마그네슘 개요
성인신체에 약 26g 마그네슘이 존재하고, 이중 50-60%는 뼈와 치아의 구성요소로서 칼슘 및 인과 함께 복합체로 존재하여 뼈의 강직성 유지에 관여하고, 39-49%는 근육및연조직(soft tissue)세포내에 존재하며 1%미만으로 세포외액에 존재합니다, 혈장에는약 0.3%만이 존재하고 적혈구내에는 약 0.5%만 존재하여 혈중 마그네슘 농도측정은 몸 전체의 마그네슘양을 잘 반영하지못합니다
골격에 존재하는 마그네슘의 약1/3은 세포외액의 마그네슘 농도를 정상으로 유지하는 역할을 하며 ,세포내 마그네슘은 주로 음이온과 결합되어있고 이중 80~90%는 ATP와 결합되어 세포내 대사활성에 직접적으로 관여합니다
① 인체내 광범위한 생화학 반응들을 매개하는 300여종 이상의 효소체계에 있어 보조인자로 작용하거나 직접 효소를 활성화시킴으로써 효소 반응에 중요한
기능을 합니다 - 당대사 , 지방, 단백질, 핵산의 합성, 글루타치온 합성등과 같은 다양한 생화학적 과정에 필수적입니다
② 체내 존재하는 마그네슘의 50-60%가 뼈와 치아에 존재하면서 골강도 유지 기능을 합니다
③ 칼슘은 신경을 흥분시키고 근육을 긴장시키는 반면, 마그네슘은 신경전달 물질인 아세틸콜린의 분비를 감소시키고 분해를 촉진하여, 신경을 안정시키고
근육의 긴장을 이완시킨다
④ 세포내 마그네슘은 세포막의 인지질과 관련하여 세포막 안정을 돕는 기능을 합니다
⑤ 신경 및 근육의 세포막 전위 유지와 신경근 연접부(neuromuscular junction)에서 충격전도에 필수적인 역활을 합니다
⑥ 세포내 마그네슘의 90%는 ATP 또는 ADP와 관련되어 다양한 기능을 합니다
⑦ 심장과 평활근의 수축, 혈관반응, 혈전생성저해, 혈소판 응집저하, 인슈린 작용에도 관여합니다
⑧ Na/K-ATPase 활성에 필요합니다
⑨ 심장근육 세포내에서 세포외로 칼륨의 운반을 조절하는 기능을합니다.
마그네슘 공급원
다양한 식품에 함유되어 있지만 종류에 따라 함량차이가 크다 . 엽록소는 포르피린(porphyrin)과 마그네슘의 복합체이기에 녹색잎 채소에 많고, 정제되지 않은 곡류,두류,견과류 ,종실류에도 마그네슘이 다량포함되있습니다. 우유나 육류등의 동물성 식품에는 적게 함유되어 있습니다
일반적으로 식이로 섭취한 마그네슘은 평균적으로 약 30~40%정도가 흡수됩니다
Intestinal absorption of magnesium from food and supplements. J Clin Invest 1991;88:396-402
육류섭취가 많지 않고 콩, 두부, 땅콩류, 녹색 채소류등 마그네슘이 풍부한 식품으로 생활을 하던 시기에는 특별히 마그네슘의 결핍에 대해 크게 신경쓰지 않았지만 ,최근에는 육류섭취의 증가와 채소섭취의 상대적인 감소로 인해 마그네슘 결핍이 문제가 되고 있습니다
식품의 가공, 조리시 특히 곡류 정제시에는 마그네슘의 80%정도가 손실되며, 채소 조리시에는 50%의 마그네슘이 손실됩니다
마그네슘의 흡수율은 섭취량에 반비례하여 일상적인 식사에서는 약 40-60%인 반면, 마그네슘이 부족한 식사에서는 흡수율이 75%까지 높아지고, 마그네슘이 풍부한 식사를 섭취할때는 25%정도로 낮아진다 ( 마그네슘 보충제를 복용시 용량이 높을수록 나눠서 복용해야 흡수에 유리합니다)
Magnesium absorption in human subjects from leafy vegetables, intrinsically labeled with stable 26Mg
