균 52.7 37.7 41.8 17.8 : 각첨가식 Ca의흡수율은기본식의 Ca를차감하고, 여기에분편배설Ca에서기본식시의분편배설Ca를차감한값을나눈것임.
불규칙한분포는있지만, 가장흡수율이좋은것은우유이다. 한편, 작은생선이나야채는우유보다칼슘흡수율은뒤떨어지지만, 일본인의식습관에서는중요한칼슘공급원일뿐만아니라, 다른미네랄이나비타민류의중요한공급원이라는사실을잊어서는안된다. 전술한兼松의보고 ( 표1) 는 1952년것으로그후 40여년이경과된 1995 년에사단법인전국우유보급협회의위탁을받아우유, 작은생선, 야채에대한칼슘출납실험을실시하였다 (*6). 대상은평균 21세의건강한성인여성 9명으로모두우유, 작은생선, 야채의칼슘원으로만든 3종류의시험식을 3기에걸쳐섭취하도록하였다. 시험식시작전에칼슘 200mg를함유한기본식을 3일간섭취한후기본식에칼슘 400mg를함유한시험식, 우유 (UHT살균우유), 작은생선 ( 정어리어묵, 빙어튀김 ), 야채를각각 4일간섭취하여각시험식유래의칼슘흡수율을산출하였다. 그결과표 2와같이우유는 39.8%, 작은생선은 32.9%, 야채는 19.2% 라는결과를얻었다. 이러한칼슘출납실험으로우유의칼슘흡수율은지극히우수하다는사실이밝혀졌다. 표 2 우유, 작은생선, 야채의칼슘흡수율 우유 39.8% 작은물고기 32.9% 야채 19.2% 4. 식사와칼슘흡수칼슘은위산에의해가용화되어흡수되는것으로보인다. 그러나 Robert(*7) 는무산증 ( 無酸症 ) 환자의칼슘흡수가칼슘소금형태및섭취상태에따라차이가있다는사실을시사하였다. 즉, 절식시의칼슘흡수는탄산칼슘형태로나쁘고구연산칼슘형태로는충분히흡수된다는사실과그리고탄산칼슘도음식과함께섭취하, 면충분히흡수되어건강한사람수준 ( 그레이부분 ) 과다르지않다는사실을보여주고있다 ( 그림 2). 이러한사실로도칼슘흡수는음식성분외에도음식의 ph와도관여하고있는것으로생각할수있다. 하지만 Robert가이용한시험식의 ph는 5.8으로약산성이었다. 고령자는위산분비가저하하므로칼슘흡수는식사의섭취를포함하여종합적으로생각하여야한다.
그림 2 무산증환자의섭취시의칼슘흡수효과 칼슘흡수율단식 식사 5. 우유칼슘의흡수성에대하여칼슘의흡수율은전술한바와같이칼슘섭취량등의조건에의해크게변화하기때문에문헌의수치도 30% 에서 100% 까지넓은범위에분포하고있어, 우유칼슘흡수율을한마디로표현할수는없다. Grager(*8) 는래트에의한칼슘축적율 (%) 을탈지분유 54±3, 인산칼슘 48±2, 감껍질 55±2, 탄산칼슘 55±2, 유산칼슘 56±1으로하여인산칼슘이외는차이가없다는사실을보여주고있다. Sheikh그룹 (*9) 은건강인 8명에게 500mg의칼슘을한번에투여한흡수율 (%) 에대하여우유 31±3, 초산칼슘 32±4, 유산칼슘 32±4, 그르콘산칼슘 27±3, 구연산칼슘 30±3, 탄산칼슘 39±3이라는결과를구하여, 우유및각종염류에서유의차는없다고하였다. Levenson그룹 (*4) 도각종칼슘염류와우유의흡수율을비교하여蓚酸칼슘이현저하게뒤떨어지는이외에는, 우유의 33% 는다른염류와큰차이가없다는사실을보여주고있다. 이러한결과를보면수산칼슘과같은불용성은예외이지만, 가용성이나탄산칼슘과같이위산에의해가용화되면, 흡수율은그다지차이가없다는사실로생각할수있다. 그러나이들염류에대한성적의상당수는칼슘보급제의선택을목적으로한실험으로구할수있었던것으로통상적인식
사로칼슘흡수율의평가와는차이가있다는면을부정할수는없다. 우유는통상가열살균되어음용한다. 우유를가열하면가용성칼슘의일부가불용화하는것으로알려져있다. 이변화가칼슘흡수율에영향을미치눈지아닌지는상당히관심이있는문제이다. Weeks그룹 (*10) 은가열처리유가칼슘래트에의한흡수율 (%) 을사전에고칼슘식으로길들인군 ( 고칼슘 ) 과저칼슘식으로길들인군 ( 저칼슘 ) 에대한실험에서그림 3과같은결과를얻을수있었다. 그림 3 우유의살균조건과칼슘흡수율 (Weeks 그룹 (*10)) 고 Ca 수고 Ca 암저 Ca 수저 Ca 암흡수율생우유 HTST 유 UHT 유저장 UHT 유 이결과는가열조건사이에유의차는인정받지못하였지만, 모두고칼슘식에비교해저칼슘식이흡수율이높았다. 