◎ 골격계 ◎ 
1. 뼈의 기능과 리모델링
뼈에 대한 일반적인 오해에는 크게 두가지가 있다. 뼈는 단지 몸을 지탱해주는 골격의 역할만 한다는 오해와 뼈는 단단하게 한번 만들어지면 계속 그대로 사용된다는 오해이다. 그러나 뼈는 인체내부의 기본구조를 유지해주는 신체지지기능 이외에도 뇌,척수,심장,폐등을 안전하게 하는 보호기능, 골격근을 부착하여 운동의 지렛대 역할을 하는 운동기능, 칼슘, 인 등 각종 미네랄을 저장하는 저장기능, 백혈구, 적혈구, 혈소판을 만들어 내는 조혈기능 등 인체내에서 다양한 역할을 하고 있다.
뿐만 아니라 단단하게만 보이는 뼈는 대사활동이 정지해 있는것 같으나 끊임없이 소멸되고 생성되는 매우 다이나믹한 구조이기도 하다. 이러한 역동성은 뼈의 내부에 많은 혈관과 신경이 연결되어 있고 노화된 뼈기질을 제거하고 새롭게 만들어나가는 파골세포와 조골세포가 작동함으로써 가능해진다. 
뼈는 뼈세포와 뼈기질(matrix)로 구성되는데 뼈세포는 다시 조골세포와 파골세포로 나뉜다. 파골세포는 뼈의 계속된 성장을 위해 기존의 뼈성분을 용해, 분해하여 뼈기질을 흡수(resorption)하며 , 조골세포(osteoblast)는 파골세포(osteoclast)에 의해 분해된 부분에 콜라겐이라는 단백질을 격자모양으로 만들고 거기에 칼슘, 마그네슘, 인 등의 뼈성분을 부착시켜 뼈기질을 새롭게 만들어낸다(formation). 정상성인의 경우 매일 700mg의 칼슘이 뼈에서 나가고 들어오는데 매년 전체 뼈질량의 15%내지 20%에 해당한다. 이러한 과정을 뼈의 리모델링(remodeling)이라 한다. 
뼈의 건강은 육체적인 운동, 유전적인 요인, 호르몬, 영양상태등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받는다. 특히 적절한 종류의 식품과 적절한 양의 영양섭취는 호르몬과 유전적요인의 발현에 영향을 줄 수 있고 특히 산염기 균형이 중요하다.
2. 뼈의 건강과 산염기의 항상성 인체세포의 모든 활동은 혈액의 pH가 7.35에서 7.45 사이일때 정상적으로 작동하고 인체는 이 범위를 유지하려고 완충계, CO2배출, 비뇨계의 세가지 메카니즘을 이용한다. 완충계의 중심은 뼈의 무기질이며 따라서 뼈의 건강에 산염기의 항상성은 매우 중요한 영향을 주게 된다. 성인의 신체에 칼슘은 1000g내지 1500g이 있는데 99%는 뼈와 치아에 나머지 1%는 혈액과 연조직에 있다. 그런데 만약 어떠한 이유로 혈액이 산성화되면 인체는 pH가 7.35에서 7.45를 유지하기 위해 뼈의 칼슘과 무기질을 방출하게 된다. 칼슘을 중심으로 한 뼈무기질이 산성화된 혈액에 대한 방어작용을 할 것이라는 이론은 이미 1880년대 후반에 있었으나 구체적인 실험증거들은 1960년대말 1970년대초에 나타나기 시작한다. 1969년 바젤(Barzel)과 조지(Jowsey)는 쥐에게 산성인 염화암모늄(NH4Cl)을 섭취시켰는데 쥐의 뼈밀도는 점차 감소하여 골다공증으로 진행하는 것이었다. 그들의 산-염기 균형가설은 산성인 염화암모늄과 동시에 염기인 탄산수소칼륨(KHCO3)을 가하자 뼈의 손실이 중단됨으로써 더욱 확실해졌다. 
그렇다면 산은 대체 어떤 메카니즘으로 인체내의 뼈를 손상시키게 된 것일까? 이 물음에 답하는 중요한 실험은 1986년 아넷(Arnett)과 뎀프스터(Dempster)에 의해 진행되었다. 이들은 시험관에서 쥐의 뼈세포를 조직배양 하고 배양배지의 pH를 낮추었다. 그러자 파골세포의 활동성이 증가하면서 뼈의 재흡수량이 급격히 증가하였다. 
