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우리 몸이 꼭 필요로 하는 금속이 있는가 하면 해로운 금속도 있다. 그런데 이 둘은 서로 중복되기도 한다. 문제는 얼마나 적정량을 섭취하느냐에 달려 있다.

흔히 금속하면 우리 몸에 해로운 것으로 잘못 인식돼 있다. 수은 카드뮴 비소 등 각종 중금속이 인간의 건강을 크게 손상시키는 공해물질로 알려져 있기 때문이다. 물론 이런 중금속이 몸에 각종 악영향을 미치는 것은 사실이다. 그러나 모든 금속을 싸잡아 건강유해물질로 보는 것은 합리적인 시각이 아니다. 실제로 우리 몸에 꼭 필요한 금속도 있다. 이 필수미량금속이 결핍되면 당장 몸에 탈이 난다.

최근 금을 함유한 화장품이 사람들의 관심을 모았다. 한 소비자보호단체가 금화장품의 실제 내용을 파헤쳐 많은 사람들에게 주의를 환기시킨 것이다. 그 터무니 없이 비싼 가격도 문제지만 금이 피부에 흡수될리도 없다는 게 소비자보호단체측의 주장이었다. 화장품업계에서도 곧 반격을 했지만 특별한 과학적 근거는 발견할 수 없다. 또 한편에서는 한방에서 금침을 사용하는 것에 대해서도 그 효능과 관련, 강력한 의문을 제기하고 있다. 은(銀)도 은단을 비롯해 많은 약제의 원료로 쓰이고 있고, 아연도 최근 시판되는 약에 함유돼 있다. 지금부터 금속이 우리의 건강과 어떤 관계를 맺고 있는지 살펴보자.

자연계의 1백3가지 원소중에서 생물에게 필요불가결한 원소를 필수원소라고 한다. 생체에서 양적으로 많은 비율을 점하고 있는 원소를 꼽으면 유기물의 주요구성원소인 수소(H) 탄소(C) 질소(N) 산소(O) 인(P) 황(S) 등 6대원소가 여기 속한다. 그 다음으로 비교적 많이 존재하는 것은 나트륨(Na) 칼륨(K) 마그네슘(Mg) 칼슘(Ca) 염소(Cl) 철(Fe) 등이다. 이들 12종의 원소가 생체중량의 99.9％를 차지하므로 이들을 다량원소라고 부른다.

나머지 0.1％를 붕소(B) 불소(F) 규소(Si) 바나듐(V) 크롬(Cr) 망간(Mn) 코발트(Co) 니켈(Ni) 구리(Cu) 아연(Zn) 비소(As) 셀렌(Se) 몰리브덴(Mo) 주석(Sn) 요오드(I) 등 15가지 원소가 나누어 점유하고 있다. 이 원소들은 특히 고등동물의 삶에 중요한 영향을 미친다. 이처럼 비록 양적으로는 적지만 대사과정에서 중차대한 여러 기능을 담당하고 있는 원소를 미량원소라고 부른다. 단언하건대 생체내에서는 양이 많다고 해서 중요한 것은 아니다. 지금부터 사람에게 꼭 필요한 금속원소, 즉 무기질을 점검해 보자.

■칼슘과 인/뼈의 대사에 중요

칼슘(Ca)과 인(P)은 뼈의 대사(代謝)와 관계가 깊다. 사람의 몸에는 1㎏의 칼슘이 있는데 그중 99％는 뼈와 치아에 존재한다. 뼈의 칼슘은 아파타이트라는 복잡한 인산칼슘염 상태로 존재하고 있다. 혈액이나 근육과 같은 부드러운 조직에도 칼슘이 일부 존재하는데 이것이 세포의 기능에 대단히 중요한 역할을 한다. 칼슘은 혈액의 응고에 절대적으로 필요할 뿐만 아니라 세포막의 투과나 신경전달, 근육의 수축, 분비기능도 담당한다.

몸안의 인은 약 88％가 뼈와 치아에 존재한다. 우리는 혈액이나 세포에서 무기물 상태의 인을 발견할 수 있다. 하지만 뼈 이외의 조직에서는 대부분의 인이 유기물 형태로 존재한다. 인이 함유돼 있는 체내 물질중 중요한 것으로는 핵산(DNA RNA) 인산지방질 ATP 당인산에스테르 등을 들 수 있다.

칼슘과 인의 대사는 비타민D의 대사와도 밀접한 관계가 있다. 그 증거는 이렇다. 칼슘과 인의 결핍은(한쪽 또는 양쪽 모두가 크게 부족되면) 어린 동물에게 구루병을 일으킨다. 그런데 사람의 영아나 유아에게서 볼 수 있는 구루병은 비타민 D의 부족이 그 원인이다.

