제 5 장 에너지 대사 와 신체 조성 의 이해 5 . 1 . 에너지 의 단위 와 측정 ● 식품 의 에너지 가 는 열 에너지 의 단위 로 나타내 고 , 에너지 함량 도 식품 이 연소 할 때 발생 하 는 열 에너지 량 을 측정 해 결정 함 . ( 근래 에 는 일 에너지 의 개념 이 도입 되 어 함께 쓰임 ) 5 . 1 . 1 . 에너지 의 단위 ○ 식품 의 열량 가 는 인체 가 식품 으로부터 획득 할 수 있 는 에너지 함량 의미 함 . - 에너지 는 칼로리 ( calorie ) 라는 단위 로 표현 되 며 보통 킬로칼로리 ( kcal ) 가 사용 됨 . - 1 kcal 는 정상 기압 에서 1 kg 의 물 을 1 ℃ 올리 는데 요구 되 는 열 에너지 의 양임 . - Cal 로 표기 하 기 도 하 며 , 근년 에 는 킬로 주울 ( kilojoule ; kJ ) 을 에너지 단위 의 표준 으로 사용 . - 1 kJ 은 1 뉴톤 ( N ) 의 힘 을 1 m 움직이 는 일 을 수행 하 는 데 필요 한 에너지 의 양 이 며 , 1 kcal 은 4 . 18 kJ 이 다 . 그러므로 2000 kcal 는 8360 kJ 과 같 으며 , 이 는 8 . 36 메 가 주울 ( megajoule , MJ ) 로 도 표현 . 1 kcal = 1 Cal = 1000 cal = 4 . 18 kJ 5 . 1 . 2 . 에너지 의 측정 ○ 식품 에 함유 된 열량 가 는 직접 열량 측 정법 ( direct calorimetry ) 을 이용 해 식품 이 연소 되 면서 방출 하 는 열량 을 직접 측정 . - 탄수화물 이나 지질 이 체내 호흡 과정 에서 산화 될 때 일어나 는 화학 적 변화 가 공기 중 에서 연소 될 때 와 동일 하 다는 사실 에 근거 를 둠 . - 단백질 의 경우 , 단백질 이 공기 중 에서 연소 되 면 질소 도 산소 와 결합 해 에너지 를 방출 하나 체내 에서 는 질소 는 산화 되 지 않 기 때문 에 이 부분 에 대해 보정 한 값 을 이용 . ○ 직접 열량 측 정법 에 사용 하 는 기기 는 봄열량계 ( bomb calorimeter ) . - 단열 된 상자 같 은 구조 , 중앙 에 위치 한 용기 에 시료 를 넣 고 산소 를 공급 해 연소 시 발생 하 는 열 이 시료 용기 주위 의 물 에 흡수 되 도록 하 여 물 의 온도 상승 을 측정 함 ( p . 133 , 그림 5 - 1 참조 ) . ○ 봄열량계 에 의해 측정 된 에너지 량 ( 식품 의 연소 열 량가 ) 은 시료 g 당 kcal 로 나타냄 . - 탄수화물 , 지질 , 단백질 의 대표 시료 로 설탕 , 옥수수 유 및 계란 알부민 이 쓰이 며 최대 열 량가 는 각각 4 . 1 kcal / g , 9 . 45 kcal / g , 및 5 . 65 kcal / g , 알코올 은 7 . 1 kcal / g ( 단백질 은 체내 에서 질소 가 산화 되 지 않 음 , 질소 g 당 발생 하 는 에너지 량인 1 . 3 kcal 가 낮 은 4 . 35 kcal / g 이 체내 에서 방출 되 는 최대량 임 ) . ○ 식품 의 영양소 의 소화 ? 흡수율 은 100 % 이하 로 체내 방출 에너지 산 출시 고려 함 . ○ 에너지 발생 영양소 의 소화 ? 흡수율 은 영양소 마다 다르 고 , 동일 영양소 도 어떤 식품 에 함유 되 어 있 느냐 에 따라 다름 . 단백질 의 경우 계란 , 쇠고기 , 우유 에 들 어 있 는 단백질 은 쌀 , 밀 또는 채소 류 의 단백질 보다 쉽 게 소화 됨 . - 소화율 차이 로 , 이 의 평균치 를 대표 값 으로 쓰 게 됨 . - 탄수화물 , 지질 및 단백질 의 소화율 은 각각 0 . 98 , 0 . 95 및 0 . 92 임 . ○ 신체 의 실제 유용 한 에너지 를 생리 적 열량 가 라고 하 고 , 연소 열 량가 에 소화 ? 흡수 율 이 적용 됨 ( p . 134 , 표 5 - 1 참조 ) . - 단백질 의 경우 : 질소 에너지 의 비 이용 분 을 보정 산출 , 그 값 을 대략 조절 하 여 결정 된 값 . - 당질 은 4 kcal / g , 지질 은 9 kcal / g , 단백질 은 4 kcal / g 이 며 , 알코올 은 7 kcal / g . 5 . 2 . 식품 의 열 량가 ● 열량 가 는 에너지 를 발생 하 는 영양소 의 함량 에 의해 결정 됨 ( 화학 적 분석 법 으로 정량 ) . 강낭콩 ? 지방 : 적절 한 유기 용매 로 용출 해 직접 측정 . ? 단백질 : 질소 량 을 분석 후 , 단백질 에 질소 가 16 % 들 어 있 다는 이론 에 근거 해 산출 . ? 탄수화물 : 완두콩 을 건조 시켜 수분 량 을 구함 → 산 과 알칼리 를 차례 로 이용 해 가열 하 여 조섬유 함량 을 산출 → 시료 의 무게 에서 지질 , 단백질 , 수분 과 조섬유 함량 을 빼 서 계산 . - 탄수화물 함량 에 식이 섬유소 가 포함 되 므로 실제 함량 보다 높 게 평가 됨 . - 식이 섬유소 이외 에 미량 의 무기질 과 비타민 함량 이 포함 됨 . ◆ 강낭콩 의 총열량 가 는 시료 100 g 에 함유 된 이 들 에너지 발생 영양소 의 함량 에 각 영양소 g 당 생리 적 열 량가 를 곱한 후 이 를 모두 더 해서 구함 ( p . 135 , 표 5 - 2 참조 ) . ● 각 식품 의 열 량가 의 차이 를 에너지 밀도 ( energy density ) 로 표현 , 식품 용적 당 에너지 함량 ( kcal / ml ) 으로 나타냄 . 지질 함량 이 높 거나 수분 함량 이 낮 은 식품 들 - 식용유 , 버터 , 마요네즈 , 땅콩 등 은 에너지 가 농축 되 어 있 으므로 에너지 밀도 가 높 다 . 반면 에 상추 , 오이 , 사과 등 은 수분 함량 은 매우 높 고 , 지방 함량 은 아주 낮 으므로 에너지 밀도 가 낮 음 . ● 식품 의 열량 가 는 조리 또는 가공 중 에 변함 . 감자 : 삶 은 감자 , 감자조림 및 감자튀김 의 100 g 당 열 량가 는 상당히 다름 ( p . 136 , 표 5 - 3 참조 ) . 5 . 3 . 식품 에너지 의 방출 과 인체 의 에너지 획득 ● 식품 의 고 에너지 화학 물질 ( 영양소 및 알코올 ) 을 저 에너지 의 단순 한 물질 로 전환 시키 면서 에너지 를 방출 시키 는 과정 을 “ 호흡 ” 이 라고 함 . - 호흡 은 탄소 와 수소 를 산화 시켜 CO 2 와 물 을 형성 하 는 일련 의 과정 . - 방출 되 는 에너지 는 열 로 손실 되 기 도 하 며 상당 부분 은 아데노신 삼 인삼 염 ( adenosine triphosphate , ATP ) 내 에 유입 됨 ( p . 137 그림 5 - 2 참고 ) . - ATP 는 ADP 와 무기 인산염 이온 ( Pi ) 의 응축 반응 으로 형성 ( 흡열 반응 ) . - ADP 와 Pi 의 에너지 상태 보다 ATP 와 물 의 에너지 상태 가 높 기 때문 에 ATP 생 성 은 발열 을 수반 하 는 짝 반응 ( 호흡 ) 이 함께 할 때 만 가능 , 여기 서 발생 한 ATP 는 새로운 영양소 합성 에 쓰이 거나 신체 활동 에너지 로 사용 됨 . - 식품 의 에너지 영양소 들 은 소화 과정 을 거치 면서 탄수화물 은 포도당 으로 , 지질 은 지방산 과 글리세롤 로 , 단백질 은 아미노산 형태 로 각각 산화 과정 을 통하 여 흡수 됨 . 5 . 4 . 인체 의 에너지 소비 ● 인체 가 소비 하 는 에너지 는 에너지 요구량 과 같 으며 , 기초 대사 , 활동 대사 및 식품 의 열 효과 의 세 가지 범주 로 구분 . ① 기초 대사 ( basal metabolism ) ? 기본 적 인 생명 현상 을 유지 하 는 데 필요 한 필수 적 인 대사 . ? 에너지 가 소비 되 고 , 성장 에 필요 한 에너지 도 이 범주 에 속함 . ② 활동 대 사량 ( physical metabolism ) ? 기본 적 인 생명 현상 의 유지 를 벗어나 는 활동 을 제외 한 신체 활동 에 소비 되 는 대사 . ③ 식품 의 열 효과 ( thermic effect of feeding , TEF ) 또는 식사 성 열 발생 ( diet induced thermogenesis , DIT ) ? 식사 사 후 1 ∼ 3 시간 사이 에 식품 의 영양소 들 이 대사 되 는 데 소비 되 는 에너지 . ● 에너지 량 은 개인 의 신체 크기 , 연령 또는 개개인 이 처한 상황 이나 행동 에 따라 다양 함 . 신체 : 작 은 사람 신경 활동 , 호흡 , 혈액 순환 을 위한 심장 의 박동 , 내분비선 에서 의 호르몬 분비 , 영양소 의 흡수 , 대사산물 의 배설 , 근육 의 긴장 및 체내 항상성 유지 등 의 기능 을 수행 하 는 데 쓰이 는 에너지 등 . ○ 기초 대사 량 은 잠 을 깬 직후 , 침대 에 누운 상태 에서 신체 적 으로 나 정서 적 으로 이완 된 조건 이 유지 되 어야 하 는 특정 조건 에서 측정 ( 측정 24 시간 전 에 운동 을 해서 는 안 되 고 , 12 시간 이상 공복 상태 여야 함 ) 하 고 , 방법 은 직접 적 인 방법 또는 간접 적 인 방법 이 있 음 . ① 직접 적 인 방법 : 사람 의 몸 에서 발생 하 는 열 을 직접 측정 하 는 방법 . ② 간접 적 인 방법 : 산소 소모량 과 탄산가스 배출 량 을 측정 해 열량 영양소 의 산화 로 얼마 의 에너지 가 방출 되 었 는지 를 산출 하 는 방법 . 1 ) 직접 열량 측 정법 - 우리 몸 에서 사용 된 에너지 는 모두 궁극 적 으로 열 의 형태 로 방출 된다는 이론 에 기초 를 둠 . - 식품 에서 방출 된 에너지 의 일부 는 즉시 열 로서 나타나 고 , 일부 는 ATP 에 일시 적 으로 잡혀 있 다가 열 로 방출 됨 . - 사람 을 인체 열량계 ( human calorimeter ) 또는 호흡상 자 ( respiration chamber ) 라는 제한 되 고 독립 된 공간 에서 활동 하 게 하 여야 함 . - 기초 대 사량 산출 : 호흡상 자 에서 하룻밤 수면 후 , 아침 에 잠 이 깬 상태 에서 측정 . - 하루 의 총 에너지 소비량 산출 : 하루 종일 식사 , 운동 , 수면 등 다양 한 활동 을 호흡상 자 안 에서 수행 하 도록 함 . - 호흡상 자 의 원리 는 봄열량계 ( 식품 의 열 량가 측정 방법 ) 와 같이 사람 의 몸 에서 발생 한 열 이 호흡상 자 를 둘러싸 고 있 는 열 저장고 ( heat reservoir ) 의 온도 를 변화 시키 므로 방출 된 에너지 량 을 계산 . - 호흡상 자 를 이용 하 면 산소 소모량 과 탄산가스 방출 량도 동시 에 측정 가능 하 고 호흡상 ( respiratory quotient ; RQ ) 을 구할 수 있 음 . RQ = 생성 된 CO 2 / 소비 된 O 2 - 탄수화물 만 의 RQ 는 1 , 지질 은 0 . 