앞에서 살펴본 바와 같이 파골세포는 뼈의 계속적인 흡수와 생성이라는 리모델링과정에서 뼈기질을 흡수하는 세포이다. 그런데 혈액이 산성화(산혈증)되는 산성환경은 신체에서 파골세포에 의한 뼈의 재흡수를 비정상적으로 촉진함으로써 실질적인 뼈의 무기질의 순(net)방출을 일으키고 골다공증을 유발하게 되는 것이었다.
3. 식품의 종류와 산생성 매일 먹는 식품은 우리몸에서 산을 만들어 내고 사용한다. 따라서 매일 섭취하는 식품은 인체의 산염기 항상성에 영향을 미치게 될 것이며 뼈의 건강에 중요한 요인이 될것이다. 따라서 식품의 종류에 따라서도 산 부담정도가 달라지지 않을까? 라는 물음은 자연스럽다. 레머(Remer)와 만쯔(Manz)는 1995년 여러 가지 식품의 산성정도를 조사하여 잠재적인 신장부담을 조사하였는데 이에 의하면 육류는 100g당 8mEq 정도를 생산해 내어 매우 강한 산성으로 작용하는 반면 과일과 채소등은 신장 산부담이 -값으로 나타나 인체의 뼈건강에 유익한 알칼리성식품으로 나타났다. 표 여러 가지 식품의 잠재적인 신장 산부담(Remer&Manz,1995) 식품 | 산부하 (mEq/100g) | 식품 | 산부하 (mEq/100g) | 과일과 과일주스 | | 유제품과 계란 | | 사과 | -2.2 | 우유 | 0.7 | 건포도 | -21.0 | 요쿠르트 | 1.5 | 포도주스 | -1.0 | 체다치즈 | 26.4 | 레몬주스 | -2.5 | 커티지치즈 | 8.7 | 채소, 곡물 | | 계란(노른자) | 23.4 | 시금치 | -14.0 | 육류,생선 | | 브로콜리 | -1.2 | 쇠고기 | 7.8 | 당근 | -4.9 | 닭고기 | 8.7 | 감자 | -4.0 | 돼지고기 | 7.9 | 백밀 | 3.7 | 간 소시지 | 10.6 | 현미 | 12.5 | 연어 | 7.1 |
* -값이 클수록 산부담이 적으며, +값이 클수록 신장에 산부담이 크다
주목할만한 점은 치즈의 높은 신장산부담 수치이다. 체다치즈의 경우 26.4로 육류의 세배정도나 높게 인체에 산부담을 안긴다. 계란역시 23.4로 매우 높은데 이들 식품은 유란채식인들이 즐겨먹고 섭취량 또한 많은 식품들이다.
4. 동물성단백질 섭취와 칼슘밸런스 육류를 섭취하는 것이 뼈건강에 나쁘다는 증거는 있는가? 영양학에서는 밸런스 개념이 있는데 섭취하는 양과 배설되는 양을 조사하여 섭취되는 양이 배설되는 양보다 많으면 양의 밸런스라 하며, 반대로 섭취되는 양보다 배출되는 양이 많으면 음의 밸런스라 한다. 여기서 섭취는 고체뿐만 아니라 음료수를 통한 것도 포함되며 배출은 대변과 소변, 땀, 침 등을 모두 합한 수치이다. 즉, 섭취량이 적더라도 양의 밸런스면 인체는 칼슘을 실제로는 흡수, 저장하게 된 것이고, 섭취량이 많더라도 음의 밸런스라면 인체내에서 칼슘이 빠져나간 셈이 된다 1968년 와치만과 번스타인은 세계의 각국의 동물성단백질섭취와 골다공증의 관계를 조사하였는데, 동물성단백질의 섭취가 많을수록 골다공증으로 인한 엉덩이(대퇴골) 골절이 많다는 것을 발견했다. 아래 그림에서 보면 남아프리카의 일일 칼슘섭취 추정치는 200mg이하임에도 골절발생은 10만명당 10명이하인 반면 5배 이상 많은 칼슘을 섭취하는 미국이나 영국, 필란드 등은 골절이 10만명당 100명을 넘어서고 있다.
