수분과 전해질은 인체 항상성(homeostasis) 유지에 필수적인 요소입니다. 인체 체중의 약 60%는 수분이며, 이 수분은 전해질(나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등)과 함께 세포 안팎의 전기적 균형과 삼투압 조절에 관여합니다. 이 글에서는 수분과 전해질의 대사 메커니즘과 함께 탈수, 전해질 불균형 시 발생하는 생리학적 변화에 대해 설명합니다.
1. 체내 수분의 분포
체내 수분은 크게 두 공간에 분포합니다:
- 세포내액(ICF, Intracellular Fluid): 전체 체액의 약 66%
- 세포외액(ECF, Extracellular Fluid): 혈장, 간질액 포함 – 약 34%
이 두 공간 사이에서 물은 삼투압(osmotic pressure)과 전해질 농도에 따라 이동합니다. 특히 나트륨과 칼륨은 각각 세포 외, 세포 내의 대표 전해질로 작용하며, 그 농도 균형은 생명 유지에 필수적입니다.
2. 주요 전해질과 역할
| 전해질 | 주요 위치 | 기능 |
|---|---|---|
| 나트륨 (Na⁺) | 세포외액 | 삼투압 조절, 신경 자극 전달, 혈압 유지 |
| 칼륨 (K⁺) | 세포내액 | 세포 기능 조절, 근육 수축, 심장 리듬 조절 |
| 칼슘 (Ca²⁺) | 세포외액, 뼈 | 근육 수축, 신경 전달, 혈액 응고 |
| 마그네슘 (Mg²⁺) | 세포내액 | 효소 반응, 신경 안정, ATP 대사 보조 |
3. 나트륨-칼륨 펌프 (Na⁺/K⁺ Pump)
세포막에는 나트륨-칼륨 펌프라는 특수한 단백질이 존재하여 다음과 같은 역할을 수행합니다:
- 세포 외로 나트륨 3개 배출
- 세포 내로 칼륨 2개 유입
이 과정은 ATP를 사용하며, 세포막 전위 유지, 신경 자극 전달, 삼투압 조절에 필수적입니다.
4. 수분 섭취 및 조절 메커니즘
체내 수분 균형은 시상하부 → 뇌하수체 → 항이뇨호르몬(ADH) 경로를 통해 조절됩니다. 수분이 부족하면:
- 시상하부가 삼투압 상승을 감지
- ADH 분비 → 신장에서 수분 재흡수 ↑
- 소변량 감소, 체내 수분 유지
또한 레닌-안지오텐신-알도스테론(RAA) 시스템도 수분과 전해질 재흡수를 조절합니다.
5. 탈수와 전해질 불균형
탈수(dehydration)는 수분 손실이 섭취보다 많을 때 발생하며, 전해질 농도 변화로 인해 다음과 같은 문제가 발생합니다:
- 경증: 갈증, 입 마름, 소변 농축
- 중등도: 어지럼증, 심박수 증가, 집중력 저하
- 중증: 저혈압, 혼란, 열사병, 전해질 쇼크
특히 고나트륨혈증, 저칼륨혈증, 고칼륨혈증 등은 심장과 신경계에 심각한 영향을 줄 수 있습니다.
6. 전해질 섭취와 수분 보충 전략
건강한 전해질 균형을 유지하기 위해 다음과 같은 식이 전략이 필요합니다:
- 적정량의 수분 섭취 (하루 1.5~2L 이상)
- 과도한 나트륨 섭취 자제 (WHO 권장: 2g/일 이하)
- 칼륨이 풍부한 식품 섭취 (바나나, 고구마, 시금치 등)
- 운동 후에는 수분 + 전해질 함께 보충 (스포츠 음료 등)
7. 결론
수분과 전해질은 단순히 갈증 해소나 땀 보충의 개념을 넘어서, 세포 기능, 심장 박동, 신경 전달 등 생명을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 특히 고온 환경, 운동, 질병 시 전해질 손실이 심해질 수 있으므로 균형 잡힌 섭취와 체내 조절 메커니즘의 이해가 매우 중요합니다.