7 , 단백질 만 의 0 . 8 정도 이 지만 정확 한 값 은 어떤 아미노산 이 어떤 비율 로 산화 되 었 는지 에 따라 다름 . - 정상 적 인 사람 이 정상 적 인 상황 에서 탄수화물 과 지질 을 에너지원 으로 사용 하 는 경우 RQ 는 0 . 82 정도 . 2 ) 간접 열량 측 정법 - 산소 소비량 을 분석 해 간접 적 으로 산출 함 . - 직접법 에 비해 간편 하 고 적 은 비용 으로 가능 함 . - 간접 열량계 는 폐쇄 형 과 개방 형 두 가지 장치 가 쓰임 . ① 폐쇄 형 ( Benedict - Roth 호흡 측정기 ) ? 피험자 로 계량 된 산소 ( 공기 혼합물 속 ) 를 공급 받 도록 하 고 배출 되 는 탄산가스 와 물 을 용기 에 받 아 측정 . ? 6 분 간 호흡 후 , 호흡 전 과 후 에 ? 澎 銹 Η 嵐 개 뼈 ? 산소 를 측정 하 여 산소 소모량 을 산출 . ? 정상 적 인 온도 와 기압 , 기초 대사 조건 에서 RQ 가 0 . 82 일 때 , 1 L 의 산소 는 4 . 82 kcal 의 에너지 를 방출 함 . ② 개방 형 ? 저 가격 으로 산출 가능 . ? 정상 적 인 실내 공기 를 호흡 하 게 하 면서 발생 하 는 탄산가스 를 수집 해 측정 . ? 생산 된 탄산가스 의 양 을 산출 후 , 산소 소모량 을 계산 해 낼 수 있 음 . ? 장점 : 고농도 의 산소 로 인해 대사 가 촉진 되 는 에러 의 가능 성 을 배제 함 , 각 활동 의 에너지 소비량 을 측정 할 수 있 음 . 3 ) 수면 대 사량 과 휴식 대 사량 - 기초 대 사량 과 는 약간 다른 개념 으로 수면 대 사량 ( sleeping metabolic rates , SMR ) 과 휴식 대 사량 ( resting metabolic rates , RMR ) 이 있 음 . ① 수면 대 사량 : 피험자 가 잠 을 자 는 상태 에서 에너지 소비량 을 측정 . ② 휴식 대 사량 : 측정 직전 까지 도 걷 기 등 의 활동 을 제한 하 지 않 으므로 기초 대 사량 에 비해 수면 대 사량 은 조금 낮 으며 , 휴식 대 사량 은 조금 높 음 . ※ 동일인 에 있 어 이 들 간 의 차이 는 10 % 정도 이나 일반 적 으로 동일 한 개념 으로 사용 됨 . 4 ) 기초 대 사량 추정 법 - 체중 , 신장 , 연령 등 을 이용 해 추정 하 는 몇몇 공식 이 도출 되 었 음 ( p . 143 , 표 5 - 4 참조 ) . ① 방법 A ? 체중 을 이용 하 는 방법 . ? 평균 기초 대 사량 : 남자 는 1 kcal / kg / hr 이 고 여자 는 0 . 9 kcal / kg / hr 이 므로 체중 이 67 kg 인 표준성 인 남자 의 기초 대사 량 은 1608 kcal 이 고 , 54 kg 체중 의 표준성 인 여자 는 1166 kcal 임 . ? 정상 적 인 체형 과 체조 성 을 지닌 사람 들 에게 적합 하 나 , 체지방 이나 근육 이 정상 보다 많 은 사람 의 경우 는 높 게 평가 되 기 쉬움 . ② 방법 B ( 1909 년 에 Harris 와 Benedict 에 의해 개발 ) ? 체중 , 신장 그리고 연령 의 세 가지 항수 를 함께 이용 하 고 , 정확 성 이 높 게 평가 됨 . ? 10 세 이상 의 남자 에 적용 하 는 공식 과 모든 연령 층 의 여자 에 적용 하 는 공식 으로 구분 . ③ 방법 C ? 대사 신체 크기 ( metablic body size ) 값 을 이용 . ? 기초 대사 량 은 대사 신체 크기 이 며 , 이 는 남녀 모두 체중 ( kg ) 에 70 을 곱한 값 과 같 음 ? 기초 대사 량 은 상이 한 체형 에 도 적용 성 이 높 으며 , 거의 모든 동물 에게 도 적용 할 수 있 음 . ④ 방법 D ( FAO / WHO / UNU 의 전문가 위원회 에서 개발 ) ? 피험자 11 , 000 명 의 기초 대 사량 을 분석 해서 내린 결론 으로 동일 함 . ? 연령 층 을 6 개 군 으로 구분 해 각각 에 적합 한 공식 을 제안 함 . 5 ) 기초 대 사량 의 영향 인 자 ? 체 조성 , 성 , 호르몬 분비 , 수면 , 연령 , 임신 , 영양 불량 , 체온 , 환경 온도 , 흡연 등 이 기초 대 사량 에 영향 을 미침 ( p . 144 , 표 5 - 5 참조 ) . ( 1 ) 체조 성 ? 모든 신체 조직 은 항상성 을 유지 하 기 위해 에너지 가 요구 됨 . ? 대사 속도 는 조직 에 따라 다르 며 골격근 , 두뇌 , 내분비 기관 또는 간 처럼 대사 가 활발 한 조직 은 기타 골격 이나 지방 조직 등 대사 적 으로 덜 활발 한 조직 에 비해 무게 당 산소 소모량 이 많 음 ⇒ 동일 한 체중 을 가진 사람 이 라도 운동 등 신체 활동 량 이 많 아 상대 적 으로 골격근 이 많 고 지방 조직 이 적 은 사람 은 기초 대 사량 이 높 음 . ( 2 ) 성 ? 동일 한 연령 , 체중 그리고 신장 을 지녔 어도 여자 의 기초 대사 량 은 남자 보다 10 ∼ 12 % 낮 음 . ⇒ 남녀 간 에 체조 성 에 큰 차이 가 있 기 때문 ? 남자 는 여자 에 비해 골격근 이 많 고 지방 조직 이 적 고 , 젊 은 남자 는 대체로 체중 의 14 % 가 지방 조직 인데 비해 여자 는 23 ∼ 32 % 임 . ( 3 ) 호르몬 ? 부신 과 갑상선 에서 분비 되 는 호르몬 이 은 대사 속도 를 촉진 하 고 , 기초 대 사량 에 보다 큰 영향 을 끼침 . ? 에피 네 피린 은 화 가 나 거나 공포감 을 느끼 는 등 강렬 한 정서 적 자극 이 있 을 때 , 부신 에서 분비 되 어 대사 를 강력 하 게 자극 함 ( 작용 시간 은 2 ∼ 3 시간 정도 ) . ? 티록신 의 대사 촉진 작용 은 매우 강력 함 . ? 갑상선 호르몬 의 과잉 분비 또는 분비 부족 으로 기초 대 사량 의 차이 는 매우 큼 . ※ 갑상선 기능 저하 시 : 티록신 의 분비 감소 로 인해 기초 대 사량 이 30 % 까지 저하 갑상선 기능 이 항진 시 - 기초 대 사량 이 50 ∼ 75 % 까지 증가 . ( 4 ) 수면 ? 수면 중 에 는 근육 이나 정서 상태 가 기초 대 사량 을 측정 하 는 조건 보다 더 이완 되 어 있 기 때문 에 에너지 필요량 이 감소 . ? 일부 사람 에서 는 잠 을 자 면서 무 의식 적 으로 몸 을 젖히 고 움직이 는 동작 에 에너지 를 쓰 므로 수면 에 따른 에너지 소모량 감소 가 보상 되 기 도 함 . ( 5 ) 연령 ? 기초 대사 량 은 연령 에 따라 변하 는데 이 는 주로 나이 에 따라 대사 적 활성도 가 다른 조직 의 함량 이 달라지 기 때문 임 . 신생아 는 성인 에 비해 대사 가 활발 한 조직 의 비율 이 높 으므로 유아 는 성인 보다 단위 체중 당 기초 대 사량 이 높 다 . 일반 적 으로 출생 후 2 년 까지 는 기초 대 사량 이 증가 하 다가 이후 점차 감소 하 는데 , 사춘기 중 에 는 일시 적 으로 증가 하 는 현상 을 보임 . - 연령 의 증가 에 따라 기초 대 사량 이 감소 하 는 주요 원인 은 비 지방 조직 이 점차 적어지 기 때문 으로 20 ∼ 25 세 때 에 비해 85 세 가 되 면 비 지방 조직 이 75 % 정도 로 줄 어 듬 . ( 6 ) 임신 ? 임신 6 개월 에서 9 개월 사이 에 는 기초 대 사량 이 약 20 % 증가 하 며 이 는 태아 와 태반 또는 모체 조직 의 높 은 대사 활성 때문 이 라고 생각 되 나 각각 의 기여 도 는 확실 하 지 않 음 . ( 7 ) 영양 불량 또는 과잉 영양 ? 에너지 섭 취량 이 오랜 기간 동안 에너지 소비량 보다 적 으면 기초 대사 량 은 예측 치 보다 20 ∼ 30 % 떨어짐 . ⇒ 에너지 결핍 에 대해 우리 신체 가 적응 하 는 현상 으로 체중 을 감량 하 기 위해 다이어트 를 하 는 일부 사람 들 에 있 어 에너지 섭 취량 의 부족분 만큼 실제 체중 감소 가 나타나 지 않 음 . ? 장기간 동안 에너지 가 과다 한 식사 를 하 는 데 도 불구 하 고 예상 되 는 만큼 의 체중 증가 가 일어나 지 않 는 것 은 에너지 과잉 에 대한 적응 현상 임 . ( 8 ) 체온 ? 체내 에서 일어나 는 모든 화학 반응 은 온도 가 올라가 고 , 빨라 지 므로 체온 의 상승 은 기초 대사 를 항진 시킴 . - 체온 이 1 ℃ 오 를 때 마다 기초 대 사량 이 평균 13 % 상승 하나 , 이 보다 더 크 게 오를 수 도 있 으므로 발열 환자 에서 에너지 필요량 이 증가 함 . ( 9 ) 환경 온도 ? 기초 대사 량 은 체온 뿐 만 아니 라 환경 온도 에 도 영향 을 받 음 . - 환경 온도 가 26 ℃ 일 때 대사 율 이 가장 낮 으며 , 이 보다 높 거나 낮 은 온도 에서 는 대사 율 이 항진 됨 . - 환경 온도 가 갑자기 내려가 면 , 몸 이 전율 하 면서 일시 적 으로 열 발생량 을 늘리 므로 기초 대 사량 이 증가 하 며 이러 한 현상 을 한랭 유발 성 열 발생 ( cold - induced thermogenesis ) 이 라고 하 고 체온 강하 를 방지 하 는 효과 가 있 음 . ( 10 ) 흡연 ? 니코틴 은 기초 대 사량 을 10 % 가량 증가 시키 고 또 한 니코틴 은 식욕 을 억제 함 . ? 흡연 을 하 던 사람 이 금연 하 게 되 면 식욕 이 좋 아 지 면서 체중 이 증가 하 는 경향 을 보임 . 5 . 4 . 2 . 활동 대사 ○ 신체 활동 에 관련 되 는 모든 골격근 의 운동 과 이 에 부가 되 는 심장 박동 과 호흡 증가 에 에너지 가 소모 되 며 , 일반 적 으로 신체 활동 에너지 는 신체 크기 와 활동 강도 에 따라 다름 . ○ 다양 한 신체 활동 에 요구 되 는 에너지 량 을 “ 에너지 비용 ” 이 라고 하 는데 산소 소모량 에 기초 해 측정 하 며 시간 당 , 체중 당 에너지 량 ( kcal / kg / hr ) 으로 표시 함 . - 각 신체 활동 의 에너지 비용 Ⅰ 은 기초 대 사량 과 음식 섭취 에 따른 열 효과 를 제외 한 순수 활동 대 사량 . - 걷 기 나 뛰 기 등 전신 을 움직이 는 활동 은 비교 적 정확 하 나 , 뜨개 질 이나 피아노 치 기 등 극소 근육 만 을 사용 하 는 활동 은 신체 크기 에 비례 하 지 않 아 체격 이 큰 사람 의 경우 과대평가 되 는 경향 이 있 다 ( p . 