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식음료의 전해질 성분, 왜 중요한가?

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  • 최두빈 MT기업지원센터 기자
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  • 2021.03.04 15:19
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‘음료전해질분석’ 앱 통해 당뇨·고혈압·비만 등 환자에게 유용한 식이요법 자료 제공

피곤함, 신장과 심장 기능에 대해 논할 때 많은 사람들이 전해질에 대해 이야기한다. 전해질이란 과연 무엇일까? 균형잡힌 전해질 수치란 어떻게 계산할 수 있을까?

전해질에 대해 보다 쉽게 설명하기 위해 전기차 리튬배터리를 떠올려보자. 배터리는 양극과 음극을 리튬이온이 오가는 과정에서 충전, 방전되는 원리로 작동한다. 이때 리튬이온이 오가는 통로 역할을 하는 게 전해질이다.

전해질(electrolyte)이란 물처럼 극성을 띤 용매에 녹아 이온화돼 전기가 통하는 물질이다. 예를 들면, 전해질인 소금(NaCl)을 물에 넣으면 소금은 분해 과정에 따라 다음과 같이 이온들로 분해된다.
"NaCl → Na+ + Cl-"

곧, 전하를 띤 이온들이 물 속에 녹아 있는 것이다. 물에 녹아 중성의 분자 상태로 존재하는 설탕과 달리, 소금처럼 물에 녹였을 때 해리(解離)돼 이온 상태로 존재하는 물질을 전해질이라 한다.

우리 몸의 체액에 존재하는 모든 이온(ion)도 전기차 배터리의 전해질과 비슷한 역할을 한다. 체액의 전해질은 대부분의 대사과정을 조절하는 기능을 한다. 그렇기 때문에 전해질 농도를 측정하면 전해질의 불균형으로 발생하는 각종 질병을 진단할 수 있을 뿐만 아니라, 전해질 불균형의 정도를 파악해 전해질의 농도를 교정하는 기준으로 삼을 수 있다.

전해질의 균형이 무너졌을 때 무기력함과 같은 건강상의 문제가 발생한다. 특히 고령일수록 전해질 불균형에 더 취약할 수 있다. 나이가 들어감에 따라 신장이나 심장의 일부 기능이 약해지기 때문이다.

전해질 불균형은 생명을 위협할 수 있으므로 심각한 증상이나 근본적인 건강 상태가 있는 경우 병원을 찾아야 한다.

전해질이 부족하다고 해서 의사의 지시 없이 높은 수준의 전해질을 섭취하면 또 다른 불균형이 생길 수 있다. 전문가들은 운동할 때 흔히 마시는 이온음료에는 불균형을 교정하기에 설탕이 너무 많고 나트륨이 너무 적다고 주의를 당부한다.

전해질 불균형으로 음식을 조절해야 하는 사람들이 있다. 다양한 병증으로 음식을 잘못 먹을 경우 고칼륨혈증, 고인혈증 등의 합병증을 발생하거나 그 밖의 치명적인 합병증이 발생할 수 있는 사람들이다.

음료전해질분석 앱 모습
음료전해질분석 앱 모습
이런 사람들을 위해 前신장학회회장이자 現음료전해질연구소 노정우 소장은 음식이나 음료의 전해질 성분 등을 연구해 하루 허용치를 계산해주는 ‘음료전해질분석’ 앱을 개발했다. 신장 관련 질환에 대해 자세한 조사를 하여 각 음료, 음식별 최대허용치를 안내해 조절할 수 있게 한 것이다.

이 앱으로 신질환자는 신질환 1-2기, 만성 신부전환자, 투석 여부 등을 선택해 쉽게 허용치를 확인할 수 있다. 이러한 정보들은 교육받지 아니하면 자칫 넘어갈 수 있는 정보들을 쉽게 제공함으로써 환자들이 보다 쉽게 식단관리를 할 수 있게 돕는다.

‘음료전해질분석’ 앱은 누구나 무료로 다운받아 사용할 수 있다. 이 앱의 개발자인 노정우 소장과 일문일답으로 전해질과 관련된 궁금한 점들을 확인했다.