인은 식품중에 많이 함유돼 있으므로 실제로 인결핍증에 걸린 사람은 극히 드물다. 우리나라에서는 칼슘의 결핍증도 거의 발견되지 않는다.
비타민D는 소화관에서의 칼슘의 흡수를 조절하고 있다. 우리의 몸은 칼슘의 부족을 금방 알아차리고 신속하게 대비한다. 칼슘부족이 느껴지면 장에게 칼슘을 더 흡수하라고 명령을 내리는 것이다. 그런데 이 일은 비타민D의 '헌신적인' 도움이 있어야 가능하다. 따라서 비타민D의 영양상태를 늘 체크하고 칼슘의 적절한 섭취에 신경써야 칼슘결핍증의 마수에서 벗어날 수 있다.

최근 미국에서는 골다공증이란 뼈의 질병이 중요한 사회문제로 대두되고 있다. 특히 이 질환은 나이 많은 여성에게 자주 나타난다. 나이를 먹어감에 따라 뼈가 약해지고 뼈에 낡은 스폰지 같은 작은 구멍이 많이 생기게 되는 이 골다공증의 주범도 칼슘결핍이다.

■마그네슘/알코올과는 상극

마그네슘(Mg)은 세포내에 비교적 많이 존재하는데 체액(體液)밸런스를 유지시키고 여러가지 효소반응에 관여하고 있다. 혈액과 세포외액에도 소량의 마그네슘이 존재한다. 여기서 마그네슘은 근육의 기능을 정상으로 유지시켜주는 일을 한다.

테타누스(tetanus)라는 경련증상은 마그네슘이 심하게 결핍됐을 때 나타난다. 전형적인 마그네슘결핍증세를 볼 수 있는 병은 알코올 중독증이다. 그러나 너무 걱정할 필요는 없다. 식생활을 정상적으로만 하면 최저한의 마그네슘은 쉽게 확보할 수 있기 때문이다.

■나트륨 칼륨 염소/과잉공급이 문제

나트륨(Na)과 칼륨(K)은 생체내에서 이온 상태로 존재한다. 이 두 원소는 체내수분이 균형을 잡아준다. 체액의 삼투압을 유지시키는데 큰 도움을 주는 무기 양이온들인 것이다. 나트륨이온(Na⁺)은 특히 세포내액(細胞內液)에 널리 분포돼 있다. 나트륨이온과 칼륨이온(Ka⁺)은 세포의 정상적인 활동에 매우 중요한 역할을 담당한다. 그중에서도 신경전달, 근육의 수축, 산 알칼리 평형에 절대적인 영향을 미친다.

거의 모든 식품에서 나트륨과 염소(Cl)는 부족한 상태다. 그러나 크게 염려할 필요는 없다. 우리가 매일 먹는 식품에 적지 않은 식염(NaCl)이 첨가되므로 이 두 무기질이 결핍될 가능성은 극히 적다. 오히려 과잉이 문제가 된다. 식염을 과잉섭취하면 그 부작용으로 혈압이 높아진다.

칼륨은 과일 채소 우유 등에 많이 함유돼 있다. 따라서 이런 식품을 제대로 섭취하지 않으면 칼륨결핍증에 걸리기 십상이다. 칼륨이 부족하면 근육의 신축력이 떨어진다.

■철/뽀빠이의 시금치에 많아

철(Fe)은 무엇보다 호흡작용에 중요한 역할을 한다. 특히 헤모글로빈(hemoglobin)과 시토크롬의 필수성분이 된다. 헤모글로빈은 적혈구에 있는 색소인데 우리 몸 안에서 산소의 운반을 담당하고 있다. 또 시토크롬은 근육조직에 있는 호흡색소다.

음식물중에 철이 부족되면 쉬 피로해지고 숨이 차고 가슴이 두근거린다. 다시 말해 철결핍성 빈혈을 일으키게 된다. 알다시피 빈혈은 혈액중의 헤모글로빈농도가 정상인보다 낮을 때 나타나는 증상이다. 철결핍성 빈혈은 남자보다 여자에게 더 자주 나타나는데 월경으로 과량의 혈액을 손실하기 때문이다.

고대 그리스에서는 용사들이 쇠부스러기를 붉은 포도주에 넣어서 먹었다고 한다. 또 중세 유럽에서는 젊은 여성의 얼굴이 창백해지면 못을 사과에 꽂았다가 그 사과를 먹게 했다고 한다. 우리나라의 고전인 동의보감에도 빈혈을 치료하는데 쇳가루를 사용했다는 기록이 남아 있다. 만화영화의 주인공인 뽀빠이가 시금치를 먹고 힘을 되찾는 장면이 나오는데 이것은 철이 풍부한 시금치를 먹도록 유도하기 위해 고안된 것이다. 철의 주요 공급원은 육류(肉類) 계란 등이다.