147 , 표 5 - 6 참조 ) . ○ 신체 활동 에너지 를 표시 하 는 다른 방법 은 신체 크기 에 상관없이 특정 활동 을 일정 한 시간 동안 수행 할 때 소비 되 는 총 에너지 량 을 나타냄 . - 신체 활동 별 로 기초 대 사량 과 음식 섭취 에 따른 열 효과 를 포함 한 활동 대 사량 . - 에너지 비용 은 각 활동 별 로 보다 정확 하나 신체 크기 에 직접 비례 하 지 않 아 몸 이 큰 사람 이 신체 전체 를 사용 하 는 운동 ( 달리기 나 테니스 등 ) 을 하 는 경우 에너지 소모량 이 낮 게 평가 될 수 있 음 ( p . 148 , 표 5 - 7 참조 ) . ※ 와 의 에너지 비용 이 갖 는 제 한 점 - 이 들 값 이 가장 근접 한 평균치 이 지만 개개인 의 차이 를 반영 하 지 는 못함 . - 신체 활동 으로 소모 되 는 에너지 는 기초 대 사량 에 비하 면 일견 적 음 . - 정신 활동 에 요구 되 는 에너지 는 집중 적 인 정신 작용 인 경우 라도 , 낮잠 을 잘 때 와 비슷 함 . - 정신 적 인 스트레스 가 근육 을 긴장 시킨다면 이 에 따르 는 에너지 소모 가 있 음 . 5 . 4 . 3 . 음식 섭취 에 따른 열 효과 ○ 총 에너지 필요량 에 기여 하 는 에너지 요구 는 음식 섭취 에 따른 열 효과 ( thermic effect of feeding , TEF ) 로 기초 대 사량 과 활동 대 사량 의 합 과 동일 한 양 의 에너지 를 식사 로 섭취 하 면 체중 감소 함 . - 식사 후 1 ∼ 3 시간 에 걸쳐 식품 이 위 와 장 에서 소화 되 고 혈액 으로 흡수 되 며 체세포 로 수송 되 고 대사 되 고 저장 되 는 등 의 과정 에 부가 적 으로 열 이 발생 하 기 때문 ( 식품 의 열 효과 ) . - 식품 의 열 효과 는 기초 대사 와 활동 대사 에 필요 한 에너지 의 대략 10 % 에 달하 므로 하루 의 총 에너지 필요량 을 계산 하 려면 기초 대 사량 과 활동 대 사량 을 합한 다음 에 이 의 10 % 를 더 해 주 어야 함 . ○ 음식 섭취 에 따른 열 효과 는 영양소 의 흡수 와 수송 , 체 조직 의 갱신 을 위한 단백질 , 지질 및 탄수화물 의 합성 및 에너지 저장 등 에 소모 되 는 열 임 . - 식사 에 단백질 의 비율 이 높 을수록 크 며 음식 섭취 에 따른 열 효과 는 개인차 가 상당 함 . - 총 에너지 대 사량 에서 차지 하 는 부분 은 적 지만 , 에너지 균형 의 조절 에 중요 한 요소 임 . - 어떤 사람 의 경우 , 음식 섭취 에 따른 열 효과 가 커서 에너지 섭 취량 과다 로 예상 되 는 체중 증가 효과 가 거의 나타나 지 않 기 도 함 . ○ 음식 섭취 에 따른 열 효과 는 처음 에 는 식품 의 특이 동적 효과 ( specific dynamic effect of food ) 라 하 고 이 는 식사 의 조성 에 따라 열 발생 을 자극 하 는 효과 가 다르 기 때문 임 . 5 . 4 . 4 . 총 에너지 필요량 의 추정 ○ 총 에너지 요구량 은 기초 대 사량 , 활동 대사 량 및 음식 섭취 에 따른 열 효과 에 요구 되 는 에너지 의 합 으로 구성 됨 . ○ 호흡 가스 의 교환 량 을 측정 하 면서 직접 또는 간접 열량 측 정법 을 사용 함 . - 피험자 는 공복 상태 로 휴식 을 취하 는 것 이 아니 라 여러 가지 활동 을 하 고 식사 함 . - 작 은 공간 에서 몇 시간 동안 또는 며칠 동안 생활 하 는 것 이 쉬운 일 은 아니 므로 이러 한 단점 을 해결 하 고자 고안 된 방법 으로 요인 가 산법 ( factorial methods ) , 에너지 섭취 ? 균형 법 ( energy intake and balanace methods ) , 심 박 측 정법 ( heart rate monitoring ) , 이중표 지수 법 ( doubly - labeled water technique ) 이 있 음 . 1 ) 요인 가 산법 ? 기초 대 사량 ( 기초 대 사량 추정 공식 ) + 활동 대 사량 ( 24 시간 동안 의 활 내용 을 조사 한 후 체 활동 별 에너지 비용 계산 ) + 식품 의 열 효과 ( 기초 대 사량 과 활동 대 사량 을 더 한 값 의 10 % 를 계산 ) = 총 에너지 필요량 산출 2 ) 에너지 섭취 ? 균형 법 ? 수일간 의 총 에너지 섭 취량 을 측정 후 체조 성 의 변화 를 조사 하 여 평형 비교 . ? 체중 이 증가 한 경우 : 에너지 섭 취량 이 필요량 보다 많 았 다고 해석 함 . ? 엄격 하 게 통제 되 는 상황 에서 는 비교 적 정확 한 값 을 얻 을 수 있 음 . ? 단점 : 일상 생활 을 하 는 경우 에 는 정확도 가 떨어짐 . 3 ) 심 박 측 정법 - 심박수 를 측정 해 총 에너지 필요량 을 추정 하 는 방법 . - 산소 소모량 과 심박수 사이 에 고도 의 상관 이 있 다는 이론 에 기초 함 . - 식품 으로 섭취 된 에너지원 으로부터 에너지 가 방출 되 려면 산소 가 필요 함 . - 작 고 간단 한 도구 를 사용 하 므로 일상 생활 을 하 는 사람 들 에게 손쉽 게 사용 할 수 있 음 . - 가슴 부위 에 심 박전 도계 를 위치 시키 고 손목 에 시계 같 은 수용기 를 달 고 , 24 시간 또는 그 이상 기간 동안 계속 적 으로 심박수 를 측정 . 4 ) 이중표 지수 법 - 실험동물 에서 CO 2 생산량 을 측정 하 느라 개발 되 었 으나 인체 에 도 사용 . - 체수 분 의 수소 원자 가 소변 , 땀 , 타액 또는 호기 내 증 발수 등 으로 손실 될 때 산소 원자 는 수분 과 동일 한 경로 로 손실 되 면서 또한 CO 2 로 도 손실 된다는 점 에 기초 함 . - 체수 분 의 산소 원자 는 탈탄 산수소 효소 ( carbonic anhydrase ) 의 작용 으로 CO 2 로 옮겨 가 므로 안정 동위 원소 인 2 H 와 18 O 로 표지 한 H 2 O 를 사용 하 여 CO 2 생산량 을 간접 적 인 방법 으로 측정 . - 성인 뿐 만 아니 라 임신부 , 영아 , 유아 또는 노인 에서 도 그 타당 성 이 확인 됨 . - 소변 의 18 O 을 측정 하 는 질량분석기 의 가격 이 비싼 점 이 단점 이나 종합 적 으로 볼 때 이중 표지 수법 은 에너지 소모량 을 측정 하 는 가장 유용 한 방법 이 라고 평가 됨 . - 더 간편 한 방법 으로 FAO / WHO / UNU 의 전문가 위원회 가 개발 한 두 가지 가 방안 이 있 음 . ? 정확 성 이 떨어짐 . ? 신체 활동 정도 가 어떠 한지 를 구분 해 체중 당 에너지 필요량 을 산출 하 거나 또는 휴식 대 사량 에 활동 계수 를 곱해 계산 하 는 방법 ( p . 152 , 표 5 - 8 참조 ) . ? 정상 체중 에 가까운 사람 의 경우 는 비교 적 예측 성 이 높 음 . ? 한국 성인 의 평균 활동 수준 은 “ 약함 ” 정도 로 조사 되 어 제 7 차 에너지 권 장량 산정 시 에 남자 와 여자 모두 1 . 54 의 활동 계수 를 적용 됨 . ? 대부분 의 에너지 소모량 은 안락 한 환경 온도 에서 중등 정도 의 활동 을 하 는 건강 한 사람 을 대상 으로 측정 된 것 임 ( 추운 환경 에서 지내 거나 체중 이 큰 사람 들 은 이 들 추정 치 를 상향 조정 해야 하 고 , 50 세 이상 이 거나 체격 이 작 은 사람 들 에게 는 하향 조정 해서 적용 해야 함 ) . 5 . 5 . 신체 의 조성 ● 인체 의 조성 에 관한 연구 는 동적 인 대사 상태 로 관찰 하 는 등 여러 가지 방법 들 이 개발 되 었 다 . 체중 이 70 kg 인 남자 의 평균 적 인 화학 조성 은 ( p . 153 ) 153 및 [ 그림 5 - 3 ] 과 같 음 . ● 수분 : 인체 에 가장 많이 함유 된 성분 으로 우리 몸 에 존재 하 는 각종 성분 들 의 용매 이 며 모든 대사 과정 이 수분 을 매개 로 하 여 수행 됨 . - 각 세포 에 영양소 를 운반 하 고 폐기물 및 독소 들 을 제거 하 는 작용 을 하 며 동시 에 윤활유 역할 , 또한 체온 유지 에 필수 적 . ● 단백질 : 각기 다른 기관 에 다양 하 게 분포 됨 . - 피부 , 골격 및 근육 에 약 70 % 함유 , 피부 와 골격 에 있 는 콜라겐 형태 로 25 %, 혈액 5 % 를 함유 하 고 , 근육 단백질 은 운동 시 와 공복 시 포도당 을 합성 하 는 데 이용 됨 . ● 지방 : 체지방 조직 에 저장 되 어 있 으며 99 % 는 중성 지방 으로 존재 함 . - 여성 들 의 체지방 함량 은 남성 들 보다 2 배 정도 더 많 음 . ● 무기질 : 성인 체중 의 약 3 . 5 kg 으로 그 중 의 반 이 칼슘 이 고 , 약 1 / 4 이 인 . - 칼슘 과 인 을 비롯 해 무기질 은 골격 과 치아 등 경 조직 을 구성 함 . - 미량 무기질 중 , 요오드 는 갑상선 에 많이 함유 되 어 있 고 , 불소 는 주로 골격 과 치아 , 철 은 주로 혈색소 ( Hb ) 의 형태 로 존재 함 . - 비타민 A 와 B 비타민 은 주로 간 에 분포 , 비타민 D 와 E 등 은 지방 조직 에 존재 . 제 6 장 에너지 평형 과 체중 조절 의 이해 6 . 1 . 한국인 의 체중 분포 ● 2001 년 국민 건강 ? 영양 조사 - 체중 의 최대 값 : 남자 35 ∼ 39 대 에서 70 . 8 kg , 여자 50 ∼ 54 대 에서 59 . 8 kg . - 체질량 지수 ( body mass index ; BMI ) : 남자 40 대 까지 증가 해 24 . 2 의 정점 을 보인 후 감소 , 여자 60 대 까지 증가 해 24 . 9 의 최고 치 를 보이 고 이후 감 ( p 159 , 그림 6 - 2 참조 ) . - 20 세 이상 한국인 성인 의 비만 율 은 남녀 각각 32 . 4 % 와 29 . 4 % 에 달 함 . - 청소년기 여성 을 중심 으로 왜곡 된 신 체상 을 추구 하 고자 하 는 사회 적 현상 이 여전 하 여 체중 부족 비율 이 남녀 성인 각각 3 . 5 % 와 5 . 4 % 에 이르 고 , 특히 20 대 초반 과 10 대 후반 에서 체중 부족 비율 이 높 은 경향 을 보였 음 ( p 160 , 표 6 - 1 참조 ) . ※ 1998 년 국민 건강 ? 