 이러한 사실은 1981년의 한 연구진에 의한 실험으로 더욱 분명해진다. 즉, 환자가 하루 하루 48g의 단백질섭취로 단지 500mg의 칼슘섭취에서는 칼슘이 양의 밸런스(인체에 저장)가 되었었다. 그러나 칼슘섭취가 1400mg이고 142g의 단백질을 섭취한 경우 칼슘밸런스는 음의 밸런스(인체에서 칼슘이 빠져나옴)였다. 3분의 1남짓한 칼슘섭취일지라도 단백질섭취가 적으면 칼슘은 오히려 인체에 저장되고 뼈의 골밀도는 더욱 높아져 건강해지는 것이었다. 
육류중심의 고단백 식이는 체내에서 많은 수소이온을 생성시키고 따라서 인체의 골격은 산,염기 완충작용을 위해 계속해서 칼슘을 방출하게 된다라는 증거는 계속해서 나오고 있다. 1998년 프라세토와 그 동료들은 채식을 하지 않는 성인 20명을 대상으로 섭취하는 칼륨에 대한 단백질의 비(단백질/칼륨)와 신장에서 생성되는 산의 양을 측정하였는데 칼륨량을 기준으로 단백질섭취량이 많을수록 신장에 부담이 되는 산의 농도가 높아졌다. 이는 체내의 산생성이 많아지고 따라서 뼈무기질이 방출될 가능성이 높아진다는 뜻이 된다. 인체에 과도한 산부담에 특히 동물성단백질이 거론되는 것은 동물성단백질에 많은 황이 포함된 아미노산에 있다. 즉, 고기에 다량 함유된 황아미노산인 메티오닌과 시스테인은 체내대사를 통해 황산과 수소로 변화하고, 고기 자체에 포함된 유기산과 함께 인체를 급속히 산성화시켜 고칼슘뇨증과 칼슘의 음의 밸런스로 인한 골다공증을 유발한다. 아이러니하게도 식물성단백질이 질이 낮다라는 편견은 메티오닌과 시스테인함량이 적기 때문이다. 높은 황아미노산과 함께 고기단백질에 많은 인산도 칼슘손실에 중요한 역할을 한다. 칼슘은 인산과 1:1의 비율로 인체에 흡수되는데 인산이 많은 경우 칼슘의 흡수는 감소하게 된다.
표 여러 가지 식품의 칼슘과 인의 비율 식품 | 칼슘(mg) | 인(mg) | 칼슘/인 | 다이어트 콜라 | 0 | 41 | 0.1이하 | T-bone스테이크(90g) | 6 | 198 | 0.1이하 | 연어(90g) | 8 | 279 | 0.1이하 | 감자(90g) | 4 | 43 | 0.1 | 생두부(반컵) | 258 | 239 | 1.1 | 우유(1컵) | 290 | 228 | 1.3 | 참깨(1티스푼) | 88 | 57 | 1.6 | 시금치(반컵) | 277 | 91 | 3.0 | 순무채(반컵) | 194 | 44 | 4.4 | 케일(1컵) | 179 | 36 | 4.9 |
반면 콩 중심의 채식식이는 칼슘의 손실이 적게 된다. 1998년의 한 연구에 의하면 동물성단백질을 섭취하였을때 150mg의 칼슘이 빠져나갔으나 콩중심의 채식은 103mg만이 빠져나갔다. 단백질 자체가 신장의 사구체 여과속도를 증가시켜 뼈의 손실을 촉진하기도 한다. 신장은 매일 8000mg의 칼슘을 여과하는데 정상인의 경우 98%를 재흡수하고 나머지는 소변으로 나가게 된다. 그런데 고단백식이는 여과속도를 증가시켜 실질적인 손실량이 많아지게 된다. 따라서 단백질섭취를 2배로 하면 칼슘배설도 두배가 된다. 1990년 코네티켓대학 연구진은 단백질 섭취량이 50g 증가할 때 칼슘배출이 60mg증가하는 것을 발견했는데 이는 평균적으로 단백질 1g당 1mg의 칼슘이 손실되는 셈이다.