Q1. 음료(식품)전해질연구소가 음료·식품 전해질을 분석한 앱을 개발하게 된 이유는 무엇입니까?
“만성신부전환자들, 특히 말기신질환이나 투석 치료를 받는 만성신질환 환자가 음식을 잘못 섭취하게 되면 고칼륨혈증, 고인혈증(高燐血症,혈중 인산염 수준이 비정상적으로 상승하는 전해질 이상) 등이 급격하게 발생하게 되고 심한 경우에는 사망 또는 질환의 악화로 이어지는 경우가 적지 않습니다. 이 때문에 이들 환자들은 음식, 식품, 음료의 섭취를 적절하게 조절하는 ‘식이요법’이 매우 중요합니다.

이번에 개발한 앱은 각종 음식료의 ‘전해질 성분’을 공개함으로써 이러한 식이요법을 제대로 실행하도록 도와주고 치명적일 수 있는 고칼륨혈증, 고인혈증의 발생을 예방하려는데 목적이 있습니다. 나아가 이들 환자들의 사망률을 낮추고, 신질환 및 그 합병증들의 발생과 악화를 예방하려는 것입니다.

이러한 앱의 필요성에 뜻을 같이한 여러 대학병원의 신장내과 교수들을 주축으로 순환기·내분비 내과 교수, 영양사, IT와 앱 관련 전문가 등 여러분들이 참여해 음료(식품)전해질연구소를 설립하고 ‘음료전해질분석’ 앱을 개발했습니다.”

Q2. 식이요법이 필수적인 질병이 많죠?
“음식, 식품, 음료를 제한해야 하는 질환이나 경우는 매우 많고 다양합니다. 예를 들면, 위에서 언급한 말기신질환환자에게 고칼륨혈증, 고인혈증을 예방하기 위해 칼륨과 인의 섭취를 줄이도록 하고, 간경화, 간암 등 심한 간질환 환자의 경우 간성혼수에 빠지는 것을 예방하기 위하여 단백 섭취를, 당뇨나 비만환자들에게는 고칼로리 음식을 제한합니다.

반면 부종, 복수 또는 폐부종이 심하게 동반된 간경화, 심부전, 신증후군 등 신장질환, 일반부종 등에는 저염식을, 또 고혈압 환자에게 저염식과 고칼륨 음식을, 요산이 높은 통풍환자들에게 저퓨린 식이를 권장합니다. 이런 식이요법은 이미 매우 잘 알려져 이제는 일반 상식 수준이라고 할 수 있습니다.

그러나 일반적인 경우들과는 별개로 신기능 손상 정도에 따라 제한하거나 섭취해야 하는 전해질 영양성분의 차이가 다양합니다. 만성신부전환자 영양상담 또는 교육을 받은 만성신부전환자와 환자 가족 등을 제외하고는 잘 알 수 없지요. 약제도 마찬가지인데, 예를 들면 항생제나 기타 여러 약제들의 용량을 환자의 신기능의 손상 정도에 따라 조절하는 것은 매우 중요하고 필수적인 기초 사항인데 전문적인 의료진이나 가능한 일입니다.”

Q3. 신장과 관련된 질병에 식이요법은 얼마나 중요한 기능을 하나요?
“만성신질환 환자나 투석 치료가 필요한 말기신질환 환자들은 신기능의 저하로 소변량이 크게 줄거나 심지어 전혀 없는 경우도 적지 않은데, 여러 전해질, 특히 칼륨(K), 인(P) 그리고 염분(Na) 등이 소변으로 적절히 배출되지 않기 때문입니다.

이런 환자들은 식이 제한을 잘하지 않거나 전문적인 치료를 받지 않으면 이들 성분이 체내에 축적돼 농도가 높아지면서 결과적으로 고칼륨혈증, 고인혈증 등이 쉽게 발생하게 되고 생명과 건강이 크게 위협받게 됩니다.