영양 조사 와 비교 시 : 체중 과 BMI 가 남녀 모두 증가 했으며 , 여자 의 BMI 가 50 대 에 정점 을 보였 던 지난번 과 는 달리 이번 에 는 60 대 에 최고 치 를 나타냄 . 6 . 2 . 비 만 6 . 2 . 1 . 비만 의 원인 ○ 모든 비 만 은 양 에너지 균형 이 장기간 계속 되 어 발생 함 . - 이상 체중 유지 를 위한 노력 의 양 은 유전 적 소인 의 차이 와 환경 적 변인 과 의 상호 작용 의 차이 임 . 1 ) 유전 - 동일 한 생리 적 , 사회 적 , 심리 적 환경 조건 에서 부모 로부터 비 만 소인 을 물려받 은 사람 은 그렇 지 않 은 사람 보다 비만 해질 가능 성 이 높 음 . - 비만 한 사람 의 체형 은 내배엽형 ( endomorphic ) 으로 신체 가 부드럽 고 둥근 감 이 있 고 소화관 이 크 고 지방 이 축적 되 며 , 유전 적 인 소인 이 감함 . - 비 만 해 지 기 쉬운 사람 은 체지방 의 축적 은 빠른 반면 에 체지방 의 동원 은 비 효율 적 인 성향 을 가졌 고 , 말초 조직 세포 에 지방 을 축적 시키 는 지단 백 분 해 효소 ( lipoprotein lipase ; LPL ) 의 활성 이 높 음 . - 개개인 의 에너지 소비 수준 이 상당히 강력 하 게 유전 적 조절 을 받 음 . 예 > 비만 한 어머니 와 야윈 어머니 에서 태어난 아기 의 비 교시 출생 후 3 개월 까지 에너지 소비량 이 적 고 , 생후 1 년 경 에 비만 해진 아기 역시 야윈 어머니 를 둔 아기 보다 에너지 소비량 이 적 음 . 2 ) 안락 한 생활 - 생활 을 편리 하 게 하 는 도구 의 이용 , 풍족 한 먹거리 , 사회 적 계층 화 로 인한 비 신체 활동 적 직업 등 이 에너지 소비 를 감소 시키 므로 비 만 유발 . - 체중 조절 프로그램 에서 감량 식사 와 함께 운동 을 늘리 는 것 은 매우 효과 적 으로 각 식품 별 신체 활동 량 을 참조 ( p . 163 , 표 6 - 2 ) . 3 ) 에너지 발생 영양소 의 섭취 양상 - 과량 의 탄수화물 섭취 는 에너지원 의 사용 되 고 또는 단백질 과 함께 지방 으로 전환 될 때 는 ATP 를 상당 량 소모 하 지만 , 지방 은 그대로 체내 에 저장 됨 . - 체지방 을 에너지원 으로 소모 할 때 는 근육 운동 의 증가 로 인해 야기 됨 . - 유전 적 으로 고지방 식사 섭취 후 지방 산화 율 은 차이 가 있 음 . - 고지방 ? 고 설탕 과 함께 맛 은 과식 과 비 만 을 유발 하 는 데 영향 을 끼침 . 6 . 2 . 2 . 비만 의 위험 ○ 비 만 은 신체 적 측면 에서 만 아니 라 심리 적 , 경제 적 면 에서 도 부정 적 인 영향 을 미침 . 1 ) 건강 상 의 위험 - 지방 세포 의 과다 축적 은 인슐린 저 향성 을 증가 시키 고 , 여러 가지 대사 이상 을 초래 해 만성 퇴행 성 질병 의 발생 률 을 높이 며 , 동일 성과 동일 연령 에서 총 사망 률 을 높이 는 결과 를 초래 함 . ① 비 만 은 혈압 증가 . ② 혈 중 지질 양상 에 이상 을 초래 해 동맥경화증 발생 시켜 심 ? 순환 기계 질병 의 위험 률 증가 . ③ 담낭 질환 , 당뇨병 , 결장암 , 직장암 및 전립선암 의 발생 률 증가 . ④ 여자 는 임신 기간 중 산과 적 합병증 의 발생 위험 을 높이 고 산욕기 에 감염 률 증가 . - 체질량 지수 ( body mass index ; BMI ) 와 사망률 과 의 관련 성 이 높 고 , BMI 가 19 ? 27 kg / m 2 사이 인 경우 사망 률 이 가장 낮 음 ( p . 165 , 그림 6 - 4 참조 ) . - BMI 에 따라 비 만 단계 는 증가 하 고 , 질병 위험 도 도 증가 하 며 , 지방세 포수 도 증가 함 ( p . 165 , 표 6 - 3 참조 ) . - 비만 의 단계 에서 도 40 세 이전 , 남자 , 복부 지방 과다 ( 고 WHR ) 또는 합병증 등 의 복합 요인 이 있 는 경우 질병 위험 도 가 더 높 으며 동일 한 체지방 률 에서 여자 는 남자 보다 체중 과 관련 된 건강 위험 도 가 낮 음 . - 지방 축적 위치 는 남자 는 주로 복부 , 여자 는 둔부 에 저장 되 는 경향 이 있 어 이러 한 차이 를 잘 표현 하 는 지표 로 허리 - 엉덩이 둘레 비인 WHR ( waist - hip ratio ) 가 있 으며 고 WHR ( 남자 는 0 . 95 이상 , 여자 는 0 . 8 이상 ) 은 비만 에 따르 는 건강 위험 도 를 높이 는 복합 인자 임 . - 복부 , 상체 부위 비만 이 둔부 , 대퇴부 , 하체 부위 비만 에 비해 순환 기계 질환 이나 당뇨병 과 관련 성 이 높 고 , 전자 를 사과 형 또는 남성 형 으로 후자 를 배 형 또는 여성 형 으로 표현 함 ( p . 166 , 그림 6 - 5 참조 ) . 2 ) 심리 적 위해 - 비만 이 갖 는 심리 적 , 사회 적 비용 이 상당 함 . - 현대 사회 에서 비만 한 사람 들 은 편견 과 차별 의 희생자 로 ( 게으르 고 , 어리석 으며 , 남 을 속이 기 잘 한다는 평 을 들 음 ) 항공사 로부터 , 경찰 로부터 또는 직장 에서 도 불 이익 을 당하 는 경향 이 있 음 . - 비만 한 사람 들 은 보통 이상 의 우울증 이나 자신 감 부족 , 고독감 등 심리 적 장애 를 지니 며 자존심 은 보통 보다 낮 을 것 이 라고 생각 됨 . 3 ) 경제 적 부담 - 비 만 은 취업 과 승진 에서 부당 한 불 이익 을 받 아 경제 적 부담감 을 가짐 . ① 개인 적 인 비용 : 특별 한 의복 , 가구 , 자동차 등 의 구입 , 비행기 의 일등석 탑승 등 의 추가 경비 를 지불 해야 함 . ② 비 만 관련 질병 에 대처 하 기 위한 사회 적 건강 관리 나 비 만인 을 위한 복지 사업 등 에 사회 적 비용 : 건강 보험료 상승 등 에 추가 경비 를 지불 해야 함 . ③ 체중 감량 을 위한 여러 가지 시도 에 도 상당 한 비용 을 소비 함 . 6 . 2 . 3 . 지방 세포 의 크기 와 수 ○ 지방 조직 은 발달 ( 지방 세포 의 크기 와 수 가 증가 ) 에 특정 한 시기 가 있 음 . - 임신 후반기 : 지방 조직 세포 의 분열 로 세포 수 가 증가 - 출생 후 1 개월 에서 2 년 까지 : 지방 조직 세포 의 크기 가 커지 면서 체지 방량 이 증가 - 3 년 ~ 22 세 까지 : 지방 세포 의 수 가 늘어나 체지 방량 이 증가 , 특히 사춘기 에 세포 분열 이 가장 활발 함 . ○ 지방 세포 의 종류 에 따른 비만 ( p . 168 , 그림 6 - 7 참조 ) - 비대 성 비만 ( hypertrophic abesity ) : 지방 세포 가 정상 보다 커져서 발생 되 는 비 만 유형 - 증식성 비만 ( hyperplastic abesity ) : 지방 세포 의 수 가 많 아 져서 발생 한 비 만 유형 ※ 고도 비만 ( BMI 35 이상 또는 이상 체중 의 75 % 이상 ) 이 증식성 비만 에 속함 . 6 . 2 . 4 . 비만 의 판정 ○ 비만 이 란 체내 에 지방 이 과다 한 상태 를 말 하 므로 판정 은 체지 방량 에 근거 해 평가 함 . ○ 체지 방량 을 산출 하 는 방법 에 는 직접 적 인 방법 과 간접 적 인 방법 이 개발 되 어 사용 됨 . - 직접 적 인 방법 : 비교 적 정확 , 대부분 고 비용 이 들 며 , 고도 의 기술 이 필요 하 고 , 피험자 에게 불편 을 끼치 는 단점 이 존재 함 . - 간접 적 인 방법 : 신장 , 체중 또는 신체 둘레 항목 을 이용 하 거나 또는 피하 지방 두께 를 사용 하 여 추정 함 . 1 ) 직접 체조 성 측정 법 - 체조 성 을 지방 조직 과 비 지방 조직 의 두 구획 으로 나누 거나 또는 지방 , 수분 , 단백질 과 무기질 의 네 성분 으로 구분 함 . ① 수중 체중 측 정법 , ② 총 체수 분 측 정법 , ③ 총 체 포타슘 측 정법 , ④ 총 체질 소 측정 법 , ⑤ 생체 전기전도도 측 정법 , ⑥ 생체 전기 저항 측 정법 , ⑦ 초음 파법 , ⑧ 컴퓨터 단층 촬영 법 등 ( 1 ) 수중 체중 측 정법 ? 직접 체조 성 측정 법 중 가장 널리 이용 되 고 있 으며 , 아르키메데스 의 원리 에 의거 해 공기 와 물 속 에서 계측 한 무게 의 차이 로부터 신체 의 용적 을 계산 함 . ? 체중 을 공기 중 에서 먼저 측정 한 후 폐 에 들 어 있 는 공기 를 가능 한 한 토해 낸 상태 에서 물 속 에 잠기 게 해 수중 체중 을 측정 ( p . 170 , 그림 6 - 8 참조 ) . ? 체지방 은 신체 밀도 를 이용 해 체지방 을 구하 는 것 으로 공기 중 의 체중 을 용적 으로 나누 어 신체 밀도 를 얻 어 구할 수 있 음 . - 체지 방량 : 체중 에 체지 방량 률 을 곱하 여 구하 고 , 비 지방 조직 량 은 체중 에서 체지 방량 을 빼 서 얻 음 체 지방 률 ( %) = ( 4 . 95 / 신체 밀도 - 4 . 95 ) × 100 ( 2 ) 총 체수 분 측 정법 ? 총 체수 분량 의 측정 은 방사능 희석 원리 에 따름 . ? 인체 의 수분 은 거의 가 비 지방 조직 에 존재 하 며 비 지방 조직 은 무게 당 73 % 의 수분 을 함유 하 므로 총 체수 분량 을 측정 하 면 비 지방 조직 량 과 체지방 을 구할 수 있 음 . ( 3 ) 총 체 포타슘 측 정법 ? 포타슘 은 체내 에서 거의 골격근 과 주요 장기 에 K + 형태 로 존재 . ? 본질 적 으로 방사능 40 K 동위 원소 를 일정 비율 ( 68 . 1 mEq / kg ) 함유 하 며 , 이 동위 원소 는 측정 하 기 쉬운 특정 에너지 를 갖 는 감마선 을 방출 함 . - 천연 에 존재 하 는 40 K 에서 방출 하 는 감마선 의 수준 을 측정 하 면 총 체 포타슘 함량 을 구할 수 있 고 , 이 값 으로부터 총 비 지방 조직 량 ( 포타슘 함량 일정 ) 을 계산 할 수 있 음 . ( 4 ) 총 체질 소 측정 법 ? 단백질 은 무게 당 약 16 % 의 질소 를 포함 하 므로 체내 의 총 질소 를 측정 하 면 총 체 단 백 질량 을 계산 할 수 있 음 . ? 중성자 활성 화 ( neutron activation ) 방법 으로 생체 내 총 질소 량 을 측정 하 여 체내 총 질소 량 을 산출 할 수 있 음 . ( 5 ) 생체 전기전도도 측 정법 ? 