인체의 저장된 총 칼슘량은 뼈와 치아를 모두 합하여 1000g내지 1500g일뿐인데 산성식품의 섭취를 통해 미량이라 할지라도 생애에 걸친 칼슘의 음의 밸런스는 결국 인체에 저장된 뼈를 고갈시키게 되며 결국 골다공증의 결과를 만들게 된다. 단백질은 필요량만 섭취해야 하며 이는 식물성식품으로 충분히 안전하게 공급된다.
5. 채식인과 칼슘밸런스 그렇다면 채식식이는 칼슘흡수에 있어 양의 밸런스를 나타낼 것인가? 2003년 독일의 연구진은 육체적 성장이 거의 정점에 이른 19세에서 24세까지의 연령대인 7명의 여성과 1명의 남성을 대상으로 완전채식식이를 10일간, 유란채식을 10일간 공급하고 그들의 칼슘 총섭취량, 대변배설량, 소변배설량을 조사하고 칼슘밸런스를 계산하였다. 공급한 식사는 개인별로 요구되는 에너지를 충족시키는 정도의 양이었다. 완전채식인에 공급된 평균칼슘은 843mg인 반면 유란채식인에게 공급된 양은 1322mg으로 큰 차이가 났다. 대략적인 칼슘흡수율은 완전채식인이 26%였고, 유란채식인은 24%였다. 칼슘밸런스는 완전채식인이 일일 27mg에서 252mg으로 평균 119mg 양의 밸런스였고, 유란채식인은 32mg에서 283mg으로 평균 211mg 양의 밸런스였다. 이들이 내린 결론은 현대 서구인들이 건강한 상태를 유지할 수 있을 정도의 저열량 고칼슘식이를 선호하는데 영양적으로 조화된 채식은 그것이 완전채식이든 유란채식이든 이러한 요구를 충족시킨다는 것이다.  식물성식품 중 과일과 채소가 풍부한 채식식이는 특히나 골다공증을 예방하고 건강한 뼈를 유지하는데 중요하다. 1997년 아펠 등은 과일과 채소의 섭취가 3.6서빙(1serving은 한번식사에 먹을 수 있는 정도의 양)일때 157mg이 소변으로 나갔으나 9.5서빙으로 증가시켰을때는 110mg으로 배설되는 양이 줄어드는 것을 발견하였다. 이는 과일,채소로 인해 체내의 산이 적게 생성되었고 따라서 완충작용을 위한 칼슘배설이 적어졌기 때문이다.
지금보다 훨씬 채식인에 대한 편견이 심했고, 채식식품을 선택하기 곤란했을 1980년대에 200명의 유란채식인과 비채식인을 대상으로 조사한 골무기질질량 측정은 뼈건강에 대해 시사하는 바가 크다. 이 실험은 200명의 유란채식인과 72명의 비채식인을 대상으로 20세에서 49세까지의 여성을 대상으로 진행되었다. 대략 50세 정도까지는 유란채식인과 비채식인의 골무기질질량에 큰 차이가 없고 모두 골절범위에서 벗어나 뼈 건강에는 문제가 없었다. 
그러나 50세 이후로는 채식인의 골무기질은 크게 감소하지 않고 여전히 골절범위밖에 있어 건강한 상태를 유지하고 있지만, 비채식인의 골무기질질량은 급격히 낮아지면서 60세를 넘어서는 뼈의 밀도가 골절영역 이하로까지 감소하게 된다. 즉, 50세부터 89세까지 사이에서 비채식인과 채식인의 골질량은 매우 큰 차이가 났다. 
이는 계속된 육류의 산성식단으로 인해 젊어 저장해 놓은 뼈를 조금씩 고갈시킨 결과일 것이다. 그리고 성장호르몬등은 신체내의 산성작용을 약화시키는데 이에 의한다면 젊어서의 육류섭취는 성장호르몬으로 인해 그럭저럭 산성작용이 완화되었지만 나이가 들면서 감소한 성장호르몬으로 인해 산성작용이 분명히 작용하게 되었기 때문이 아닐까 추정해본다. 6. 채식식품의 칼슘량과 흡수율 우리의 일반적인 선입견과 달리 콩(서리태,224mg/100g), 깨(1237), 고구마줄기(1552), 냉이(145), 토란대(709), 호박고지(165), 브로콜리(), 케일(320) 등 콩류와 종실류, 채소류 등 거의 모든 품목에서 채식식품은 높은 칼슘함량을 가진다. 반면 소고기는 100g당 6mg, 돼지고기 8mg, 닭고기 5mg이며 계란조차도 100mg을 넘지 못한다.