고칼륨혈증은 신기능이 매우 안 좋은 환자가 고칼륨 음식을 소량만 섭취해도 소변량이 없거나 적어지며 매우 빠르게 진행됩니다. 고인혈증이 장기적으로 지속될 경우 저칼슘혈증, 2차성 부갑상선기능항진 등을 발생시키고 미네랄골대사질환(MBD)으로 악화되며 뼈를 매우 약하게 만듭니다. 이런 과정에서 뇌혈관, 심혈관 등 인체 여러 중요 혈관에 동맥경화를 발생시키고 악화시켜 만성신부전환자의 전체적 사망률을 매우 높이는 것으로 잘 알려져 있습니다.

때문에 환자와 그 가족분들에 의해 이루어지는 음식, 식품, 음료 섭취의 제한, 식이요법이 매우 중요합니다.

이번에 개발한 음료전해질분석 앱은 환자, 환자도우미, 환자가족, 의료진에게 칼륨, 인 성분 등에 대한 음식, 식품, 음료를 안내하고 적절한 영양식사를 제안함으로써 고칼륨혈증, 고인혈증 등의 발생을 예방, 억제하게 하는 데 목적이 있습니다”

Q4. 앱의 첫 화면이 다양한 카테고리로 구성돼 있는데 설명 부탁합니다.
“음료전해질분석 앱은 음료/식품성분검색, 성분함량순서, 인/단백질 비율, 나의 신장 기능, Q&A, 의료진코너의 카테고리(코너)로 구성돼 있습니다.

‘음료/식품 성분 검색’ 코너에서는 원하는 성분이 어떤 음식, 식품, 음료들에 많은지 적은지를 찾아볼 수 있습니다.

‘성분함량순서’에서는 앱에 실린 모든 음식, 식품, 음료들을 대상으로 원하는 성분이 낮은 것부터 높은 것 순으로 또는 역순으로 확인할 수 있습니다. 앱 사용자가 어떤 먹거리를 사거나 골라 요리할 때 적절한 성분 정보를 제공합니다. 나열된 먹거리 중 하나를 선택하면 그 먹거리의 전체 성분에 대한 상세한 정보도 확인할 수도 있습니다.

‘인/단백질 비율’ 코너에서는 고단백이면서도 인성분이 높지 않아 특히 저알부민 고인혈증 투석 환자에게 권장할 수 있는 음식이나 식품을 쉽게 확인할 수 있습니다. 의학적으로 인/단백질 비율이 12.0 이하의 음식, 식품들이 이들 환자에게 도움이 된다고 알려져 있습니다.

‘나의 신장 기능’은 사용자나 대상 환자의 혈중 ‘크레아티닌’ 농도를 이용해 신기능손상 정도를 측정할 수 있는 코너입니다. 이 기능을 제대로 활용하기 위해서는 정확한 혈중 크레아티닌 농도가 필요한데 병원에서 검사해야 할 수 있습니다.

이 코너에서는 또 비만환자나 당뇨 환자 또는 체중감량을 원하는 분 등이 운동 시간과 칼로리 사용과의 관계 등도 확인할 수 있습니다. 원하는 운동 종류와 섭취 칼로리를 입력하면 칼로리 소모에 필요한 시간을 확인할 수 있습니다.

‘의료진코너’는 의료진에게 필요한 전문적인 의료정보들을 담고 있습니다. 수액, 투석액, 경장영양식 및 일반영약식 등의 자세한 용량, 전해질 성분, 영양성분을 확인할 수 있습니다. 또 전해질 농도를 높이고 낮추는 여러 가지 약제들, 신기능 손상 정도에 따른 항생제와 그 외 많은 약제들의 용량조절 정보도 담겨 있습니다. 특히 국내산 수액의 경우 전해질 또는 영양성분이 높은 것부터 낮은 것 순으로 또는 그 역순으로 확인해 환자의 신기능 상태에 적절한 수액을 용이하게 선택할 수 있습니다.”