지방 조직 과 비 지방 조직 은 전기전도도 를 비롯 해 전기 적 으로 상이 한 특성 을 가지 므로 전 ? 자기 장 에서 움직이 는 피험자 의 생체 전기 전도도 를 측정 하 는 원리 가 됨 . ? 측정 은 간단 하 고 빠르 며 안전 한데 , 측정 장치 가 비 쌈 ( p . 171 , 그림 6 - 9 참조 ) . ( 6 ) 생체 전기 저항 측 정법 ? 지방 조직 과 비 지방 조직 의 전기 적 성질 이 다르 다는 점 에 기초 한 또 다른 기술 로 손목 과 발목 에 장치 한 전극 을 통해 약한 전류 를 통과 시키 고 이때 발생 하 는 생체 저항 을 측정 함 . ? 생체 저항 은 체내 수분 량 에 영향 을 받 는데 수분 은 비 지방 조직 에 만 존재 하 므로 저항 값 으로부터 비 지방 조직 량 과 지방 조직 량 을 산출 가능 함 . ( 7 ) 초음 파법 ? 피하 지방 과 골격근 으로부터 방출 되 는 초음파 를 측정 하 면 이 들 조직 의 두께 를 추정 가능 . ? 상당히 정확 하 게 평가 되 며 간접 측 정법 의 하나 인 피하 지방 두께 측정 법 에 비해 우수 함 . ( 8 ) 컴퓨터 단층 촬영 법 ( computered tomography , CT ) ? 컴퓨터 단층 촬영 법 은 점차 널리 활용 됨 . ? 이 방법 은 X - 선 이 밀도 가 각기 다른 신체 부위 를 통과 하 는 정도 에 근거 해 체조 성 을 측정 하 고 , 각 기관 과 조직 의 용적 을 알 수 있 으며 지방 이나 비 지방 조직 의 총량 도 산출 가능 함 ( p . 172 , 그림 6 - 10 참조 ) . ? 비용 이 많이 드 는 점 과 이온 화 된 방사능 을 사용 하 므로 임신부 나 유아 에 적용 하 기 어렵 고 동일인 에게 여러 차례 사용 할 수 없 는 점 이 이 방법 의 제 한 점 . 2 ) 간접 체조 성 측정 법 - 피하 지방 두께 , 체중 , 체중 과 신장 지수 ( BMI ) 또는 허리둘레 와 엉덩이 둘레 비 ( WHR ) 를 이용 해 간접 적 으로 추정 하 는 방법 이 보다 널리 사용 됨 . - 이 들 간접법 은 빠르 고 , 물 속 에 들어가 지 않 아도 되 고 , 값싸 고 , 쉽 고 , 별다른 장비 가 요구 되 지 않 음 . ( 1 ) 피하 지방 두께 측정 법 ? 총 체지방 의 절반 정도 가 피하 에 존재 한다는 이론 에 근거 하 여 피하 지방 두께 측정기 ( caliper ) 를 이용 해 신체 각 부위 의 피하 지방 층 의 두께 를 측정 하 여 체지 방량 을 추정 함 ( p . 173 , 그림 6 - 11 참조 ) . ? 이 방법 은 영아 나 유아 등 일부 집단 에 적정 한 표준 치가 없 어 사용 에 제한 점 이 존재 함 . ? 측정 부위 : 상완 의 바깥쪽 인 삼두박근 이 가장 대표 적 이 며 기타 상완 의 안쪽 인 이두박근 , 견갑골 하부 , 장골 상부 등 여러 곳 이 사용 됨 . ( 2 ) 체중 사용법 ? 체중 은 대 규모 인구 집단 에서 성별 과 연령 별 로 평균 과 백분 위수 가 알려져 있 으므로 이 를 통해 비만 을 판정 할 수 있 음 . ? 체위 지수 중 에서 체중 은 체지방 률 과 가장 높 은 관련 성 을 보이 므로 체중 을 이용 한 비 만 판정 의 신뢰 성 을 뒷받침 하 며 일반 적 으로 85 백 분 위수 는 체중 과다 로 , 95 백 분 위수 이상 은 비만 으로 판정 함 . ? 자신 의 성과 나이 그리고 신장 에 따른 이상 체중 을 계산 해 이 에 비해 110 ? 119 % 면 체중 과다 라고 하 고 , 120 % 를 넘 으면 비만 이 라고 판정 하 기 도 함 . ※ 이상 체중 ( kg ) 산출 법 ( 변형 된 브로카 법 ) 신장 161 cm 이상 : ( 신장 - 100 ) × 0 . 9 신장 150 - 160 cm : ( 신장 - 150 ) / 2 + 50 신장 150 cm 미만 : ( 신장 - 100 ) × 1 ( 3 ) 체중 ? 신장 지수 사용법 ? 체중 값 만 을 적용 할 때 체형 의 특성 이 무시 되 는 문제점 을 보완 하 기 위하 여 체중 과 신장 을 이용 하 여 계산 하 는 체질량 지수 ( BMI ) 가 주로 활용 됨 . ? BMI 는 체중 값 보다 체지방 률 과 의 관련 성 이 더 높 다고 증명 되 었 으며 , 6 세 이상 아동 부터 사용 할 수 있 어 활용 도 가 높 음 . ※ BMI 측정 방법 및 판정 BMI ( kg / m 2 ) = 체중 ( kg ) / 신장 ( m 2 ) 비 만 : > 30 체중 과 다 : 25 - 29 . 9 정 상 : 20 - 24 . 9 ( 4 ) 허리 - 엉덩이 둘레 비 사용법 ? 체지방 의 상대 적 분포 를 측정 하 는 데 허리 - 엉덩이 둘레 비 ( waist - hip circumference ratio ; WHR ) 가 쓰임 . ? 남자 는 WHR 이 0 . 95 보다 클 때 , 여자 는 0 . 80 이상 일 때 복부 지방 이 많 다고 해석 됨 . 6 . 3 . 체중 감량 ● 체중 감소 는 에너지 소비량 이 에너지 섭 취량 보다 많 아야 일어나 며 , 에너지 섭 취량 은 에너지 발생 영양소 의 섭 취량 에 의해 결정 됨 . ● 체중 을 줄이 려면 에너지 섭 취량 을 줄이 거나 에너지 소비량 을 늘리 거나 또는 두 가지 를 동시 에 하 여야 하 며 효과 적 인 체중 감량 프로그램 은 식사량 을 엄격 하 게 조절 하 면서 동시 에 신체 활동 량 을 늘리 는 방안 을 동시 에 해야 함 . ● 지방 의 산화 로 에너지 를 공급 된다는 기초 로 하 였을 때 체지방 450 g 의 에너지 가 는 3500 kcal 정도 이 므로 체중 을 500 g 줄이 려면 3500 kcal 의 음에너지 균형 을 이루 어야 함 . ● 만약 에 근육 이나 비 지방 조직 이 분해 되 어 부족 한 에너지 를 충당 하 는 데 쓰인다면 580 kcal 당 450 g 의 체중 감소 가 일어남 . - 단위 중 량당 에너지 함량 이 지방 조직 에 비해 비 지방 조직 ( 수분 이 약 70 %) 이 크 게 낮 기 때문 임 . 예 > 기아나 심한 영양 불량 상태 에서 비 지방 조직 이 감소 할 때 체중 이 빠르 게 줄어드 는 것 은 비 지방 조직 이 감소 하 기 때문 임 . ● 근육 의 감소 는 바람직 하 지 않 고 근육 량 감소 가 상당 해 심장근 이 영향 을 받 게 되 면 생명 이 위험 한 상황 에 처할 수 있 음 . - 체중 감량 프로그램 은 기존 근육 량 은 유지 , 지방 조직 의 감소 에 의한 체중 조절 을 시도 함 . ● 체중 감량 속도 가 1 주일 에 0 . 5 ? 1 . 0 kg 을 넘 을 정도 로 빠르 면 체중 이 다시 증가 할 가능 성 이 높 으며 , 오히려 감소 했 던 양 보다 더 증가 하 는 경향 을 보임 . 6 . 3 . 1 . 다이어트 ( 감량 식사법 ) ○ 장기간 에 걸쳐 합리 적 인 속도 로 체중 감량 을 이루 어 낼 수 있 는 성공 적 인 다이어트 의 조건 ■ 열량 이 적 어야 한다 . ■ 열량 은 적 더라도 각 영양소 는 적정 량 포함 해야 한다 . ■ 만복감 을 줄 수 있 는 분량 이 어야 하 고 지방 도 충분 량 함유 해야 한다 . ■ 집안 에서 는 물론 집 밖 에서 섭취 하 기 에 적합 해야 한다 . ■ 가격 이 적당 해야 한다 . ■ 체중 감량 에 필요 한 충분 한 기간 동안 섭취 할 수 있 도록 적응성 이 좋 아야 한다 . ■ 새로운 식사 습관 에 익숙 해져서 이 를 지속 할 수 있 어야 한다 . ○ 사과 또는 포도 등 단일 식품 을 이용 하 는 다이어트 는 어려우 며 , “ 먹 고 싶 은 대로 양껏 먹 을 수 있 다 ” 라고 하 면서 맛 이 없 고 단조로운 음식 으로 구성 된 다이어트 도 안 되 고 , 완전 금식 이나 하루 에 500 kcal 미만 의 초저 열량 식사 도 적합 하 지 않 음 . ○ 완전 금식 은 극도 로 비만 해 의료 적 문제 가 있 는 사람 의 경우 만 의사 의 감독 하 에 실시 함 . ○ 초저 열량 식사 는 적어도 50 % 를 양질 의 단백질 로 구성 해 근육 손실 을 예방 해야 하 며 , 부족 한 미량 영양소 를 보충 해야 하 고 , 케톤 증 , 수분 균형 이상 , 또는 심장 기능 이상 이 초래 되 는지 를 엄중히 살펴야 함 . 6 . 3 . 2 . 행동 수정 법 ○ 행동 수정 은 비만 한 사람 의 식생활 환경 조건 을 비롯 해 정서 적 상태 와 생리 적 상황 등 을 분석 하 는 것 으로부터 시작 함 . ○ 대략 1 주일 이상 상세 한 내용 을 기록 하 여 섭식 을 유발 하 는 부적절 한 환경 요인 을 제거 하 거나 최소 화 하 도록 하 는 행동 수정안 을 제안 함 . ※ 구체 적 인 행동 수정 의 예 ■ 보다 천천히 식사 한다 ■ 수저 를 매번 상 에 내려놓 는다 ■ 정해진 시간 과 장소 에서 만 음식 을 섭취 한다 ■ 식사 와 식사 사이 에 는 냉장고 를 열 지 않 는다 ■ 과식 하 게 되 는 음식 의 섭취 양 과 빈도 를 줄인다 ■ 자신 의 행동 을 스스로 조사 하 고 기록 한다 ■ 섭식 을 유발 시키 는 자극 을 조절 한다 ■ 섭식 을 조절 하 는 기술 을 개발 한다 ■ 목표 한 행동 수정 을 강화 한다 ■ 성공예감 을 높이 기 위해 태도 를 수정 한다 ■ 영양 교육 을 받 는다 ■ 신체 활동 량 을 늘린다 6 . 3 . 3 . 운동 요법 ○ 에너지 소비량 을 증가 시키 는 것 도 에너지 섭 취량 을 줄이 는 것 과 동일 한 체중 감량 효과 를 나타내 지만 , 에너지 소비량 을 늘리 는 방안 이 에너지 섭 취량 을 줄이 는 방법 보다 더 권장 함 . ○ 예 를 들 면 , 체중 60 kg 의 여자 가 약 500 g 의 체중 을 빼 려면 수영 을 7 시간 해야 하 거나 무려 150 km 를 마일 을 걸어야 하나 , 매일 0 . 5 km 씩 1 년 동안 걸으면 동일 한 효과 를 얻 을 수 있 으며 경미 한 운동 을 생활 습관 으로 확립 하 는 것 이 중요 함 . ○ 나이 가 들 면서 에너지 소요량 감소 로 인해 점차 체중 이 늘어나 는 현상 을 예방 하 는 데 에 도 운동 습관 은 효과 적 . ○ 식사량 감소 와 운동량 증가 를 조합 하 면 체중 , 체형 유지 , 업무 능력 향상 등 종합 적 인 효과 를 기대 할 수 있 음 . 6 . 3 . 4 . 