<표> 칼슘이 특히 많은 식품 (가식부100g 당) 가식부란 식품중에서 먹을수 있는 부위를 말합니다. 식품 | 검정콩 (서리태) | 검정콩 (흑태) | 노란콩 | 녹두 | 두부 | 밤콩 | 유부 | 붉은팥 | mg | 224 | 220 | 246 | 107 | 126 | 239 | 295 | 128 | 식품 | 깨(들깨) | 깨(참깨) | 고구마줄기 | 갓김치 | 깻잎 | 냉이 | 달래 | 무말랭이 | mg | 351 | 1,245 | 1,552 | 118 | 325 | 145 | 124 | 310 | 식품 | 시래기 | 비름나물 | 쑥갓 | 케일 | 토란대 | 호박고지 | 무화과 | 깨(검정참깨) | mg | 335 | 236 | 119 | 320 | 709 | 165 | 171 | 1,237 |
(*쇠고기 6mg, 돼지고기 8mg, 닭고기 5mg이며 육류가공품도 40mg이상이 되지 않는다. 계란도 100mg을 넘지 않는다.) [출처: 서민자, 전은자, 영양급식과 조리, 홍익제]
그렇다면 이 풍부한 칼슘함유에도 불구하고 식물성 칼슘은 흡수율이 낮다라는 주장은 사실인가? 과학적인 연구결과는 그것이 미신이라고 말한다. 보통 채식식단에서 칼슘흡수를 저해하는 요소로 드는 것은 옥살산, 섬유소, 피틴산 세가지인데 칼슘의 흡수를 방해한다는 옥살산이 많은 시금치, 비트라 할지라도 칼슘흡수율은 25%에서 35%로 일정하다. 보통 콩과식품의 칼슘흡수율은 20%이고 엽채소는 50%이상을 흡수한다.
채식인의 일반적 식이는 비채식인에 비해 두배 정도 많은 섬유소와 피틴산을 섭취한다. 그러나 실제실험결과에 의하면 이들식품으로 인한 칼슘흡수저해는 관찰되지 않는다. 왜냐하면 피틴산은 이미 칼슘과 결합된 상태로 존재하기 때문이다. 섬유소에 의한 칼슘흡수 저해실험은 1942년에 실시된 것으로 알려져 있다. 칼슘흡수라는 주제는 총섬유소보다 불용성섬유의 문제가 된다. 그래서 섬유소가 많은 케일은 불용성섬유가 적어 칼슘흡수가 잘된다. 불용성섬유는 주로 단순화(정제)하지 않은 않은 통곡류 등에 많이 있다.
그러나 통곡류는 흡수율이 낮아질지라도 총함유된 칼슘이 많다. 따라서 실제로 흡수되는 양은 단순곡물(백미,백밀)보다 많게 된다. 결론은 채식식품의 섬유소, 피틴산, 옥살산은 많이 함유되어 있지만 실제로는 칼슘흡수의 방해작용은 크지 못하다. 단적인 예가 콩인데 콩은 앞의 세가지가 많지만 칼슘흡수가 잘 되어 흡수율이 20%대에 이르며 채식을 위주로 하는 나라의 국민들에게 골다공증은 희귀한 질환이다.
예를 들자면 식단구성이 완전히 다른 에스키모인과 코카서스인의 비교를 들수 있다. 전통적인 식단에서 에스키모인은 고기를 많이 섭취하고 코카사스인은 육류섭취가 매우 적고 거의 채식으로 알려져 있다. 그런데 에스키모 노인여성보다 코카서스 노인여성은 골질량이 높다. 그러나 젊은 에스키모여성은 코카서스의 젊은 여성과 골질량이 유사하였다. 코카사스인 중에서도 고기섭취가 많은 여성들은 채식을 하는 코카사스여성들보다 골무기질질량이 낮았다.