■구리/굴에 많이 함유돼

실험동물에게 일부러 구리가 부족한 식품만을 골라 먹여서 구리(Cu)결핍증을 일으켰더니 그 불쌍한 동물은 빈혈, 모발의 탈색, 뼈의 이상 등을 일으켰다. 그러나 사람이 심한 구리결핍증을 앓았다는 임상보고는 없다. 그러나 가벼운 구리결핍증은 자기도 모르는 사이에 생길 수 있다. 구리의 주요한 공급원은 간과 녹황색 채소다. 특히 굴을 즐기는 사람은 구리결핍증에 걸릴 소지가 전혀 없다.

■아연/상처를 빨리 아물게 해

사람의 아연결핍증은 이집트와 중동 여러나라에서 보고되었다. 아연(Zn)이 결핍되면 성기능이 크게 떨어지고 소인증에 쉬 걸린다. 이집트와 중동에서 생산되는 곡류속에 아연의 흡수를 방해하는 피트산이 많이 함유돼 있기 때문이라고 한다. 아연결핍증에 걸린 어린이는 식욕이 떨어지고 성장도 잘 안되고 맛을 보는데도 이상이 생긴다.

외상을 입어 조직이 손상되면 오줌속의 질소가 많이 배설된다. 아울러 아연도 상당량 몸밖으로 빠져나간다. 상처가 났을때 아연을 투여하면 상처가 빨리 아문다는 실험결과가 나와 있다. 아연의 좋은 급원으로는 계란노른자 콩 굴 등을 꼽는다.

■요오드/음료수를 통해서도 얻을 수 있어

요오드(iodine)는 갑상선호르몬인 티록신과 트리요오드티로닌의 필수성분이다. 음식중에 요오드가 부족하게 되면 갑상선종이 생기고 갑상선이 커진다. 요오드결핍으로 인한 갑상선종은 우리나라에서는 거의 발견되지 않지만 세계 여러나라에서 환자가 발생하고 있다.

해산물은 요오드의 좋은 공급원이지만 일반 식품에는 요오드의 함량이 낮다. 음료수도 요오드의 공급원이 될 수 있다. 요오드가 결핍된 지역에서는 토양과 암석은 물론이고 흐르는 강물에도 요오드가 적다. 따라서 음료수로부터 요오드를 섭취하는 것이 어렵게 된다.

우리 몸에 필수적인 미량원소는 이 외에도 많다.

알다시피 코발트(Co)는 비타민${B}_{12}$의 성분이다. 무기물 상태의 코발트는 사람에게 별로 필요하지 않다. 그러나 초식동물에게는 필수적이다. 비타민 ${B}_{12}$를 합성하는데 없어서는 안될 원소이기 때문이다. 초식동물의 소화관내에 살고 있는 세균의 작용으로 코발트가 비타민 ${B}_{12}$로 바뀌고 이것이 조직이나 유즙으로 이행(移行)된다.

또 크롬(Cr)이 부족하게 되면 글루코스(glucose)를 처리하는 능력이 떨어진다(실험동물에서). 당뇨병과 유사한 증상이 있는 사람에게 크롬을 투여하여 효과가 있다는 임상보고가 있다.

셀렌(Se)도 필수적인 미량원소다. 셀렌과 비타민E가 같이 결핍되면 간괴사와 심근이상을 일으킨다(실험동물에서). 중국의 일부지역의 토양에는 셀렌의 함양이 대단히 낮다. 따라서 여기에서 얻은 농산물이나 그 지역의 풀을 먹고 자란 가축의 고기에는 셀렌성분이 거의 없다. 이렇게 셀렌이 부족한 양식을 먹고 생활하는 사람과 가축에게 케샨병이라고 부르는 풍토병이 나타났다. 실제로 이 지역 주민의 혈중(血中) 셀렌농도는 다른 지역주민보다 훨씬 낮았다. 최근에 알려진 바로는 셀렌이 충분하게 공급되면 암의 발생률이 크게 저하된다고 한다. 즉 셀렌이 풍부한 식품이 어떤 종류의 암발생을 억제한다는 것이다. 그러나 셀렌의 다량섭취는 위험하므로 주의할 필요가 있다.

이밖에도 망간 니켈 주석 바나듐 규소 등과 같은 미량원소는 실험동물에게 꼭 필요한 원소로 알려져 있다. 그러나 사람의 결핍증은 아직 보고되지 않고 있다. 특히 게르마늄(Ge)은 인삼에 많으므로 이것이 인삼의 어떤 효능과 관계가 있지 않나 하고 생각하는 사람도 있다. 예로부터 금(Au)은 귀금속으로 널리 사용되고 있다. 특히 열전도도가 좋아 몸에 지니면 건강에 좋다고 생각하는 사람이 많으나 이에 대한 과학적인 근거는 찾아볼 수 없다.