Am J Clin Nutr. 1984 Apr;39(4):571-6
마그네슘의 흡수는 섭취량 이외에도 다양한 식이요인에 의해 영향을 받는데 인은 마그네슘과 복합체를 형성하여 마그네슘의 흡수를 저해하고, 마그네슘 섭취가 낮고 인의 섭취가 높을 때 그 영향이 큽니다
피틴산(phytic acid)및 셀룰로오스와 같은 식이섬유등이 마그네슘의 흡수를 저해 하는 것으로 보고되고 있습니다
앞서 설명했듯이 혈액내 마그네슘은 몸전체의 약 0.3%정도만이 존재하며, 마그네슘 결핍이 심해질때도 정상으로 보이는 경우도 있습니다, 마그네슘의 혈중농도는 우리몸의 항상성 유지기전에 의해 잘 조절되기 때문에 마그네슘결핍이 심해지기 전까지는 어느정도 정상범위를 유지합니다 그래서 혈중마그네슘이 정상이라해서 몸속에 마그네슘양도 정상이라고 생각하시면 안됩니다
혈중 농도 측정은 이렇게 전체 양을 반영하지 못하더라도 검사의 편의성 측면에서 아직도 가장 많이 시행하고 있습니다 ,이외에도 혈중 이온화마그네슘측정 ,소변에서측정하는법, 세포내 마그네슘양을 측정하는 방법등이 있으나 ,어느 하나가 체내 마그네슘 상태를 평가하는 신뢰성 있는 지표라는 것이 입증되지 못하고 있습니다
마그네슘결핍의 초기증상으로는 식욕이 떨어지고, 구역/구토,피곤과 전신 쇠약감이 생기고 진행할수록 저림이나 마비증상, 근육경련, 전신경련, 부정맥, 관상동맥 경련이 일어날 수 있습니다
마그네슘의 결핍의 주요증세는 저칼슘혈증( Rude et al 1976)으로, 중증의 마그네슘 결핍상태에서 혈중칼슘농도가 유의적으로 감소 할수있다는 연구결과(Fatemi et al ,1991)를 고려할 때 ,마그네슘 결핍은 저칼슘혈증으로 진행하기전에 치료해야 합니다
(혈중 마그네슘이 감소하게 되면 부갑상선호르몬 합성이 감소되고 활성형 비타민D도 합성이 감소되어 결과적으로 혈중 칼슘농도가 떨어지게 됩니다)
마그네슘의 결핍 초기에 신경근육의 과흥분이 일어나 잠재적 근긴장성 경련(tetany)이 일어날수 있습니다
저칼슘혈증이 신경성 증세의 주요 요인이지만, 저칼슘혈증을 동반하지 않는 저마그네슘혈증에서도 신경근 과흥분이 일어날수 있습니다(Rude & singer,1980)
비타민D의 대사및 작용에도 중요한 역할을 하기 때문에 저칼슘과 마그네슘결핍 환자는 비타민D를 처방했을 때 저항성을 보인다는 보고가 있습니다(Fatemi S, et al. J Clin Endocrinol Metab. 1991). 장기간 마그네슘 섭취가 부족한 경우 심혈관계질환, 고혈압, 골다공증,당뇨병과 같은 만성 대사성 질환과 관련이 있다는 연구가 지속적으로 보고되고 있습니다.
마그네슘 결핍 위험성이 높은 그룹
(Encyclopedia of Dietary Supplements. 2nd ed. New York, NY: Informa Healthcare; 2010:527-37)
1.위장질환
크론병, 글루텐에 민감한 장질환 (celiac disease), 국한성 장염(Regional enteritis)으로 인한 만성 설사와 지방 흡수 장애는 시간이 지남에 마그네슘 결핍을 초래할 수있다. 소장 절제술,특히 회장(ileum)수술은 전형적으로 흡수 장애를 유발하여 마그네슘 손실이 발생합니다.
2. 제 2 형 당뇨병 환자
Implications of magnesium deficiency in type 2 diabetes: a review. Biol Trace Elem Res 2010;134:119–29.