수술 요법 ○ 비만 을 치료 하 는 데 적용 하 는 수술 방법 은 건강 상 의 위험 이 큰 고도 비 만자 에게 조심 스럽 게 행해 지 며 30 여 가지 정도 로 다양 하나 , 크 게 다음 과 같이 세 가지 범주 로 나눌 수 있 음 . 1 ) 지방 조직 을 제거 하 는 처치 - 지방 제거 술 로 알려진 수술 로 주로 복부 주위 의 지방 을 제거 함 . - 지방 흡인 술 은 흔히 성형술 에서 피하 지방 을 녹여 흡인 해 내 는 방법 . - 모두 최근 에 개발 되 었 고 감염 이나 호흡기계 합병증 등 상당 한 위험 이 있 을 수 있 음 . 2 ) 영양소 의 흡수율 을 떨어뜨리 기 위한 처치 - 공회장 문합술 은 공장 이 시작 되 는 부위 를 회장 말 단부 에 연결 시켜 소장 의 흡수 면적 을 줄이 는 수술 로 최대 6 m 까지 잘라낼 수 있 음 . - 결과 적 으로 에너지 영양소 의 흡수 를 상당히 감소 시켜 상당 한 체중 감소 효과 를 나타냄 . - 생화학 적 으로 , 또는 생리 적 으로 부작용 이 상당 하 므로 극단 적 인 비만 의 경우 에 만 실시 함 . 3 ) 식사량 을 줄이 기 위한 처치 - 위 주위 에 플라스틱 고리 를 장치 하 는 위 결찰 술 과 위 크기 를 줄이 는 위성 형 술 등 은 위 의 용적 을 줄여 음식 을 소량 밖에 섭취 하 지 못하 도록 만드 는 방법 . - 공회장 문합술 에 비해 부작용 은 적 으면서 체중 감량 에 는 효과 적 이 라고 평가 됨 . - 공회장 문합술 이나 위 수술 은 모두 수술 을 받 은 이후 적정 한 보충 제 를 섭취 하 지 않 으면 심각 한 비타민 , 무기질 결핍증 을 초래 하 므로 일생 동안 영양 보충 을 필요 로 함 . - 식사량 을 줄이 는 또 하나 의 효과 적 인 수술 적 방법 으로 위 에 조그만 풍선 을 집어넣 어 팽창 하 게 하 는 방 안 으로 이 방법 은 언제 라도 풍선 을 제거 할 수 있 는 점 이 장점 이 면서 동시 에 풍선 제거 후 체중 이 다시 증가 한다는 측면 에서 는 단점 일 수 있 음 . - 턱 수술 ( jaw wiring ) 은 턱 을 붙여서 액상 음식 의 섭취 를 제한 하 는 방법 인데 다른 수술 적 방법 을 적용 하 기 전 에 초기 체중 감량 을 위해 6 ? 10 개월 정도 사용 하나 효과 는 불 확실 함 . 6 . 3 . 5 . 다이어트 보조제 ( diet aids ) ○ 다이어트 보조제 는 크 게 식욕 억제제 와 에너지 소비 촉진제 의 두 가지 유형 으로 구분 됨 . ○ 식욕 억제제 로 는 단당류 인 포도당 과 이당류 인 설탕 이 있 고 이 들 을 사탕 형태 로 만들 며 비타민 과 무기질 을 첨가 한 것 으로 식사 한 시간 전 에 섭취 하 면 만복감 을 생기 게 해줌 . ○ 대부분 의 다이어트 보조제 , 신경 안정제 , 암페타민 이나 페닐 에틸아민 등 식욕 억제제 , 대사율 을 항진 시킨다는 성장 호르몬 방출 제 ( p . 181 , 그림 6 - 11 참조 ) , 아드레날린 , 갑상선 호르몬 등 에 의존 하 는 것 은 거의 성공 하 지 못함 . ○ 기타 다이어트 보조제 로 는 1 단위 당 40 kcal 미만 을 제공 하 는 저 열량 식품 , 식품 자체 의 열량 중 75 % 를 이뇨제 로 대체 한 열 량제 한 식품 등 이 있 음 6 . 3 . 6 . 체중 의 재 증가 현상 ( 요요 현상 ) ○ 체중 조절 에 있 어 흔히 발생 하 는 문제점 은 “ 요요 현상 ” 으로 목표 한 체중 감량 을 이룬 후 에 식사량 통제 가 느슨 해 지 고 운동 을 적 게 하 면서 다시 빠르 게 체중 이 증가 하 는 것 을 말 하 고 , 체중 감소 와 재 증가 의 순환 은 오랜 동안 반복 되 면서 체중 조절 을 어렵 게 함 . - 짧 은 시간 에 체중 이 다시 증가 할 수 있 고 때로 는 빠졌 던 양 보다 더 많이 오를 수 있 고 , 재차 체중 감량 을 하 려고 하 면 첫 번 째 보다 더 많 은 기간 이 소요 되 기 도 함 . - 최근 체중 재 증가 현상 이 남녀 모두 에서 심장 질환 과 조발 성 사망 위험 을 높인다는 연구 가 발표 됨 . 6 . 4 . 비만 의 예방 ● 비만 의 문제점 을 해결 하 는 가장 좋 은 방법 은 예방 으로 제일 우수 한 방안 은 식사 와 운동 을 조합 하 는 것 이나 대상 집단 의 특성 과 반응 에 따라 각기 다른 방법 을 고안 할 수 있 음 . ● 비 만과 관련 된 유전 적 소인 이 상당히 강하 게 작용 하 므로 소아과 의사 들 은 부모 들 에게 자녀 가 비만 해 지 기 전 에 주의 를 집중 하 도록 강조 해야 함 . ● 학교 당국 도 학생 들 의 성장 을 기록 해 비 만 가능 성 의 위험 이 높 은 학생 을 판별 하 고 적정 한 예방 프로그램 을 계획 해 실시 해야 함 . ● 산부인과 의사 들 은 임신 기간 중 에 또는 폐경 후 에 체중 이 과다 하 게 늘 지 않 도록 주의 를 환기 시켜 주 어야 하 고 스트레스 가 많 은 중년 남성 을 주로 다루 는 의사 들 은 심 순환 기계 질환 이나 기타 퇴행 성 질병 을 가져오 는 체중 증가 를 예방 하 기 위해 영양 지도 를 해야함 . 6 . 5 . 체중 부족 1 ) 체중 부족 의 문제점 - 신장 에 적절 한 이상 체중 보다 현재 체중 이 15 % 이상 부족 할 때 를 일반 적 으로 체중 부족 이 라 함 . - 체중 부족 자 는 고 혈압 , 당뇨병 , 심 ? 순환 기계 질환 의 위험 은 낮 으나 감기 에서부터 결핵 에 이르 기 까지 호흡기계 에 문제 가 많 으며 , 적정 체온 을 유지 하 기 어렵 고 , 생 식력 감퇴 , 면역 기능 저하 또는 필수 영양소 섭취 부족 에 따른 여러 가지 문제 들 을 나타낼 수 있 음 . - 영양 불량 의 문제 는 최근 우리 나라 에서 도 거의 무시 되 고 있 으며 , 체중 증가 를 위한 보조제 의 상품 개발 등 의 시장 이 거의 없 는 형편 임 . 2 ) 체중 부족 의 치료 - 체중 부족 의 치료 는 에너지 섭 취량 을 늘려 양 에너지 평형 을 달성 하 는 일 로 소량 의 식사 를 자주 공급 하 는 방안 이 총 에너지 섭 취량 을 증가 시키 는 데 유용 함 . - 수술 후 회복 환자 를 위한 영양 보충 용 제품 들 이 개발 되 어 있 는데 이 를 체중 이 부족 한 사람 들 이 체중 을 늘리 기 위해 사용 할 수 있 고 , 이 들 고 열량 제품 들 은 영양 적 으로 균형 잡혀 있 는 것 을 선택 하 는 것 이 바람직 하 지만 에너지 밀도 를 높이 기 위해 대부분 은 지방 을 많이 함유 하 고 있 으므로 , 포화 지방 과 콜레스테롤 섭 취량 이 증가 할 수 있 음 . - 체중 을 증가 시킬 때 도 규칙 적 으로 운동 하 는 것 이 중요 하 고 , 고 열량 을 섭취 하 는 중 에 운동 을 함 으로써 지방 을 에너지원 으로 연소 시키 고 비 지방 조직 의 형성 을 촉진 할 수 있 기 때문 임 . 제 7 장 . 수분 과 전해질 의 이해 7 . 1 . 수분 7 . 1 . 1 . 인체 내 물 의 분포 ○ 물 은 체중 의 50 ～ 70 % 를 구성 . ○ 지방 조직 은 근육 조직 보다 물 을 적 게 함유 하 므로 체내 지방 량 이 증가 하 면 체내 수분 비율 은 감소 함 - 지방 조직 이 상대 적 으로 많 은 여자 , 노인 , 비만 한 사람 은 체내 수분 비율 이 낮 음 ○ 체액 ( body fluid ) : 인체 내 의 물 . - 세포내 액 ( intracellular fluid ) : 인체 세포 를 중심 으로 세포 안 에 있 음 . ? 물 과 함께 각 세포 마다 모든 화학 작용 이 일어나 는데 필요 한 물질 을 가장 적합 한 조성 으로 함유 하 여 체내 대사 작용 발생 함 . - 세포 외 액 ( extracellular fluid ) : 세포 밖 에 있 음 . ? 혈액 의 혈장 인 혈관 내 액 과 세포 주위 를 둘러싸 고 있 는 세포 간 액 ( 세포 의 영양 성분 공급 하 고 , 조직 세포 와 혈액 사이 의 통로 역할 ) 이 있 으며 림프 , 척수 나 관절 액 , 안구 액 , 소화액 , 뇨 등 이 속함 ( p . 191 , 표 7 - 1 참조 ) . ? 주로 영양소 와 노폐물 을 운반 하 는 역할 . 7 . 1 . 2 . 체내 수분 의 역할 1 ) 영양소 와 노폐물 의 운반 - 혈액 은 세포 로부터 노폐물 을 신장 이나 표피 조직 으로 운반 하 여 소변 과 땀 을 통해 체외 로 배출 시킴 . 2 ) 영양소 의 용매 역할 과 체내 대사 과정 에 참여 - 영양소 의 용매 ( solvent ) 역할 을 하 면서 세포질 의 주요 구 성분 으로 영양소 의 가수 분해 등 화학 반 등 에 직접 참여 함 . ※ 체내 에서 일어나 는 대부분 의 대사 작용 은 수분 없이 는 일어나 지 않 는다 . 3 ) 체온 조절 작용 - 신체 내 많 은 수분 을 보유 하 므로 체온 은 신체 내외 의 온도 변화 에 크 게 영향 을 받 지 않 음 . - 수분 은 액체 에서 기체 로 의 전환 을 위해서 도 많 은 에너지 를 요구 하 기 때문 에 체 조직 세포 에서 열에너지 생성 이 많 으면 , 주위 조직 에 있 는 물 이 과량 의 열에너지 를 흡수 하 여 땀 으로 배출 하 여 증발 시킴 . ※ 수분 의 증발 작용 으로 열에너지 를 많이 제거 하 여 체온 의 상승 을 막 아 줌 . 4 ) 윤활 및 신체 보호 작용 - 물 은 압축 되 지 않 으므로 특히 안구 및 관절 이나 척수 에 윤활제 나 충격 흡수제 로 작용 . - 동작 을 부드럽 게 하 고 마찰 로부터 보호 , 양수 또한 태아 의 외부 충격 으로부터 보호 . 5 ) 기타 기능 - 신체 의 산 ? 염기 평형 상태 유지 , 침 , 담즙 액 등 의 구성 성분 . - 체내 에서 대사 가 일어나 면서 생기 는 탄산가스 ( CO ₂ ) 가 체액 에 녹 아 탄산 ( H 2 CO 3 ) 이 되 어 약 산 성 인 것 을 희석 하 는 역할 . 7 . 1 . 3 . 체내 수분 평형 1 ) 수분 의 공급원 ( 1 ) 음식 이나 물 섭취 시 - 음료 를 통해 1400 ㎖ 가량 공급 되 고 , 밥 , 빵 , 국수 등 고형 식품 을 통해서 도 700 ㎖ 정도 공급 . ( 2 ) 열량 영양소 가 대사 될 때 - 에너지 발생 과 함께 대략 200 ㎖ 의 수분 ( 대사 수 ) 이 생성 됨 . - 탄수화물 , 지질 , 단백질 이 100 g 연소 할 때 마다 각기 55 ㎖, 107 ㎖, 41 ㎖ 가 생겨서 하루 총계 200 ～ 400 ㎖ 의 대 사수 가 생성 됨 ( p . 193 , 그림 7 - 2 참조 ) . 