7. 칼슘섭취와 영양권장량의 허구 현대영양학에서 칼슘권장량설정은 두가지 요소를 전제로 하고 있다. 첫째는 보통성인은 매일 200mg에서 250mg을 소변과 대변으로 잃는다는 것이며 두 번째 전제는 섭취하는 칼슘중 30%내지 40%만이 인체에서 흡수한다는 것이다. 따라서 음식으로 섭취해야 하는 양은 하루 800mg이 된다. 그러나 이 두가지 전제는 모순점을 안고 있다. 첫째, 칼슘의 흡수비율은 섭취량과 성장시기에 따라 매우 큰 변화가 있다. 예를 들어 칼슘을 많이 섭취하게 되면 흡수율은 오히려 감소하여 15%까지 이르게 된다. 또한 생애 시기중 급격히 성장하여 칼슘에 대한 필요가 매우 높은 유아의 경우 칼슘흡수율은 75%까지 이르게 된다. 두 번째, 서구의 영양권장량은 유제품의 섭취를 전제로 하지 않을 때에는 칼슘을 섭취할 수 없게 되어 있다. 미국의 경우 섭취칼슘의 75%를 유제품이 제공하고 있다. 세계인의 3분의 2는 유제품을 소화하기 어려우며 소화할 수 있는 북유럽인 중심의 나머지 3분의 1도 영양인류학적으로는 1만년전에야 유전적 변이로 가능해진 것으로 추정한다.
표 유당분해효소가 퇴화한 비율 민족 | 유당분해효소 퇴화율 | 반투족 | 90% | 필리핀인 | 90% | 태국인 | 90% | 일본인 | 85% | 대만인 | 85% | 아랍인 | 78% | 페루인 | 70% | 핀란드인 | 18% | 덴마크인 | 2% |
N Engl J Med (1975) 292(22):1156-1159 앞에서 본 바와 같이 유제품은 체내의 칼슘유출을 급격히 높이며, 따라서 칼슘의 흡수율이 감소될 것이며, 따라서 섭취해야 하는 요구량은 늘어나게 된다. 육류와 유제품 중심의 식이는 칼슘고갈이라는 악순환의 반복을 시작단추를 누르는 것이 된다. 영양권장량설정에서 전제 자체가 문제가 있는 것이며 이러한 총량기준을 달성하고자 하기보다는 채식위주의 알칼리식품을 섭취하여 실질적인 흡수율을 높여 칼슘섭취에서 양의 밸런스를 도모하는 것이 보다 지혜로운 방법일 것이다.
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놀라운 채식의 효능
메디업
http://www.mediup.co.kr/board/index.html?id=market&no=568
1960년 미국의 암협회 위원장은 "채소와 과일, 곡류의 섭취량을 늘리면 2015년 암발생률을 50퍼센트 낮출 수 있다," 라고 발표 했다.
하버드 대학의 H. 쇼루 박사는 곡식과 채식은 뼈의 건강과 약알칼리성 체질을 형성시킨다고 했다.
카메룬 박사는 말기암 화자에게 채소와 과일에서 얻은 다량의 비타민 C를 복용시켰더니통증이 제거되었다고 발표했다. 미국의 셈버거 박사는 1일 200밀리그렘의 셀레늄(옥수수,양파,시금치에 많이 들어 있음)을 투여하여 결장암, 식도암,직장암. 위암, 설암, 방광암의 발생률을 방지시켰다고 발표했다. 당질, 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 인(P), 비타민이 풍부한 당근은 피로 회복제인 동시에 피부 미용제 이다. 디아스타아제, 옥시디아제가 들어 있는 무는 노폐물 제거와 기침의명약이다. 루틴이 들어있는 토마토는 혈압을 내리고 혈관을 튼튼히 한다. 양배추는 위궤양치료제이며 비타민 A의 보고인 풋고추는 스트레스를 해소하고 눈의 결장을 보호하며 유전자의 잉크 역할을 한다. 마늘은 이뇨, 구충, 살균, 정력 증가제이다. 부추는 보온성에 있어서 위와장을 튼튼히 하고 삐뜰어진 얼굴을 바로 잡아 준다. 마는 근육과 뼈를 튼튼히 한다. 우엉과 도토리는 체내에 있는 수은, 비소, 납 등 중금속을 제거한다. 이와같이 사람을 건강하게 하고 치료제 역할을 하는 식물이 3000여 종류나 된다. |