[재미난 융합과학 이야기] ⑥ 이온 음료를 마실까, 소금물을 마실까

이온은 생명유지 위한 필수요소
음료 통해 부족해진 농도 보충을

우리 몸을 구성하는 체액은 모두 수용액으로 영양소와 산소, 이산화탄소가 들어 있다. 아울러 나트륨과 칼륨, 칼슘, 염화 이온 등도 녹아 있다. 이들 이온은 우리가 생명을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 심장이 움직이거나 자극이 전달되는 과정은 미세한 전기 신호로 이뤄지고, 이 신호가 전달되는 까닭은 체액에 있는 이온들이 이동하기 때문이다.

땀을 많이 흘리면 소금 성분인 나트륨과 염화 이온이 배출돼 체내 이온 농도가 낮아진다. 이온의 농도가 1∼2%만 부족해도 갈증이 나거나, 심한 경우 근육 경련과 심장 박동에 이상이 생겨 운동 능력이 떨어진다. 이때 맹물을 마시면 수분은 보충할 수 있지만 체액의 농도는 더 낮아진다. 따라서 이럴 때는 맹물보다 소금물이나 바닷물을 마시면 체내에 부족해진 이온이 보충된다.

성인 남자는 몸무게의 약 66%가 물이고, 이 중 절반이 혈액과 조직액이다. 조직액은 혈액에서 혈구를 뺀 혈장과 성분이 비슷한데, 혈장에 비해 단백질 함유량이 약간 적다. 체액 속의 주된 이온은 바닷물처럼 나트륨 이온(Na+)과 염화 이온(Cl-)이다. 체액과 바닷물에 들어 있는 원소는 농도가 달라도 종류는 매우 비슷하다. 따라서 심한 갈증을 느끼거나 탈수 증상이 있을 때 바닷물을 섭취하는 것도 도움이 될 수 있다.

또 체액과 비슷한 농도의 물을 마시면 체내 흡수 속도가 맹물보다 빨라 갈증 해소에 더욱 효과적인데, 여기에 착안해 개발된 것이 이온 음료이다. 이온 음료는 땀과 함께 배출된 이온 성분 외에 향신료와 당분을 섞은 것이다.

요즘 이온 음료는 그 속에 들어 있는 이온의 종류와 양이 체액과 거의 같다. 또 체액과 농도가 거의 같으면서 장에서 흡수되는 속도가 물보다 3배 정도 빠르다. 따라서 격렬한 운동 후 물을 마실 때 나타나는 흡수 지연에 따른 복통이 없다. 이온 음료가 철인 경기나 마라톤 등 땀을 많이 흘리는 운동 경기에서 매우 유용하게 이용되는 이유이다.

이온 음료는 당초 미국 플로리다 대학에서 축구 선수들을 위해 처음 개발됐고, 이후 영국에서 기록 향상을 위해 마라톤 선수들에게 공급했다. 이를 통해 효과가 입증되자 음료 회사에서 대량생산을 시작해 지금은 운동선수뿐 아니라 일반인들도 많이 마시는 대중적인 음료가 됐다.

미래엔 올리드 과학팀