칼슘의 이로움은 무엇일까?

 

칼슘은 우리 몸에 어떤 이로움을 줄까요?

이미 익숙한 원소이기도 합니다만 자세하게 알아보신 적이 있으신가요?

칼슘은 생명체, 특히 사람과 동물에게 필수적입니다. 그 외에도 뼈의 성장과 유지에 꼭 필요하고, 혈액의 응고, 근육의 수축 등도 돕습니다. 신체가 제대로 작동하려면 아주 필수적인 원소입니다. 

그럼 간단하게 칼슘의 하는 일과 칼슘의 역사, 칼슘이온에 대해 알아보겠습니다.

 

칼슘은 일반적으로 혈장에서 각각 다른 세 가지 형태로 존재합니다. 40~45%는 알부민 형태인 단백질과 결합한 형태로 존재하고, 5%는 무기 칼슘으로, 그리고 40~50%는 이온화된 칼슘으로 존재합니다. 이중 생리학적으로 조골세포와 파골 세포를 자극하고 활성화할 수 있는 형태의 칼슘은 이온화된 칼슘입니다. 이 칼슘이온은 뇌하수체에 신호 전달을 통해 뇌하수체 호르몬인 갑상샘 자극 호르몬과 파라토르몬을 분비합니다. 갑상샘 호르몬은 조골세포를 활성화해 뼈의 칼슘 축적을 도와주고, 파라토르몬은 파골 세포를 활성화해 골 교체를 증가시킵니다. 이것은 곧 뼈의 질을 높이게 됩니다.

 

 

칼슘과 미네랄

우리 인체를 구성하는 원소의 종류는 칼슘을 비롯하여 철, 탄소, 수소, 질소, 아연 등을 포함하여 무려 50여 가지가 넘습니다. 이중 기능을 정확히 아는 원소는 일반적으로 20 여러 가지가 채 안 될 것입니다. 이 원소들은 상호 작용을 하며 신체 내에서 긍정적, 부정적 작용을 하여 우리 몸의 세포대사에 직간접적으로 관여합니다. 이 중 한 가지만 부족해도 질병이 유발될 수 있으며 지속해서 결핍되면 만성질환의 원인이 됩니다. 100여년 이전 시대에는 농약이나 비료 없이 재배한 인삼에 20~30여 가지의 미네랄이 함유되어 부족한 미네랄 섭취에 매우 중요한 공급원이 되어주었습니다. 또한 한의학에서 많이 사용되어오던 한약재들을 살펴볼 때 미네랄의 긍정적인 역할을 살펴볼 수 있습니다. 한약재의 그 원료(각종 열매, 잎, 껍질, 뿌리 등)에 함유된 풍부한 미네랄들은 미네랄이 결핍되어 발병한 질환의 치료에 매우 효과적이었고 과거 시대 사람들의 건강 유지에 큰 도움이 되었습니다.

 

 

 