Hypomagnesemia and diabetes mellitus. A review of clinical implications. Arch Intern Med 1996;156:1143-8
인슐린 저항성 및 제2형 당뇨병이 있는 사람들에서는 마그네슘 결핍과 요중 마그네슘 배설이 증가 할 수 있습니다. 신장에서 고혈당으로 인한 소변량 증가로 마그네슘이 소실되는것으로 보입니다
3. 알코올 중독자
만성 알코올 중독 환자에게는 마그네슘 결핍이 일반적입니다 . 이 사람들은 식이 섭취가 적고 영양 상태가 전반적으로 좋지 않습니다. 췌장염으로 인한 구토, 설사 및 지방변을 포함하는 위장 장애, 소변으로의 마그네슘 과다 분비, 인산염 고갈, 비타민 D 결핍증, 급성 알코올성 케톤산증, 간 질환에 이차적인 고알도스테론증은 모두 마그네슘 상태의 감소에 기여할 수있습니다
4. 고령자
고령자는 젊은 성인보다 마그네슘 섭취량이 적고 또한 장에서 마그네슘 흡수가 감소하고 신장 마그네슘 배설은 연령이 증가함에 따라 증가합니다. 또한 만성 질환이 있거나 마그네슘 상태를 변화시키는 약물을 복용 할 가능성이 높기 때문에 마그네슘 결핍의 위험을 증가시킬 수 있습니다.
이외에도 이뇨제나 카페인은 신장에서 마그네슘 배출을 증가 시킵니다
마그네슘 과잉섭취
식품을 통한 마그네슘의 과잉 섭취는 유해영향을 보이지 않는다. 그러나 식품 외 마그네슘염의 과잉 섭취는 설사 를(하제) 유발하여 탈수를 초래할 수 있습니다
(Mordes & Wacker, 1978; Rude & Singer, 1980).
식품 외 마그네슘 과잉 섭취는 삼투에 의한 설사 및 구토와 복부경련과 같은 경미한 위장관 증상을 초래합니다(Marken et al, 1989; Ricci et al, 1991; Bashir et al, 1993).
마그네슘 독성은 9~12mg/dL (3.7~4.9 mmol/L)의 고마그네슘혈증에서 나타나며, 구역질, 홍조, 복시(diplopia), 언어장애, 근육위축 등의 증상을 보인다. 건강인의 경우 신장을 통해 마그네슘 항상성을 잘 유지하므로 마그네슘의 과잉 섭취는 신장기능이나 위장기능이 손상된 사람을 제외하고 독성을 일으키지 않는다
(Mordes & Wacker, 1978).
신장을 통해 혈중 마그네슘의 80%가 배출되며 이중 95%는 재흡수 됩니다, 이러한 재흡수 기전은 혈중 마그네슘농도를 일정하게 유지하는데 상당이 중요한 기능으로 과마그네슘혈증에서는 재흡수가 거의 일어나지 않으며,저마그네슘혈증에서는 99%이상 재흡수가 증가합니다
Contemporary view of the clinical relevance of magnesium homeostasis. Ann Clin Biochem 2014;51:179-88.
마그네슘 권장섭취량
1) 미국 권장섭취량(RDAs)과 상한섭취량(ULs)- FNB of National Academy
(2) 한국 권장섭취량과 상한섭취량 (2015 한국인 영양섭취기준,보건복지부 )
# 상한섭취량이 권장용량보다 적은 이유는 권장량은 식품섭취량이고 상한섭취량은 보충제 용량만으로 설정하였음
- 과잉 식품섭취로 인한 부작용 보고사례가 없으므로 ,상한용량은 보충제로만 한정함
마그네슘의 상한섭취량
식품을 통한 마그네슘의 과잉 섭취로 인한 유해영향은 보고된 바 없으나 약리적 목적으로 사용되는 마그네슘염과 같은 식품외 마그네슘의 과잉 섭취는 유해영향을 보인다는 보고가 있습니다(Marken et al, 1989; Ricci et al, 1991; Bashir et al, 1993). 이런 근거로 마그네슘의 상한섭취량은 식품과 음용수를 통한 섭취는 포함하지 않으며, 약물이나 보충제와 같은 식품 외 섭취량에 국한하여 정하였습니다.
