칼슘(calcium, Ca)은 무기질 중 가장 많은 양을 차지하는 것으로 체중의 1.5∼2%를 차지한다. 체내 칼슘의 약 99%는 경 조직인 골격과 치아에 존재하고, 나머지는 연 조직과 혈액 등에 있다. 경 조직에 존재하는 칼슘과 인은 하이드록시아파타이트(hydrox- yapatite, Ca10(PO4)6 (OH)2) 형태를 이루고 있다.
뼈는 골간과 골단으로 나뉘는데 골단 부위는 둥그렇게 팽창되는 섬유주(trabeculae)의 형태를 이루고 있다. 골간은 비교적 치밀한 조직이나, 골단인 섬유 주는 다공성 조직으로 칼슘의 저장 장소이다. 칼슘섭취가 충분하면 여분의 칼슘은 섬유 주에 저장되었다가 필요할 때 사용된다. 뼈는 일단 형성된 후 불변하는 것처럼 보이나 다른 세포에서와 마찬가지로 동적평형상태를 이루고 있다.
뼈는 항상 합성과 분해를 일으키고 있다. 아동이나 청소년은 뼈의 합성량이 분해량보다 크기 때문에 뼈의 성장이 일어나 키가 자라게 된다. 성장이 끝난 성인은 합성량과 분해량이 같다. 그러나 중년 이후에는 뼈의 합성보다 분해량이 커지므로 뼈의 절대량이 작아져, 매년 총골격의 0.7% 정도의 뼈 손실(bone loss)이 일어난다. 따라서 노인은 자기가 젊었을 때보다 키가 작아지는 것을 경험한다.
여성의 경우 이러한 뼈 손실이 오는 경우가 남성보다 빠르며 폐경 이후 에스트로젠 분비가 적어짐에 따라 심해진다. 이는 골다공증의 발생과 관련이 있다.연 조직에 존재하는 칼슘은 극히 적은 양이지만 매우 중요한 작용을 한다. 즉 칼슘은 신경자극의 전달과 근육수축을 원활하게 하고, 또한 혈액응고 과정에도 필수적이다. 이러한 작용이 활발하게 일어날 수 있기 위해서 혈액 내의 칼슘 농도는 약 10㎎/㎗로 항상 일정하게 유지되어야 한다.
혈중 칼슘농도 유지에 관여하는 물질로는 부갑상선호르몬(PTH), 활성형 비타민 D, 그리고 갑상선에서 분비되는 칼시토닌이 있다.
칼슘의 가장 좋은 공급원은 우유, 치즈, 요구르트 등 우유 및 유제품이다. 이들은 칼슘함량이 높을 뿐만 아니라 유당을 가지고 있어 칼슘흡수를 용이하게 한다. 또한 한 번에 먹을 수 있는 양도 많기 때문에 매우 좋은 공급원이다. 멸치, 뱅어포 등 뼈째 먹는 생선은 칼슘함량이 매우 높으나, 이들 식품은 한 번에 먹을 수 있는 분량이 적은 편이다. 시금치와 같은 녹색엽채도 칼슘을 많이 가지고 있으나 칼슘흡수를 방해하는 수산의 함량도 높기 때문에 흡수율이 떨어진다. 육류나 곡류, 과일 등은 칼슘함량이 낮다.
한국 성인남녀의 1일 칼슘 권장량은 현재 700㎎으로 책정되어 있다. 임신부는 1,000㎎, 수유부는 1,100㎎의 칼슘이 권장된다. 성장이 빠른 청소년기에는 1일 800~900㎎의 칼슘이 필요하다. 그러나 중년 이후에도 골다공증의 예방을 위해서 칼슘섭취는 충분히 해야 할 것이다. 만일 칼슘이 결핍되면 아동의 경우 뼈의 성장에 장애를 가져와 구루병이 되며, 성인의 경우 뼈에 무기질화가 잘 일어나지 않아 골연화증이 되어 골절이 되기 쉽다.
인(phosphorus, P)은 칼슘 다음으로 풍부한 무기질로 체내에 있는 양의 85%가 경 조직에, 나머지 15% 정도가 연 조직에 존재한다. 경 조직에서는 칼슘과 결합하여 Hydroxyapatite를 형성한다. 뼈에서의 칼슘과 인의 비율은 약 2 : 1이다. 경 조직의 구성 분으로써의 기능 이외에 인은 여러 가지 조효소나 핵산, 그리고 ATP 등의 중요한 성분이 되며 세포막을 이루는 인지질의 성분이 된다. 또한 인산은 여러 대사 물질들과 결합하여 그 물질을 활성화시키고, 세포 내 액에서 체액의 산, 염기 평형조절에도 기여하고 있다.
우유나 유제품, 육류, 곡류 등 인을 함유하고 있는 식품은 매우 많기 때문에 인의 결핍은 흔하지 않다. 더욱이 현대에는 여러 가공식품이나 탄산음료의 이용이 늘어남에 따라 인의 섭취량은 증가하는 추세이다. 인은 체내에서 칼슘대사와 밀접하게 관련되어 있으므로 칼슘과 인의 섭취비율을 고려해야 한다. 현재 우리나라 사람들의 식생활에서 칼슘과 인의 섭취비율은 1 : 1.5 정도 이나 적어도 1 : 1 정도가 되도록 칼슘의 섭취량은 더 늘리는 것이 바람직하다.
마그네슘(magnesium, Mg)은 체내에 있는 양의 반 이상이 뼈에 존재한다. 나머지는 근육조직 등에 많이 존재한다. 마그네슘은 칼슘과는 반대로 신경을 안정시키고 근육이완 작용을 하며 체내에 여러 효소의 보조인자로 작용하여 효소기능을 활성화시킨다.
마그네슘을 많이 가지고 있는 식품으로는 코코아, 견과류, 두류, 녹색 엽채 등이 있다. 전곡류에는 많이 있으나 곡류외피에 있는 피틴산(phytic acid)이 마그네슘과 불용성의 염을 형성하므로 흡수율이 낮은 편이다.