과잉은 무조건 유해

이 지구상에 있는 모든 원소가 생물의 생명활동에 필요한 것이라고는 말할 수 없다. 금속원소의 대부분이 생체내에 과잉섭취되면 독성을 나타낸다. 심한 경우에는 생물을 죽게 한다. 필수적인 미량금속이라 할지라도 예외는 아니다.

우리는 흔히 비중 4.0 이상의 금속을 중금속이라고 한다. 중금속 중에서 철(Fe) 아연(Zn) 코발트(Co) 수은(Hg) 카드뮴(Cd) 납(Pb) 비소(As) 등은 때때로 생체에 독성을 나타내는 유해금속이다.

식품에는 필수금속과 유해금속이 모두 들어 있다. 이들이 식품에 있는 여러가지 유기화합물과 복잡하게 작용, 그 독성을 발휘하게 된다. 한국인의 평균 유해금속섭취량은 아직 조사되지 않고 있으나 카드뮴 비소 수은 등의 유해금속 섭취량은 세계보건기구(WHO)와 유엔식량농업기구(FAO)가 공동으로 정한 1일 섭취 허용량보다는 적을 것으로 생각된다. 그러나 최근 산업의 발달로 우리도 여러 종류의 화학물질을 생산해 이용하고 있다. 따라서 유해금속에 오염된 식품으로 인한 식품공해가 발생할 가능성을 배제할 수 없다.

■카드뮴/이타이이타이병에 걸리게 돼

카드뮴(Cd)으로 도금한 식기나 용기에 산성의 식품을 넣으면 카드뮴이 용출되므로 위험하다. 카드뮴이 체내에 들어가면 구토 설사 복통 등의 급성중독증이 나타나는데 그 회복은 빠른 편이다. 그러나 만성적으로 중독되면 신장기능장애에 따른 2차적인 해독을 입게 된다. 즉 몸안의 칼슘과 인이 손실되고 칼슘-인 밸런스가 저하돼 골연화증이 나타난다.

일본에서 발생한 이타이이타이병은 광산 채굴장에서 나온 폐액중의 카드뮴이 강하류지역의 토양과 수질을 오염시킨 데 기인한다. 쌀을 비롯한 농산물의 카드뮴함량이 증가돼, 이 식품을 오랫동안 섭취한 주민이 신장성 골연화증에 걸린 것이다. 이타이이타이를 우리말로 옮기면 '아프다 아프다'가 된다.

■납/직업병으로 유명해

납(Pb)은 가공하기 쉽고 부식에 잘 견디므로 배관 땜질 축전지의 극판 도료 등에 널리 이용된다. 납에 의한 중독은 주로 직업병의 형태로 나타난다.

무기 및 유기납화합물은 구토 구역질 어지러움증 등 급성 중독증상과 빈혈 식욕부진 변비 신경장애 신장장애 등 만성 중독증상을 일으킨다.

■비소/방부제 농약 등에 첨가돼

비소화합물은 안료 방부제 농약 의약품 등에 오래 전부터 사용되고 있다. 외국에서는 과실 또는 오용으로 인한 비소중독사건이 종종 보고되고 있다.

■수은/미나마타병의 주범

자연계에는 무기수은과 유기수은 화합물이 있다. 유기수은 화합물 중에서 저급알킬수은, 특히 메틸수은이 가장 독성이 강하다. 메틸수은은 어패류에 많이 함유돼 있다.

수은중독으로 나타나는 질환중 가장 대표적인 것은 미나마타병이다. 이 병이 처음 발생했던 일본의 도시 이름을 딴 이 질환은 전형적인 공해병으로 널리 알려져 있다.

영양의 균형을 유지해야

구리(Cu)는 열전도가 잘 되므로 여러가지 조리 가공기구에 사용되고 있다. 그런데 구리가 부식되면 청록색으로 변하고 이것이 중독의 원인이 된다. 구리중독의 증상은 메스꺼움 구토 복통 어지러움증 경련 등이다.

아연(Zn) 주석(Sn) 안티모니(Sb) 등이 통조림용기나 식기에 든 산성식품, 예를 들면 청량음료 식초 등에 의해 용출되면 중독을 일으킨다. 중독의 증상은 복통 설사 어지러움증 메스꺼움 등인데 대개 급성으로 나타난다.

현대인은 점점 가공처리한 식품을 먹는 경우가 많아지고 있다. 따라서 식품을 정제하는 도중에 우리 몸에 꼭 필요한 여러가지 미량원소가 손실돼 자신도 모르는 사이에 결핍증에 걸릴 가능성이 커졌다. 이런 상황을 피하려면 될 수 있는대로 여러 식품을 골고루 섞어 먹어야 한다. 다시 말해 영양소의 밸런스를 유지해야 건강하게 장수할 수 있다.