그러나저칼슘은고칼슘에비해흡수율은좋지만, 표1의兼松의데이터와같이흡수된칼슘의절대량은고칼슘이높았다. 사람에따른칼슘흡수율측정은많지않지만小林 (*3) 의성적을보면우유를육아용조제유로가공하면, 유아는 60~70% 가흡수되는것으로보인다. 유아는다른식품을섭취하지않기때문에이수치는그다지변화를보이지는않을것으로보이지만, 유아이외는식품의영향이클것으로보인다. 따라서, 평상시의식사를통해서일정기간, 일정한조건하에서비교해야의미가있다하겠다. 이점에대하여는 Sheikh그룹처럼 500mg을 1 회투여하여조사한실험에비해, 兼松 (*5) 나우리들의 (*6) 실험이귀중할뿐만아니라그의의도크다하겠다.
결언국민영양조사성적에서도칼슘이유일하게소요량에미달하고있어상당한주의를기울이지않으면, 부족이나타나기쉬운영양소임을보여주고있다. 따라서골발육과골밀도를높이기위해서는부족하기쉬운칼슘을어떻게섭취할것인가에대한연구가중심이라고하겠다., 그러나, 현실에서는일상생활에서우유및유제품을섭취하지않고는칼슘소요량충족은상당히곤란하다고하겠다. 그리고일상적인식생활에어떻게우유 유제품을도입할것인지에대한연구도중요하다. 그리고섭취한칼슘이체내에서충분히이용되기위해서는활동적인생활이무엇보다중요하다. 노령기는물론젊은시기에최대골량을최대로높이기위해서도중요하다., 식사는영양소섭취목적이외에도, 일상생활을즐기면서여유있게보내기위해서중요한역할을수행하고있다는사실을부연하고자한다. 참고문헌 (*1) Pansu D, Bellaton C et al. :Effect of Ca intake on saturable and nonsaturable components of duodenal Ca transport. Am J Physiol 240:G32-37,1981 (*2) Allen LH : Calcium bioavailability and absorption : a review. Am J Clin Nutr 35:783-808,1982 (*3) Kobayashi A, Kawai S et al. :Effecta of dietary Lactose and Lactose preparation on the intestinal absorption of calcium and magnesium in normal infants. Am J Clin Nutr 28:681-683,1975 (*4) Levenson DI, Bockman RS : A review of calcium preparations. Nutr Rev 52:221-232,1994 (*5) 兼松重幸 : 성인의각종식품중의칼슘이용및칼슘소요량에관한연구. 영양과식량 6:135-147,1953 (*6) 上西一弘, 江澤郁子, 梶本雅俊, 土屋文安, 일본인청년성인여성의우유, 생선 ( 빙어, 정어리 ), 야채 ( 코마트나, 모로헤이야, 오카히지키 ) 의칼슘흡수율. 일본영양 식량학회잡지51:259-266,1998 (*7) Robert RR : Calcium absorption and acholorydria. N Engl J Med 313:70-73,1985 (*8) Grager JL, Krrzykowski CE et al. :Mineral utilization by rats fed various com-mercially available calcium supplements on milk. J Nutr 117:717-724,1987 (*9) Sheikh MS, Santa Ana CA et al. :Gastrointestinal absorption of calcium
from milk and calcium salts. New Eng J Med 317:532-536,1987 (*10) Weeks CE, King RL : Bioavailability of calcium in Heat-processed milk. J Food Sci 50:1101-1105,1985