독성 기준점과 최대무해용량 설정
식품 외 마그네슘의 과잉 섭취로 나타나는 주요 증세인 설사를 독성이 나타나는 기준점으로 선정하였고 마그네슘염 섭취로 경미한 설사와 위장관 증세를 보였다는 일부 연구에서 최대무해용량(NOAEL)을 설정하였습니다.
* 설정의 근거가 되는 용량-반응 연구
① 51-70세 성인 남녀에서 360 mg 마그네슘에 해당하는 염화마그네슘을 장기간 복용했을 때 21명 중 6명이 설사와 위장관 증세를 보였다(Bashir et al, 1993).
② 조산을 예방하기 위해 25명의 임산부에게 384 mg 마그네슘에 해당하는 염화마그네슘을 공급했을 때 5명에서 위장관 증상을 보였다(Ricci et al, 1991).
③ 31-50세 건강한 성인 남녀 50명에게 470 mg 마그네슘에 해당하는 산화마그네슘을 공급했을 때 18 명에서 위장관 증세를 보였다(Marken et al, 1989).
④ 수산화마그네슘 형태로 168-2,320 mg의 마그네슘을 섭취했을 때 나타나는 설사 환자에서 대변 중 마그네슘 배설량이 증가하였다(Fine et al, 1991b).
성인에서 마그네슘으로 유도되는 설사로 설정한 최대무해용량은 식품 외 마그네슘은 1일 360 mg입니다.
여기에 불확실계수(UF:uncertainly factor, 개인의 감수성차이 등에서 유래되는 불확실성을고려한 계수)를 고려하여 결정하였습니다
마그네슘 대사는 연령에 영향을 받지 않아서 ,성인 상한섭취량에 기준체중을 적용하여 유아 및 아동의 식품외 마그네슘 상한섭취량을 설정하였습니다
마그네슘염의 종류와 실제 마그네슘양
(1) 국내에 시판되는 마그네슘염의 종류 ( 식약처 – 건강기능식품의 기준 및 규격)
(가) 글루콘산마그네슘(Magnesium Gluconate) - 수용성 유기염
(나) 산화마그네슘(Magnesium Oxide) - 불용성 무기염
(다) 수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide) - 불용성 무기염
(라) 염화마그네슘(Magnesium Chloride) - 수용성 무기염
(마) 탄산마그네슘(Magnesium Carbonate) - 불용성 무기염
(바) 황산마그네슘(Magnesium Sulphate) - 수용성 무기염
(사) 제이인산마그네슘(Magnesium Phosphate, Dibasic)
(아) 제삼인산마그네슘(Magnesium Phosphate, Tribasic)
(자) 젖산마그네슘(Magnesium L-lactate) - 수용성 유기염
(차) 식품원료를 사용하여 마그네슘을 보충할 수 있도록 제조․가공한 것
(2) 각 마그네슘염의 종류에 따른 실제마그네슘양(elemental Mg)과 생체이용률(Bioavailability)
예를 들어 산화마그네슘의 경우 라벨에 400mg으로 표시되 있으면,실제 마그네슘 함량은 대략 61%정도되니 244mg내외의 용량이 들어 있다고 보시면 되고, 생체이용률은 4%~22.8%로 적게는 244의 4%, 많게는 244의 22.8%정도 흡수되어 우리몸의 전신순환계에 도달되는 최종량이 결정됩니다
실제 마그네슘 함량은 각 논문마다 어느 정도 일치하는 평균수치가 있는데 반해, 생체이용률은 실제 흡수되서 몸속에 존재하는 양을 측정하는거라서 측정방법이나 ,대상에 따라서 논문마다 차이가 납니다
각 마그네슘염의 종류에 따라 효과의 차이는 없는것으로 알려져 있으며 실제 마그네슘양과 생체이용율을 고려하여 제품을 선택하세요