2 ) 수분 의 배출 ① 총 1 일 배출 되 는 2 , 300 ㎖ 의 물 중 약 1 , 350 ㎖ 의 물 이 신장 에서 소변 으로 배출 . ② 폐 에서 약 400 ㎖ 가 손실 , 대변 으로 100 ㎖, 피부 에서 땀 으로 100 ㎖ 가 손실 됨 . ③ 폐 에서 호흡 이나 피부 로부터 의 증발 을 통해 각기 350 ㎖ 을 소실 . - 하루 8 L 의 물 이 타액 , 위액 , 담즙 , 췌장액 , 장액 등 으로 분비 되 었 다가 다시 대부분 이 재흡수 되 는 수분 의 순환 이 소화 기계 주위 에서 일어남 . - 뇨 배 설량 은 호르몬 작용 에 의하 나 , 과량 의 단백질 과 소금 등 의 섭취 는 요소 와 나트륨 의 배설 을 위해 더 많 은 뇨 가 배출 시킴 . - 1 일 소변 의 양 은 휴식 시 에 는 약 1 L 로 줄어들 고 , 음식 의 섭 취량 이 많 으면 2 L 가량 으로 증가 함 , - 소변 이 600 ㎖ 미만 시 신장 질환 이나 신장결석 에 걸릴 위험 이 높 음 . 3 ) 수분 필요량 - 체표 면적 , 식이 구성 ( 고단 백 , 고염 식사 ) , 활동 정도 , 기후 ( 고온 환경 ) , 건강 이상 ( 고열 , 다뇨증 , 설사 ) 에 따라 변함 . - 어른 은 소비 1 칼로리 당 1 . 0 ㎖, 유아 는 1 . 5 ㎖, 임 신기 와 수유기 에 는 필요량 더욱 증가 함 . 4 ) 수분 급원 식품 ( p . 195 , 그림 7 - 3 참조 ) 7 . 1 . 4 . 수분 의 평형 조절 - 우리 는 체중 의 반 이 넘 는 수분 을 함유 , 호르몬 , 효소 , 신경 자극 에 의하 여 수분 의 섭 취량 과 배 설량 을 조절 함 으로써 체내 수분 함량 을 일정 하 게 유지 함 . 1 ) 수분 섭취 조절 - 갈증 과 만족 감 이 수분 의 섭취 를 조절 , 입 , 시상하부 , 신경 계 에 의하 여 감지 됨 . ? 혈액 이 너무 농축 → 용질 이 수분 을 타액선 으로부터 끌어당겨 흡착 → 입 이 마름 → 시상하부 가 이 를 감지 → 물 을 마심 → 위 에 있 는 팽창 수용체 가 제지 하 는 신호 를 보낼 때 까지 물 을 마심 . 2 ) 수분 배설 조절 - 혈액 내 농도 유지 및 증가 방기 기전 은 항 이 뇨 호르몬 ( antidiuretic hormone , ADH ) , 레닌 , 안지 오 텐 신 , 알도스테론 등 에 의해서 이루어짐 . - 수분 평형 은 혈액 량 을 유지 하 는데 매우 중요 하 며 혈액 량 은 혈압 에 영향 을 미침 . ( 1 ) 항 이 뇨 호르몬 에 의한 물 의 체내 보류 ? 혈액 의 과량 농축 과 저혈압 은 시상하부 가 뇌하수체 를 자극 하 여 항 이 뇨 호르몬 분비 시킴 . ? ADH 는 신장 에서 물 의 재흡수 를 촉진 , 소변 의 배 설량 을 줄여서 혈액 량 을 늘림 . ( 2 ) 안지 오 텐 신 ( angiotensin ) 에 의한 혈관 수축 ? 신장 세포 는 혈압 이 저하 되 면 레닌 ( renin ) 효소 를 분비 하 여 신장 에서 나트륨 ( Na ) 을 재흡수 함 . ? 단백질 인 안지 오 텐 시노 겐 ( angiotensinogen ) 을 안지 오 텐 신 ( 강한 혈관 수축 제 ) 활성 화 시킴 . ( 3 ) 알도스테론 ( aldosterone ) 에 의한 나트륨 보유 ? 안지 오 텐 신 은 부신 에서 알도스테론 ( 나트륨 의 재흡수 를 촉진 ) 이 라는 호르몬 을 분비 시킴 . ※ 혈액 량 이 적 거나 심하 게 농축 되 어 있 는 경우 위 의 3 가지 작용 에 의해 효과 적 으로 항상성 상태 를 회복 함 ( p . 197 , 그림 7 - 4 참조 ) . 3 ) 수분 의 결핍 또는 과다 로 인한 불 균형 상태 ( 1 ) 탈수 ( dehydration ) ? 운동 에 의한 과다 한 발한 , 설사 , 출혈 , 화상 , 구토 등 에 의해 체수 분 저하 로 뇌 와 조직 으로 산소 와 영양소 의 전달 불 충분 하 며 세포 의 탈수 가 발생 . ⇒ 시상하부 에 있 는 갈증 중추 를 자극 하 여 물 을 마시 게 하 고 , 뇌하수체 를 자극 하 여 항 이 뇨 호르몬 ( ADH ) 을 분비 하 게 함 으로써 뇨 를 통한 수분 배설 을 줄이 게 함 . ※ 정상 체중 의 1 ? 2 % 의 수분 손 실시 갈증 유발 , 4 % 에 이르 면 근육 의 힘 이 빠지 고 지구력 감소 , 10 ? 12 % 에서 는 열중증 ( heat intolerance ) 으로 근육 경련 이나 정신 착란 증세 보이 며 , 25 % 의 수분 손실 은 혼수 에 이어 사망 초래 함 . ( 2 ) 수분 중독 증 ( water intoxication ) ? 전해질 섭취 없이 과도 한 수분 섭취 는 수분 중독 증 ( water intoxication ) 을 발생 시켜 근육 경련 , 착란 , 사망 에 까지 이름 . ( 3 ) 부종 ( edema ) ? 부종 은 조직 간 액 에 수분 이 저류 되 어 있 는 상태 를 말 함 . ① 단백질 결핍 에 의한 부종 ? 조직 간 액 과 혈액 사이 에 나타나 는 교질 삼투압 은 부종 과 밀접 한 관계 가 있 음 . ? 모세 혈관 벽 은 물 과 무기질 은 통과 시키 나 고분자 인 혈장 단백질 은 통과 시키 지 못하 며 혈장 단백질 은 모세 혈관 벽 을 사이 에 두 고 단백질 농도 가 낮 은 조직 간 액과 접하 고 있 어 교질 삼투압 이 나타남 . ? 영양실조 에 의해 형장 단백질 이 저하 되 면 단백질 에 의한 교질 삼투압 이 저하 되 어 혈관 내 수분 이 조직 간 액 으로 누출 되 므로 부종 이 나타남 . ② 나트륨 ( Na ) 저류 에 의한 부종 ? 세 포외 액 에 는 나트륨 이 중요 한 전해질 으로 나트륨 이 과잉 저류 되 면 삼투압 이 상승 함 . ? 삼투압 을 저하 시키 기 위하 여 뇌하수체 후엽 에서 는 항 이 뇨 호르몬 이 분비 되 어 이뇨 작용 을 방해 하 므로 조직 간 액 의 수분 이 배설 되 지 않 아 부종 이 발생 함 . 7 . 1 . 5 . 체내 전해질 균형 의 조절 ○ 체수 분 에 의한 염의 해리 작용 , 전해질 에 대한 물 의 인력 , 전해질 로 의 물 이동 , 나트륨 펌프 의 작용 , 소화관 , 신장 및 갈증 에 의한 조절 등 에 의해 조절 됨 . 1 ) 체수 분 에 의한 염의 해리 - 전해질 ( electrolytes ) 은 체액 에 분포 되 어 있 는 양이온 과 음 이온 . - 전해질 은 물 에 녹 아서 이온 이 라 불리 는 전하 를 띤 입자 ( Na +, K +, Ca ++, Mg ++, Cl -, HCO 3 -, 단백질 , H 2 PO 4 -, HSO 4 - 등 ) 로 분리 되 는 물질 이 되 며 체액 의 구획 에 따라 주요 전해질 이 다름 . - 세포 외 액 의 주요 양이온 Na +, 주요 음 이온 Cl -. - 세포내 액 의 주요 양이온 K +, 음 이온 HPO 42 -. - 모든 체액 정확 하 게 균형 을 이루 어서 전기 적 으로 0 인 평형 상태 에 있 게 됨 ( p . 199 , 표 7 - 2 참조 ) . 2 ) 전해질 에 대한 물 의 인력 - 물 은 쌍극 성 으로 , 물 한 분자 는 전기 적 으로 는 중성 ( 분자 내 의 산소 쪽 은 약한 음 의 전하 를 띠 고 있 고 , 수소 쪽 은 약한 양 전하 를 띰 ) . ⇒ 수분 은 세포막 을 통한 삼투 현상 에 의해 이동 됨 . ⇒ 각 부위 별 로 적당 한 물 의 양유 지 , 전해질 의 농도 와 전해질 의 전하 를 균형 잡음 . 3 ) 전해질 로 의 물 이동 - 물 은 전해질 의 농도 변화 에 따라 세포내 액 과 세포 외 액 사이 를 왕래 하 고 , 반투 성막 으로 물 만 통과 시키 고 용질 은 통과 시키 지 않 음 . - 체액 의 용질 은 전해 특성 에 따라 전해질 과 비전해질 이 있 고 , 주로 각 부위 에 녹 아 있 는 전해질 농도 를 조절 함 으로써 부위 별 체액 의 양 을 조절 . - 체내 에서 일어나 는 물 이동 은 대부분 은 삼 투 현상 에 의하 여 이루어짐 . - 혈액 에 많 은 소디 움 은 혈액 으로부터 세포 내 로 물 이 들어가 는 것 을 막 는 역할 을 하 는 삼투압 을 이루 는 주요 성분 . 4 ) 소화관 , 신장 및 갈증 에 의한 조절 - 무기질 이 체내 에 필요 하 면 대장 의 하부 인 결장 에서 재흡수 되 어 전해질 균형 을 조절 함 . - 체내 에 나트륨 함량 이 낮 으면 알도스테론 이 부신 피질 에서 분비 되 어 신장 의 사구체 로부터 나트륨 의 재흡수 를 촉진 → 칼륨 을 배설 → 체내 과잉 의 물 과 나트륨 은 신장 을 통해 배설 → 전해질 균형 을 유지 . Na +- K + pump ① 세포 내 Na + 과 단백질 결합 ② ATP 의 도움 으로 펌프 단백질 이 활성 화 도 면서 형태 변화 하 여 나트륨 이 세포 외막 쪽 으로 이동 ③ Na + 결합 부분 친화력 감소 , 세포 외막 쪽 에 있 는 K + 결합 부분 의 친화력 증가 ※ Na + 이 세포 밖 으로 방출 , K + 와 인 은 함께 세포 내부 로 들어오 면서 원래 의 형태 로 복구 - 이 와 같이 농도 경사 와 는 반 대로 Na + 과 K + 을 펌프 해서 세포 내외 로 이동 시켜 준다고 해서 이 단백질 을 Na +- K + pump 라 함 ( p . 201 , 그림 7 - 5 참조 ) . 7 . 1 . 6 . 인체 의 산 ? 알칼리 평형 조절 1 ) 체액 의 산도 - 체내 는 수분 평형 과 체액 의 산도 ( pH ) 조절 을 위하 여 체액 의 이온 을 이용 함 . - 체액 의 산도 ( 또는 알칼리도 ) 는 수소 이온 ( H +) 농도 로 나타내 는데 체액 구획 별 로 수소 이온 농도 는 각기 다르 나 , pH 7 . 35 ～ 7 . 45 의 범위 내 에서 유지 됨 으로써 세포 의 대사 를 가능 하 게 함 . - 혈액 의 pH 가 7 . 3 이하일 때 는 산독 증 ( acidosis ) , 7 . 55 이상 이 면 알칼리 독 증 ( alkalisis ) 이 라 하 는 병 적 상태 가 됨 ( p , 202 , 그림 7 - 6 ) . 2 ) 섭취 한 음식 으로부터 산 ? 알칼리 생성 - 섭취 한 식품 은 체내 에서 대사 되 어 산 성 또는 알칼리 성 물질 을 생 성 . ① 산 성 : 황 ( S - 2 ) , 인 ( P - 3 ) , 염소 ( Cl -) 등 음 이온 은 황산 ( H 2 SO 4 ) , 인산 ( H 3 PO 4 ) , 염산 ( HCl ) 이 되 어 산성물 질 을 생 성 , 곡류 , 육 ? 