칼슘 시그널

칼슘 시그널 칼슘 (Ca2+) 이온은 세포 내외액에서 세포와 세포 사이 커뮤니케이션의 주요 신호로 작용하고, 세포질에 들어가면 많은 효소와 단백질에 알로 스테이크 조절 효과를 갖고 있으며 세포 신호 전달에 중요한 역할을 합니다. 칼슘은 이온 채널의 활성화 또는 G 단백질 결합 수용체와 같은 간접적인 신호 전달 경로에 의해 야기된 제 2 신호 전령으로 세포와 세포, 유전자와 유전자의 정보 전달 역할을 합니다. 칼슘이온의 세포질 내 농도는 일반적으로 약 100nm으로 유지되며 세포 외 농도보다 20,000 ~ 100,000 배 더 낮은 농도로 여러 연구 논문에서 보고되고 있습니다. 세포 내에서 이 낮은 농도를 유지하기 위해, 칼슘이온은 세포질에서 세포 외 공간, 소포체 (Endoplasmic Reticulum), 때로는 미토콘드리아로 유입됩니다. 세포질 및 세포 기관의 특정 단백질은 칼슘이온을 결합하여 완충재 역할을 합니다. 시그널 링은 세포가 세포 내 저장소로부터 칼슘이온을 방출하도록 자극될 때나 칼슘이온이 세포막 이온 채널을 통해 세포로 들어갈 때 발생합니다. 칼슘은 광범위하게 생리적인 역할을 하는 유비쿼터스의 두 번째 메신저입니다. 여기에는 근육 수축, 흥분성 시냅스에서의 신경 전달, 세포 운동성 (편모 및 섬모의 운동 포함), 수정, 세포 성장 또는 증식, 신경 발생, 시냅스 가소성 및 타액 분비와 같은 프로그램 기억 및 외부, 내부 기억이 포함됩니다. 또한 높은 농도의 세포질 내 칼슘이온은 석회화를 통해 세포 염증, 세포 사멸을 일으키는 원인이 될 수 있으며 세포 내 칼슘 레벨을 낮추는 역할을 합니다. 세포 내 칼슘 레벨이 낮아지면서 생기는 DNA 복제할 때 칼슘의 다른 생화학적 역할에는 조절 효소 활성, 이온 채널의 투과성, 이온 펌프의 활성 및 세포 골격의 구성 요소가 포함됩니다. 높은 레벨의 칼슘이온은 방출된 칼슘이온이 조절 단백질 칼모듈린(Calmodulin)에 결합하고 활성화할 때 발생하는데 칼모듈린은 칼슘이온 칼 모듈인 의존성 단백질 키나아제를 활성화하거나 다른 관련된 단백질에 직접 작용할 수 있습니다. 칼모듈린 외에도 칼슘이온의 생물학적 효과를 중재하는 많은 다른 칼슘이온 결합 단백질이 있습니다. 뉴런에서 시토졸(Cytosol)과 미토콘드리아(Mitochondria)의 칼슘이온 증가는 미토콘드리아 에너지 신진대사와 함께 뉴런 전기 활동의 동기화에 매우 중요합니다. 미토콘드리아 기질 칼슘이온은 수십 마이크로몰 수준에 도달할 수 있는데, 이것은 크렙스회로(Krebs Cycle)의 주요 조절 효소 중 하나인 이소시트르산탈수소효소(Isocitric Dehydrogenase)의 활성화에 필수적입니다. 뉴런에서 소포체(Endoplasmic Reticulum)는 플라즈마 막과 함께 이원막 시스템에서 수많은 세포 외 신호와 세포 내 신호를 통합하는 네트워크에 사용될 수 있습니다. 이러한 플라즈마 막과의 연관성은 소포체에 대한 새로운 정보와 신경 세포 내의 뉴런을 끌어내 소포체의 구조적 특성, 칼슘이온 배출 역할을 하는 능력, 특정 칼슘이온 방출 단백질 시스템을 알려주는 역할을 하기도 합니다. 어떤 원인에서 건 칼슘 시그널이 부적절하게 작동될 때 세포 대사가 비정상적으로 되며 질병의 발단이 됩니다.

 

 

칼슘 시그널과 칼슘 채널

세포 내외액에서 칼슘이온의 규칙적인 유입 유출은 세포대사에 매우 중요합니다. 칼슘이온이 적거나 과할 경우 세포 내에 문제가 발생하는데 칼슘이온 유출입은 전압, 나트륨, 칼륨이온 등과 관련되어 있어 지금까지 명확히 밝혀 지지 않고 있으나 연구자들은 이 분야를 매우 관심 있게 지켜보며 연구하고 있습니다.

SAC 칼슘의 여러 임상에서 미토콘드리아 기능 정상화로 체온이 오르고 중간엽줄기세포 (Mesenchymal Stem Cell)의 활성화로 잇몸이 복구되는 것으로 보아 SAC 칼슘은 정상적 칼슘 시그널 링으로 칼슘 채널을 통해 세포 내 유입과 유출이 정상적으로 이루어진다고 추측됩니다.