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과학상식나라

칼륨[potassium , 포타슘 (Potassium) (기호 K)

780 2022.10.06 14:46

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포타슘(칼륨)은 원자번호 19번의 원소로, 원소기호는 K이다. 주기율표의 1족(1A족)에 속하는 알칼리 금속 원소의 하나로, 소듐(나트륨, Na) 바로 다음에 위치한다. 원소 포타슘은 칼로 자를 수 있을 정도로 무르며 녹는점이 낮고, 화학 반응성이 아주 큰 은백색 고체 금속이다. 공기 중에서 쉽게 산화되고, 물과는 많은 열과 수소 기체를 내면서 격렬히 반응하고 폭발하기도 한다. 따라서 금속 포타슘은 아르곤과 같은 비활성 기체 하에서 무수 광물성 기름이나 석유에 담가 보관한다.
칼륨(potassium, K)은 나트륨(Na)과 같이 체액의 주요 전해질이다. 칼륨은 나트륨과 함께 작용하여 체내의 수분 양과 산 · 알칼리 균형을 조절한다. 나트륨은 세포 밖에 주로 분포되어 있으나 칼륨의 95%는 세포 안에 존재한다.
칼륨과 나트륨의 균형은 정상 혈압의 유지, 근육의 수축과 이완 등에 영향을 미친다. 칼륨의 균형은 나트륨에서와 같이 신장에서 배설이나 보유량을 조절함으로써 유지된다.

칼륨은 세포내액 중 가장 많이 존재하는 양이온으로서 칼륨 농도는 약 140mmol/L이다. 한편 세포외액의 칼륨 농도는 3.5∼5.0mmol/L로서 소량이 존재한다. 칼륨의 대부분은 근육세포 내에 존재하는데 이는 근육세포가 체내 총 세포용적의 75% 이상을 차지하기 때문이다.

칼륨의 주요 생리적 기능에는 세포내외의 전위(electric potential)에 영향을 미치는 것과 세포 내 이온 강도를 조절하는 것이다. 또한 칼륨은 에너지 대사, 세포막의 운반 작용, 세포막 내외의 전압차 유지, 나트륨과 상호 작용을 통한 신경계의 자극 전도, 골격근의 수축과 이완, 혈압의 유지, 산 · 염기의 평형 유지 등의 생리적 기능을 담당한다.
칼륨은 뇌에 산소를 보내는 역할을 하여 뇌의 기능을 좋게 해준다. 몸속 노폐물의 처리를 돕고, 혈압을 떨어뜨리게 한다. 또한 칼륨은 혈관벽의 긴장을 풀어 혈관을 확장하는 작용을 하기 때문에 심장의 박동을 정상으로 유지해 주고 근육과 신경의 흥분성을 정상으로 유지하는 일을 돕는다.

칼륨은 나트륨과는 달리 혈압을 낮추는 기능이 있다. 즉 체내에서 상호 의존적으로 칼륨의 투여는 소변 중 나트륨 배설을 증가시켜 혈압을 낮추는 효과가 있다. 따라서 칼륨 섭취는 고혈압의 예방과 치료에 효과적이다.
일상의 식사에서 부족한 칼륨을 보충할 목적으로 섭취하는 건강기능식품의 기능성은 영양 보급이다.

칼륨 결핍증은 설사제의 남용, 이뇨제의 과용으로 인해 소화관 또는 신장을 통한 칼륨 손실이 과다한 경우에 일어날 수 있다. 결핍 증상으로 무력감, 식욕부진, 메스꺼움, 불안, 불면증 등이 나타나며, 극도의 저칼륨혈증이 생기면 심장의 부정맥(不整脈, arrhythmia)으로 인하여 사망에 이르기도 한다.

혈액 내 칼륨의 농도가 낮으면 식욕 감퇴, 근육 경련, 발작 등이 일어나고 심장박동이 불규칙해지며 생명이 위협 받게 된다. 또한 고혈압 치료제로 사용하는 이뇨제(利尿劑)가 체내의 칼륨을 고갈시킨다. 최근 연구에 의하면 이뇨제를 복용하면서 칼륨을 충분히 섭취하지 않으면 뇌졸중(腦卒中)의 위험이 높아진다. 다이어트를 할 때 초저열량 식사를 하는 사람이나 격렬한 운동을 하는 사람들도 칼륨 결핍의 위험이 있다.

칼륨을 과량 섭취하면 배탈이 나며, 신장 기능이 약하면 칼륨이 혈액에 쌓여 심장 기능을 저해한다. 따라서 신장 기능이 저하된 사람은 칼륨 섭취량을 조절해야 한다. 장관 또는 혈관 영양을 통한 칼륨 과다 공급은 급성 중독을 일으킬 수 있으며, 칼륨의 급성 중독이 발생하면 심장마비로 인해 사망할 수 있다.


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