칼륨에 대한 5분 가이드: 효능 및 결핍 증상 등

‌‌‌‌칼륨이란? 

칼륨은 물에 녹으면 전도성을 띠는 미네랄염, 즉 전해질입니다. 전해질은 항상 쌍으로 존재합니다. 나트륨이나 칼륨 같은 양이온 분자는 항상 염화물과 같은 음이온 분자를 동반합니다. 

‌‌‌‌칼륨이 하는 일은? 

칼륨과 나트륨은 서로 밀접하게 작용하여 모든 세포의 건강을 유지하고 혈압, 뼈 건강 및 만성 질환 위험을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 

칼륨은 다음과 같은 기능의 유지 및 관리에 관여합니다.

• 수분 균형 및 분배
• 산 염기 균형
• 근육 및 신경 세포 기능
• 심장 기능
• 신장 및 부신 기능

‌‌‌‌나트륨 칼륨 펌프란?

모든 체내 세포에는 나트륨 칼륨 펌프가 존재합니다. ATP 형태의 화학 에너지로 가동되는 이 펌프는 세포에서 나트륨을 내보내고 칼륨을 세포로 들어오게 합니다. 펌프의 주기마다 3개의 나트륨 이온이 배출되고 2개의 칼륨 이온이 세포 내로 유입됩니다. 고나트륨 저칼륨 식사를 하면 펌프가 제대로 작동하기 어려워집니다. 체내 칼륨의 95% 이상이 세포 내에 존재한다는 사실을 유념하십시오.^1,2  

나트륨의 일일 평균 섭취량은 2,500-7,500mg이며 대부분은 염화나트륨, 즉 소금을 통해 섭취됩니다. 이러한 나트륨 중 많은 부분은 염도가 숨겨진 가공식품이나 사 먹는 음식을 통해 섭취됩니다. 이렇게 섭취되는 나트륨양은 하루 1-3작은술(tsp)에 달합니다. 하루에 신체가 필요로 하는 나트륨양은 얼마나 될까요? 놀랍게도 신체에서 필요한 양은 평균 나트륨 섭취량보다 10-30배나 적은 200mg 정도에 불과합니다. 

이와는 대조적으로 미국을 포함하여 많은 국가의 일인당 일일 평균 칼륨 섭취량은 2,500mg 미만입니다. 이 수치는 많은 보건 기관에서 권장 섭취량으로 제시하는 4,700mg의 절반에도 미치지 못합니다. 

또한 나트륨 칼륨 펌프는 세포 내에서 전하를 유지하는 기능을 하며, 이러한 기능은 근육과 신경 세포에 특히 중요합니다. 신경 전달과 근육 수축 중에 칼륨은 세포에서 빠져나가고 나트륨은 세포로 들어가 전하가 바뀝니다. 이러한 변화는 신경 자극이나 근육 수축을 유발합니다. 따라서 칼륨이 부족하면 근육과 신경에 먼저 영향이 미치게 됩니다.

‌‌‌‌칼륨이 부족하면 어떤 증상이 나타날까요?

칼륨이 결핍되면 근육 경련, 정신 혼란, 과민 반응, 심장 장애와 같은 특징적인 증상이 나타납니다. 또한 칼륨 결핍 초기에 나타나는 증상으로는 피로와 근육 약화 등이 있습니다. 

이러한 증상은 근육의 에너지 저장 수준이 낮음을 나타냅니다. 칼륨은 혈당을 글리코겐(Glycogen)으로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다. 혈당은 글리코겐의 형태로 근육과 간에 저장됩니다. 칼륨이 부족하면 저장된 글리코겐의 수준이 낮아집니다. 글리코겐은 근육 운동 시 에너지원으로 사용되기 때문에 칼륨이 결핍되면 상당한 피로감과 근육 약화와 같은 증상이 생깁니다.

칼륨 결핍은 식사를 통한 칼륨 섭취가 부족할 때도 생길 수 있지만, 땀, 설사, 배뇨 등을 통한 과도한 체액 상실 또는 이뇨제, 완하제, 아스피린, 기타 약물의 사용이 원인이 되어 발생할 수도 있습니다. 땀으로 상당한 양의 칼륨이 빠져나갈 수 있으며, 특히 더운 곳에서 장시간 운동을 할 때 더욱 그럴 수 있습니다. 운동선수같이 정기적으로 운동하는 분은 다른 사람보다 칼륨이 더 많이 필요할 수 있습니다. 

‌‌‌‌칼륨과 나트륨의 섭취 비율은 왜 중요할까요?

나트륨과 칼륨의 균형은 건강에 아주 중요합니다.3 하지만 나트륨을 너무 많이 섭취한다면 그 균형이 깨질 수 있습니다. 대부분의 미국인은 칼륨 대 나트륨(K:Na)의 섭취 비율이 1 대 2 미만입니다. 이는 대부분의 사람이 칼륨보다 나트륨을 2배 더 많이 섭취한다는 의미입니다. 하지만 건강을 지키려면 이 비율은 반대가 되어야 합니다. 식사를 통해 칼륨을 나트륨보다 2배 이상 섭취해야 하며 더 많이 섭취하면 더 좋습니다. 대부분의 과일과 채소는 칼륨 대 나트륨 비율이 100 대 1 이상이므로 식단에 과일과 채소가 풍부하면 이 비율을 쉽게 높일 수 있습니다. 