Q5. 앱에는 전해질 뿐만 아니라 비전해질 성분에 관한 정보도 많이 있는데 어디에 중점을 두고 개발됐나요?
“음료전해질앱에는 칼슘 같은 전해질 성분 정보들뿐만 아니라, 비전해질 영양 성분인 칼로리, 탄수화물, 지질, 단백질 등과 퓨린, 카페인 등에 관한 정보도 다양하게 포함돼 있습니다. 말기신질환이나 만성신질환 환자들과 관계자들에게 식음료의 칼륨과 인, 염분 성분 정보를 알리는 게 앱의 기본목적이지만 고칼륨혈증을 피할 수 있는 직접적인 성분 외에 다른 성분들의 영양상태도 환자의 전체적 건강 상태와 사망률과도 매우 깊은 관계가 있기 때문입니다.

그래서 전해질과 함께 비전해질성 영양성분도 중점적으로 개발했습니다. 이같이 다양한 성분 정보는 비만 환자, 고혈압 환자, 통풍 환자, 부종 환자 등은 물론 그 가족, 영양사, 관련된 의료종사자, 의료진에게도 의미있는 도움이 될 것입니다.”

Q6. 일반인을 위한 코너와 의료진 코너로 구분이 되어 있는데 이유가 무엇인가요?
“의료진코너는 전적으로 의료 관련 전문직업인이나 의료 관련 전문직업예정자들이 관련 정보를 이용할 수 있게 만든 것입니다. 이같은 제한을 둔 것은 이 코너의 내용이 전문적인 의학관련 지식이라는 점이 가장 큰 이유입니다. 또 법적으로도 의료진코너의 광고는 의료 관련 직업인들만이 볼 수 있기 때문입니다. 여러 단계의 검증을 거쳐서 의료관련 전문직업인이라는 걸 확인해야 의료진코너의 정보를 이용할 수 있습니다.”

Q7. 병원에서 교육을 잘 받을 수 있는데도 앱을 제작한 이유가 있나요?
“교육에 대한 니즈가 있어도 실제로 받기 어렵고 교육 내용도 기억하기 힘들기 때문입니다. 그래서 누구나 이용하는 핸드폰을 통해 각자의 식사요법에 참고할 수 있는 정보를 쉽게 찾을 수 있도록 앱를 개발한 겁니다. 식품 관련 의학과 과학을 환자와 가족, 가족의 식탁으로 끌어오려고 한 것이지요. 제가 알고 있는 한 음료전해질분석 앱은 세계에서 유일하게 이같은 정보를 제공해주는 앱입니다.”

Q8. 성분 데이터를 어떻게 확보했는지?
“음료전해질분석 앱에 담긴 많은 데이터는 확인에 확인을 거쳐 최대한 정확한 내용을 제공하려고 노력했습니다. 미국농무부(USDA)의 자료와 식음료 회사의 웹사이트에서 확보한 데이터, 음식료 포장지에 표시된 공식적인 데이터, 또한 국내 식품의약품안전처(MFDS)의 식품안전정보포털 데이터 등 여러 웹사이트에서 수집했고 그 출처를 명기했습니다.

또 우리 음료전해질연구소가 만성신부전 환자에게 특별히 주의가 필요하다 판단된 성분 등은 공신력 있는 측정 기관에 의뢰해 필요한 데이터를 확보했습니다. 아직 아주 많은 음료를 측정하지는 못했지만 앞으로도 계속 그 숫자를 늘려나갈 것입니다.”

Q9. 단순히 수치만 제공한다면 앱 이용이 쉽지 않을 텐데요?
“성분의 수치만 제공한다면 일반 이용자만이 아니라 의료관계자들도 이용하기 힘들 것입니다. 그래서 이점을 고려하여 각 음식, 식품, 주사제들의 1회 제공량이 정상인과 환자의 상태에 따른 하루 필요량의 몇 % 정도 인지를 대강 계산할 수 있게 했습니다. 정상인(만성신질환 1-2기), 만성신질환3-5기(만성신부전환자), 투석여부, 배뇨여부, 고칼륨혈증 환자 여부 등을 반영해서 쉽게 확인할 수 있습니다.”