어 ? 난류 등 . ② 알칼리 성 : 나트륨 ( Na +), 칼륨 ( K +), 칼슘 ( Ca + 2 ) , 마그네슘 ( Mg + 2 ) , 철분 ( Fe + 2 ) 등 양 이온 은 CaOH 2 , MgOH 2 , FeOH 2 의 알칼리 성 물질 을 생 성 , 과일 , 야채 , 견과 류 등 . ③ 중성 : 우유 , 지방 , 설탕 , 전분 등 - 영양소 는 에너지 를 내 고 탄산가스 , 물 또는 요소 가 되 어 체외 로 배설 되 ? ? 이때 탄산가스 는 일시 적 으로 물 과 결합 하 여 약산 인 탄산 을 생 성 . H 2 O + CO 2 ↔ H 2 CO 3 ( 탄산 ) ↔ H ++ HCO 3 -( 중 탄산 이온 ) - 정상 적 으로 건강 한 사람 은 산 성 식품 또는 알칼리 성 식품 을 많이 먹 어도 체내 에서 자동 적 으로 산 - 알칼리 를 조절 함 . 3 ) 체내 산 ? 알칼리 조절 ( 1 ) 완충제 에 의한 작용 ? 완충제 : 산 이나 알칼리 를 중화 시킬 수 있 는 성분 . ? 아미노산 은 한 분자 내 에 산 성 기인 - COOH 와 알칼리 성 기인 - NH 2 가 있 어 , 알칼리 성 물질 이 많 으면 산 성기 의 수소 이온 이 알칼리 이온 과 결합 하 여 중화 시키 고 , 또 산 성 물질 이 많 으면 알칼리 성기 가 결합 하 여 수소 이온 을 제거 하 여 중화 시킴 . ? 인체 의 산 ? 염기 균형 의 변화 시 첫 번 째 방어 체계 로 작용 함 . ? 체액 내 에 많 은 인산 이나 탄산 등 의 약산 은 다른 무기질 과 결합 하 여 염의 형태 로 존재 하 며 완충제 로 작용 함 . ( 2 ) 호흡 에 의한 조절 ? 세포 호흡 에 의한 CO 2 는 혈액 내 에서 수분 에 녹 아 탄산 을 형성 하 여 산 성 을 생 성 . ? 체내 에 과량 의 산 은 폐 에서 호흡 속도 가 빨라져서 탄산가스 를 더 많이 배출 , 알칼리 가 많이 생기 면 호흡 속도 가 늦춰 져서 탄산가스 를 보유 시켜 탄산 을 더 많이 생성 함 . ? 신장 에서 조절 작용 이 가장 크 며 그 외 에 피부 는 땀 으로 산 을 배출 하 고 , 눈물샘 은 눈물 의 화학 적 조성 을 변화 시켜 산조 절함 . ( 3 ) 신장 에서 의 조절 ? 신장 은 체내 총 산 농도 를 일정 하 게 유지 ( 체내 보류 시켜야 할 이온 을 선택 하 여 재흡수 하 고 필요 없 는 이온 을 배설 토록 함 ) ? 액 에 산 이 쌓이 면 수소 이온 을 배출 , 반대 로 염기 성 으로 기울 면 수소 이온 을 보유 시키 고 HCO 3 - 나 HPO 42 - 를 배설 하 여 체액 을 중성 으로 유지 ? 섭취 식품 은 신체 의 산도 에 영향 을 미치 지 못하 고 배설 되 는 뇨 의 산도 에 영향 을 줌 . 7 . 2 . 전해질 7 . 2 . 1 . 나트륨 ( Sodium ) ○ 정상 성인 의 체내 나트륨 함량 은 약 85 g ( 64 kg 체중 ) . ○ 체내 에 나트륨 의 60 ～ 65 % 는 혈장 과 세포 간 액 에 존재 하 고 나머지 는 뼈 에 존재 함 . ○ 소금 은 40 % 가 나트륨 이 고 , 60 % 가 염소 이온 . ○ 식사 의 나트륨 함량 을 줄일 것 을 권장 하 고 있 으나 소금 섭취 가 고혈압 의 주요 원인 은 아닌 것 으로 보 고 됨 . 1 ) 나트륨 의 대사 - 나트륨 은 섭취 한 양 의 95 % 가량 이 흡수 . - 흡수 된 나트륨 은 혈액 을 통해 조직 으로 이동 하 고 혈액 에 과량 의 나트륨 이 있 으면 신장 에서 레닌 - 안지 오 텐 신 시스템 에 의해 혈액 의 나트륨 농도 를 정상 으로 유지 시킬 만큼 만 재흡수 하 고 나머지 ( 섭 취량 의 약 90 % 정도 ) 는 소변 으로 배설 함 . - 나트륨 의 주 된 배설 은 신장 으로 소량 은 대변 과 땀 을 통하 여 배설 됨 . ? 땀 의 나트륨 함량 은 기온 과 육체 적 활동 정도 에 따라 다르 나 1 ℓ 의 땀 에 약 200 mg 의 나트륨 을 함유 함 . 2 ) 나트륨 의 체내 기능 - 나트륨 은 세포 간 액 의 주성분 , 세 포외 액 의 삼투압 유지 와 체액 의 양 을 조절 의 주 된 성분 . - 부분 적 으로 체내 산 - 알칼리 평형 을 조절 하 고 , 신경 의 흥분 을 전달 하 고 근육 의 수축 도움 . - 소장 내 의 나트륨 은 포도당 과 같 은 다른 영양소 의 흡수 도움 . 3 ) 나트륨 의 결핍증 - 정상 생활인 은 나트륨 결핍 은 거의 나타나 지 않 음 . - 나트륨 결핍 : 보통 구토 또는 설사 와 같 은 소화 기관 의 장애 로부터 옴 . 4 ) 나트륨 의 과잉 증 - 과량 의 나트륨 섭취 로 인해 고 혈압 이 발생 될 우려 는 있 으나 그 로 인한 문제 는 흔하 지 않 음 . - 1 일 2 g 이상 의 나트륨 섭취 시 에 는 칼슘 의 소변 배설 을 증가 시킴 . - 소금 섭취 는 많 고 칼슘 섭 취량 과 칼륨 섭 취량 이 적 은 사람 에서 는 문제 가 됨 . - 소금 의 과다 섭취 로 인한 또 다른 건강 상 위해 는 칼슘 배설 의 증가 와 연결 된 신장 의 결석 형성 . 5 ) 나트륨 의 필요량 - 필요 한 나트륨 의 양 은 5 ～ 10 mmol / 일로 극히 적 음 . - 그러나 개인 에 따른 신체 활동 량 의 차이 와 환경 , 특히 주위 온도 의 차이 를 고려 하 여 미국 과 일본 에서 는 모두 성인 의 나트륨 최소 필요량 을 22 mmol / 일 로 , 소금 으로 환산 하 여 1 . 3 g / 일 로 정하 고 있 음 . - 2001 년 국민 영양 조사 에서 성인 의 나트륨 섭 취량 4 , 900 mg 으로 과잉 섭취 하 고 있 음 . ※ 한국인 영양 권 장량 ( DRI ) 8 차 개정 에서 적정 섭 취량 ( AI ) 은 중등 활동 을 하 는 사람 을 기준 으로 1 일 1 . 5 g ( 65 mmol ) 으로 정하 고 , 염소 는 나트륨 과 동량 의 몰 ( mol ) 기준 으로 2 . 3 g ( 65 mmol ) , 소금 으로 는 3 . 8 g 으로 정함 . 6 ) 식품 의 나트륨 함량 ( p . 206 ~ 207 , 표 7 - 3 , 그림 7 - 7 참조 ) - 생식품 보 다는 가공 식품 의 나트륨 함량 이 높 음 . - 가공 식품 은 염소 이온 은 없이 나트륨 만 을 팽 화제 나 방부제 등 식품 첨가제 성분 으로 첨가 하 는 데 짠맛 은 느낄 수 없 어도 나트륨 량 이 많 음 . - 가공 이 많 은 식품 은 가공 이 적 은 식품 에 비해 나트륨 함량 은 더 많 고 , 칼륨 함량 은 더 적 음 . 7 . 2 . 2 . 염소 이온 ( Chloride ) ○ 염소 는 유독성 가스 로서 수돗물 의 위생 처리 를 위해 물 에 첨가 되 며 이 염소 ( Cl ) 가 나트륨 이나 수소 이온 과 반응 하 면 음전하 를 띠 는 염소 이온 ( Cl -) 이 됨 . 1 ) 염소 이온 의 체내 기능 - 체액 과 전해질 의 균형 을 유지 하 는 데 중요 한 역할 . - 위 에서 염소 이온 이 위산 을 만드 는데 사용 되 며 위액 의 강한 산 성 을 유지 . - 백혈구 세포 가 외부 세포 를 공격 할 때 의 면역 반응 에 쓰임 . - Cl - 는 세포 에서 폐로 CO 2 의 운반 을 도움 . - 호흡 할 때 발산 된 공기 로 CO 2 의 제거 를 도움 . 2 ) 염소 이온 의 결핍증 - 과량 의 소금 섭취 로 염소 이온 의 결핍 은 보통 일어나 지 않 음 . - 결핍 시 극 식 함 경련 과 성장 지연 발생 ( 1970 년 대 후반 에 Cl - 가 결핍 된 유아 이유식 을 먹 은 유아 들 에게 발생 함 ) . 3 ) 염소 이온 의 과잉 증 - 과잉 염소 이온 의 섭취 는 소금 의 과잉 섭취 와 관련 되 어 소금 의 섭취 를 줄이 면 Cl - 섭취 는 자동 적 으로 감소 함 . - 하루 15 g 이상 염소 이온 을 섭취 하 면 체액 의 보유 ( fluid retention ) 가 가능 함 . 4 ) 염소 이온 의 필요량 - 염소 이온 의 최소 필요량 은 1 일 700 mg . - 한국인 영양 권 장량 ( DRI ) 8 차 개정 에서 적정 섭 취량 ( AI ) 은 나트륨 과 동량 의 몰 ( mol ) 기준 으로 2 . 3 g ( 65 mmol ) 으로 정함 . 5 ) 염소 이온 의 급원 식품 - 해조류 와 일부 야채 와 과실 류 가 천연 의 급원 식품 . - 염소 는 식품 에 소금 의 형태 로 존재 하 며 소금 절임 식품 이나 가공 식품 은 염소 이온 의 중요 한 공급원 임 . 7 . 2 . 3 . 칼륨 ( Potassium ) ○ 칼륨 은 세포 내 액 의 주요 양이온 이 며 나트륨 과 는 달리 혈압 강하 와 관련 됨 . 1 ) 칼륨 의 대사 - 칼륨 의 흡수율 : 섭취 한 양 의 90 % 으로 신장 을 통해 배설 과 보류 가 이루어짐 . 2 ) 칼륨 의 체내 기능 - 체액 의 균형 유지 와 신경 자극 의 전달 도움 . - 세포내 액 의 주요 양이온 성분 , 근육 수축 에 도 관여 함 . 3 ) 칼륨 의 결핍증 - 정상 식사 에 의해서 는 칼륨 결핍 이 거의 일어나 지 않 음 . - 간경변증 , 장기 설사 와 구토 , 당뇨병성 산 성 증 , 심한 화상 그리고 알콜 중독 증 , 신경 성 식욕 부진 , 심한 단백질 - 칼로리 영양 불량 일 경우 , 또는 고 혈압 치료제 로 이뇨제 가 오래 사용 된 경우 에 는 칼륨 결핍증 이 발생 ( 증상 : 근육 경련 , 정신 착란 , 의식 불명 등 ) . - 심한 화 상인 은 체세포 에서 다량 의 칼륨 이 손실 되 기 때문 에 음 의 칼륨 평형 ( negative K balance ) 을 일으킴 . - 콰시 오커 로 사망 한 아이 들 의 뇌 , 간 , 근육 , 심장 , 신장 조직 에 칼륨 결핍 됨 특히 , 근육 의 조직 함량 에 가장 낮 음 . 4 ) 칼륨 의 필요량 - 성인 의 최소 칼륨 필요량 은 1 일 2 , 000 mg 으로 보통 다양 하 게 음식 을 먹 는 사람 은 칼륨 필요량 을 충족 시킴 . - 2001 년 국민 건강 ? ?? 영양 조사 에서 한국인 의 평균 칼륨 섭 취량 은 1 . 9 g ? 2 . 8 g 으로 , 1 일 충분 섭 취량 을 4 . 7 g 으로 정함 . 5 ) 칼륨 의 급원 식품 ( p . 210 , 표 7 - 4 참조 ) - 칼륨 은 식품 에 널리 분포 되 어 있 고 , 채소 와 과일 은 전반 적 으로 칼륨 의 좋 은 급원 임 . 공유 하 기 글 요소