일반적인 과일과 채소의 칼륨 및 나트륨 함량과 칼륨 대 나트륨 비율

‌‌‌‌칼륨은 혈압을 건강한 수준으로 조절하는 데 어떻게 도움이 될까요

정상 상태에서는 체내에 나트륨이 너무 많아지면 신장은 과도한 나트륨을 소변으로 배출합니다. 하지만 이 과정에서 칼륨도 함께 내보내게 됩니다. 칼륨 수준이 낮은 상태라면 신장은 모순된 상황에 처하게 됩니다.

신장은 체내의 칼륨을 보존하는 역할을 담당하며, 특히 칼륨 수준이 낮다면 더욱 칼륨을 지키려 하게 됩니다. 따라서 나트륨 수준이 높아도 칼륨 수준이 낮다면 신장은 과도한 나트륨을 배출하지 못합니다. 나트륨을 배출하면 칼륨을 잃게 되기 때문입니다. 그 결과 신체는 과도한 나트륨을 그대로 가지며 나트륨 농도의 균형을 위해 수분도 유지하게 됩니다. 

이로 인해 체내 수분량과 순환 혈류량이 늘어납니다. 혈압은 물이 정원 호스를 통과할 때의 수압과 비슷합니다. 체내 수분량이 늘어나는 것은 수도꼭지를 트는 것과 마찬가지입니다. 동맥이 굳어져 있거나 좁아져 있다면 압력이 높아지게 되며 혈압이 높아지면 심장의 부담이 더 커지게 됩니다. 과도한 나트륨은 원활하게 이완하고 수축하는 혈관의 기능을 둔화하며 칼륨 공급마저 부족하면 혈관 기능은 더욱 저해됩니다. 

여러 연구에 따르면 저칼륨 고나트륨 식단은 많은 고혈압 환자의 주요 병인이며, 따라서 그러한 식단은 심장마비나 뇌졸중을 일으킬 위험을 높일 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이와 반대로 고칼륨 저나트륨 식단은 고혈압 치료에 도움이 될 수 있습니다. 

수많은 이중맹검 연구에 따르면 칼륨을 보충하는 것만으로도 혈압을 조절하는 데 상당한 혜택을 얻을 수 있지만 칼륨 보충과 함께 나트륨 섭취도 제한한다면 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 칼륨을 사용한 연구에서는 하루 2.5-5.0g의 용량 또는 염화나트륨 대신 고칼륨 저염 소금을 사용했습니다. 이상적으로는 나트륨 섭취량이 하루 800mg 미만이어야 하지만 칼륨 섭취량이 충분한 경우 나트륨 섭취량을 1,500mg 미만으로 제한해도 긍정적인 결과가 나왔습니다.^3-5

‌‌‌‌칼륨을 얼마나 섭취해야 하나요?

칼륨은 칼륨염(염화물 및 중탄산염)이나 다양한 미네랄 킬레이트[예: 아스파르테이트(Aspartate), 구연산 등]에 결합된 칼륨, 식품 기반 칼륨 공급원을 통해 보충할 수 있습니다. 미국 식품의약청(US Food and Drug Administration, FDA)은 캡슐과 정제의 칼륨 함량을 1회 용량당 99mg으로 제한하고 있습니다. 칼륨을 고용량의 알약 형태로 먹을 경우 메스꺼움, 구토, 설사, 궤양 등의 부작용이 생길 수 있기 때문입니다. 음식을 요리할 때 칼륨은 많이, 나트륨염은 적게 사용하면 칼륨 섭취량은 높이고 나트륨 섭취량은 줄이는 데 아주 효과적인 것으로 나타났습니다. 염화칼륨이 함유된 소금 대체재는 1/4작은술(tsp)당 240-530mg의 칼륨을 공급할 수 있습니다.

현재 칼륨의 권장 섭취량은 여성의 경우 2,400mg, 남성의 경우 3,400mg입니다. 식사를 통해 칼륨 권장 섭취량을 충족하지 못한다면 부족량을 꼭 보충해야 합니다. 칼륨 요구량이 식사만으로 채워지지 않을 경우 의사는 일반적으로 하루 1.5-3.0g 용량의 칼륨염을 처방합니다. 

‌‌‌‌칼륨을 섭취할 때 생길 수 있는 부작용이 있나요?

일반적으로 칼륨은 내약성이 우수합니다. 디곡신[Digoxin, 라녹신(Lanoxin)], 칼륨보존이뇨제[알닥톤(Aldactone), 디레늄(Dyrenium), 미다모르(Midamor)], 혈압강하제 중 안지오텐신(Angiotensin) 전환효소 억제제 계열[예: 바소텍(Vasotec), 제스트릴(Zestril), 카포텐(Capoten), 로텐신(Lotensin)] 등의 처방 약을 복용하는 환자와 중증 신장병 환자는 의사의 지시 없이는 칼륨을 보충하면 안 됩니다. 이러한 약물을 칼륨 보충제와 병용하면 칼륨의 독성이 나타날 수 있기 때문입니다.

참고문헌:

1. Weaver CM. Potassium and health. Adv Nutr. 2013 May 1;4(3):368S-77S. 
2. He FJ, MacGregor GA. Beneficial effects of potassium on human health. Physiol Plant. 2008 Aug;133(4):725-35. 
3. Perez V, Chang ET. Sodium-to-potassium ratio and blood pressure, hypertension, and related factors. Adv Nutr. 2014 Nov 14;5(6):712-41. 
4. Burnier M. Should we eat more potassium to better control blood pressure in hypertension? Nephrol Dial Transplant. 2019 Feb 1;34(2):184-193. 
5. Aaron KJ, Sanders PW. Role of dietary salt and potassium intake in cardiovascular health and disease: a review of the evidence. Mayo Clin Proc. 2013 Sep;88(9):987-95.