Q10. 앱 정보의 정확도와 이용의 한계점이 무엇일까요?
“앱의 정보는 여러 정보제공기관에서 제공한 데이터를 취합한 것이어서 정확도 문제까지 100% 자신할 수는 없습니다. 어떤 음식이라도 영양성분 정보가 보고자나 보고 기관마다 차이가 있습니다. 때문에 이용자가 확인할 수 있도록 성분 정보의 끝 부분에 출처를 확인할 수 있게 해 놓았습니다.

또 제약사가 나중에 수액 또는 주사액을 제작하면서 앱에 처음 입력된 성분과 조금 다르게 성분을 변경하는 경우도 있습니다. 또 우리 연구소가 전문기관에 의뢰해 측정한 데이터도 실제 공개된 데이터와 10% 정도 차이가 있는 것도 확인했습니다.

따라서 우리 앱의 데이터를 절대 자료가 아니라 참고 자료로 활용할 것을 권합니다. 특히 위험해질 수 있을 것으로 생각되는 음식, 식품, 음료의 섭취를 피하는 데에 주로 이용하기를 바랍니다. 보다 정확한 식이요법을 위해서는 전문의 또는 전문 영양사 등과 적어도 한번은 자세히 상담을 하는 것이 필요하다는 것을 잊지 마십시오. 또 의료진이라면 이 앱의 성분농도를 참고로 이용해 수액 주사들을 고른 후에 다시 한 번 주사액의 성분 정보를 이중확인한 후에 수액을 주사하시길 권합니다.”

Q11. 주사제와 달리 먹거리를 섭취할 때 음식 종류에 따라, 전해질성분이나 영양성분이 몸에 흡수되는 섭취율이 달라질 수 있을텐데요?
네 맞습니다. 예를 들어 인의 경우 콜라 같은 탄산음료에 포함된 인은 거의 100% 흡수되는 반면 콩 같은 식물성 음식의 인은 20~30%, 고기나 우유 같은 동물성 음식의 인은 50% 정도가 흡수되는 것으로 알려져 있습니다. 칼륨의 경우는 전반적으로 흡수율이 좋지만 음식의 조리 방법에 따라 칼륨성분이 크게 감소할 수 있습니다. 예를 들어 야채나 과일, 생선은 칼륨성분이 높아서 날 것으로 섭취하는 경우 건강한 사람들에게는 매우 유익하지만 고칼륨혈증환자들은 매우 조심해야 합니다. 이처럼 조리법을 먼저 이해하고 그 방법에 따라 조리해 식사하는 게 중요합니다.

또 하나 음식, 식품마다 전해질 흡수율은 많이 공개되지 않았습니다. 그러므로 이런 내용까지 머두 계산해 앱에 올릴 수는 없으므로 앱 이용자분들은 이 같은 사실을 감안해 이용하도록 해야 합니다.”

Q12. 앱 이용자들에게 하고 싶은 당부는?
“과학과 IT의 발달에 따라 휴대폰을 통해 건강의료관련 앱을 활용하는 사람들이 크게 늘고 있습니다. 건강한 사람들은 건강 유지 및 증진을 도모하며 질병을 예방하고, 환자들은 치료에 도움이 되며 합병증을 예방해 건강을 회복시키려는 수요가 팽창하고 있습니다.

그러나 환자들의 니즈를 정확하게 충족시킬만한 앱은 국내외에 아직 없다고 생각합니다. ‘음료전해질분석’앱이 아마 세계에서 의학, 영양학적으로 의미있는 정보를 제공해주는 유일한 앱이라는 생각입니다.

출시 초기인 만큼 성분 데이터 입력의 정확성에도 문제가 있을 수 있어 이용자들과의 커뮤니케이션이 중요한 단계입니다. 문제점, 개선 요구 사항, 추가로 궁금한 정보 등이 있다면 언제나 의견을 전달해주셨으면 합니다.

노정우
식음료의 전해질 성분, 왜 중요한가?
현 음료(식품)전해질연구소 소장
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