칼슘은 신체 내 무기질 중 가장 큰 비중을 차지합니다. 신체 내 칼슘 이온 농도를 일정하게 유지하는 것이 중요합니다. 보통 신체 칼슘은 뼈에 대량으로 존재하고, 혈액 내에 미량 녹아있습니다. 특히 혈액 내 칼슘 이온 농도가 매우 중요해서 너무 높거나, 낮으면 안 됩니다.
하지만 현대인들의 잘못된 식생활 습관 때문에 칼슘을 섭취할 기회가 점점 줄고 있습니다. 자연식품에 존재하는 대부분의 칼슘들이 세척과 가공 과정을 거치면서 제거되기 때문입니다. 또 평소 운동은 하지 않으면서 음식을 짜게 먹는 고나트륨 식단과 주기적으로 섭취하는 커피‧탄산음료 등은 신체 내 칼슘 고갈을 가속화합니다.
특히 혈액 내 칼슘 이온 농도가 낮은 저칼슘혈증은 심장정지 등 심각한 합병증도 불러서 관심을 가져야 합니다. 인천 가천대 길병원 가정의학과 고기동 교수와 내분비내과 이시훈 교수의 자문으로 저칼슘혈증 특징과 관리에 대해 알아보겠습니다.
▶혈액 내 칼슘 이온 농도 감소한 ‘저칼슘혈증’
칼슘은 대부분 뼈 속에 들어 있다가 혈액으로 조금씩 유입돼 일정 농도를 유지합니다.
가천대 길병원 가정의학과 고기동 교수는 “칼슘은 신체 내 가장 많은 무기질이지만 현대인의 생활습관으로 부족하기 쉬운 영양소”라며 “칼슘 부족 초기에는 별다른 증상이 없을 수 있지만 올바른 식습관을 통해서 신체에 필요한 칼슘을 적절하게 섭취하는 것이 중요하다”고 강조했습니다.
칼슘 섭취가 적거나 섭취한 칼슘을 제때 흡수하지 못하고, 칼슘 부갑상선기능저하 등이 발생하면 저칼슘혈증이 발생합니다. 저칼슘혈증의 발생 기전은 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다.
저칼슘혈증은 혈중 칼슘이온 농도가 1.15 mmol/L 이하일 때 나타납니다. 주요 증상은 신경근육 이상으로 인한 손가락이나 발가락 뒤틀림, 말초신경 이상 등입니다. 이외에 신경불안증, 공황장애, 가슴 답답함으로 인한 과호흡 등이 발생할 수 있습니다. 증상이 심하면 심장마비로 생명을 잃기도 합니다.
※저칼슘혈증 주요 증상
-신경근육 이상에 따른 손‧발가락 뒤틀림
-말초신경 이상
-신경불안증
-공황장애
-가슴 답답함 및 과호흡
-증상 심하면 심장마비에 따른 사망
▶G단백 돌연변이, 알로스테릭 기전에 관여해 발생
저칼슘혈증 원인과 관련 국내 연구진이 저칼슘혈증을 유발하는 특정 돌연변이 유전자를 밝혀낸 바 있습니다. 가천대 길병원 내분비내과 이시훈 교수는 작년 세계적인 학술지 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문 ‘부갑상선 호르몬 수용체 신호전달에서 칼슘의 알로스테릭 작용 기전에 관한 연구’를 통해 이 같은 사실을 확인했습니다.
미국 피츠버그대 연구진과 공동으로 진행한 이 연구에선 G단백 결합 수용체 발견으로 2012년 노벨 화학상을 수상한 레프코비치 교수가 책임 편집을 담당해서 많은 관심을 받았습니다. 미국 국립과학원회보는 과학의 모든 분야에 걸쳐서 우수한 연구업적을 발표하는 1914년 창간한 권위 있는 국제학술지입니다.
이시훈 교수의 이번 연구는 건강에 특별한 이상이 없어도 가족력 탓에 저칼슘혈증을 앓고 있는 환자를 대상으로 유전자 분석을 통해 진행했습니다. 그 결과 25번째 유전자인 PTHT25C 돌연변이가 부갑상선 호르몬과 결합하는 수용체의 수용 능력을 떨어트려서 결국 혈중 내 칼슘 이온 농도를 낮추는 것으로 드러났습니다. 부갑상선 호르몬은 뼈 속 등에 저장돼 있는 칼슘을 혈액 내로 보내는 일종의 신호등 역할을 합니다.
가천대 길병원 내분비내과 이시훈 교수는 “해당 연구결과는 저칼슘혈증의 분자학적인 병인을 밝혀낸 것”이라며 “칼슘 민감도는 부갑상선 호르몬 변이체로 인해 소멸되며 이는 결국 인체의 만성 저칼슘혈증의 새로운 원인인 것으로 확인됐다”고 설명했습니다.
이 연구와 관련 이시훈 교수는 고해상도, 고정확도 질량분석법을 이용해 칼슘의 양성 알로스테릭 작용에 관여하는 유전자를 찾았습니다. 혈중 칼슘농도를 조절하는 알로스테릭 현상이 부갑상선 호르몬(PTH)과 관련된 G단백질의 상호작용에 의해 작용한다는 점을 확인한 것입니다.
알로스테릭 작용은 효소 단백의 활성 중심(기질결합부) 이외 부위에 특수한 물질이 결합해서 그 효소의 입체 구조에 변화가 생기고, 효소 기능이 떨어지거나 촉진되는 것을 말합니다. 칼슘 양성 알로스레틱이란 혈액 내 칼슘 농도를 증가시키는 현상입니다.
특히 이시훈 교수는 이번 연구에서 G단백질의 25번째 유전자 PTHR25C가 부갑상선 호르몬과 결합해 혈중 칼슘농도를 일정하게 유지한다는 것을 규명했습니다.
가천대 길병원 가정의학과 고기동 교수는 “병적인 이유로 저칼슘혈증 등이 발생하면 반드시 정밀 검사를 통해서 정확한 원인을 찾아서 치료를 받는 것이 필요하다”고 말했습니다.
취재 도움 : 가천대 길병원 내분비내과 이시훈 교수
