금속 구리는 자연상태에서도 발견되고 광석에서 추출하는 방법도 비교적 간단한 편이어서 여러 금속 중에서 가장 먼저 이용되어, 인류의 역사에서도 석기시대 다음으로 청동기시대(靑銅器時代)가 있었으며, 청동(靑銅)은 구리와 주석의 합금이다. 구리의 원소기호는 ‘Cu’이며, 원자번호는 29이고, 원자량은 63.55이다. 구리의 영어 이름 ‘copper’는 라틴어로 구리를 뜻하는 ‘쿠프럼(cuprum)’에서 유래되었으며, 원소기호도 여기서 따온 것이다. cuprum은 지중해 동부에 있는 섬나라 ‘키프로스(Cyprus)’의 옛 지명이며, 구리의 산지로 유명하였다.
구리는 필수미네랄이지만 아주 적은 양이 필요할 뿐이다. 성인의 체내에는 약 100mg의 구리가 있으며, 거의 모든 조직에 존재하나 특히 간, 뇌, 심장, 신장 등에 많다. 간으로 이동된 구리는 효소나 단백질을 만드는데 이용되거나 간에서 합성한 단백질의 일종인 ‘셀룰로플라스민(ceruloplasmin)’과 결합된 상태로 혈액으로 보내진다. 혈액에 존재하는 구리의 약 65%는 셀룰로플라스민과 결합된 상태로 있다. 인체 내에서 구리는 산화형인 제2구리(cupric, Cu++) 또는 환원형인 제1구리(cuprous, Cu+)의 형태로 존재하고, 제2구리의 형태가 많으나 상호 전환이 가능하다.
구리는 주로 소장에서 흡수되나 위에서도 일부 흡수되며, 구리의 흡수율은 약 30% 정도로서 섭취하는 식품 중에 구리 함량이 높으면 흡수율이 감소하고 구리 함량이 낮으면 흡수율이 증가한다. 아연, 철, 몰리브덴, 비타민C 등은 구리의 흡수를 방해하며, 특히 아연은 구리의 흡수율에 깊은 관련이 있다. 구리는 거의 모두 대변으로 배출되며 담즙에서 나온 후 재흡수 되지 않은 것이다. 체내에 구리가 부족하거나 섭취한 식품 중의 구리 함량이 적은 경우에는 배출이 거의 이루어지지 않으므로, 담즙을 통한 구리의 배출은 흡수율 조절과 함께 구리의 항상성을 조절하는 방법이 된다.
구리는 체내에서 효소를 비롯한 여러 단백질의 구성요소이며, 특히 구리가 주성분인 셀룰로플라스민이라는 단백질은 철분의 흡수와 이용에 반드시 필요하다. 철분은 흡수 과정에서 소장세포의 세포막을 통과하려면 3가철이온(Fe3+)이 되어야 하는데, 셀룰로플라스민은 2가철이온(Fe2+)을 3가철이온으로 산화시키는 역할을 한다. 흡수된 철분이 체내에서 운반단백질과 결합할 때에도 3가철이온의 형태로 되어야 하며, 이 때에도 셀룰로플라스민이 작용한다. 따라서, 구리가 부족하면 철의 흡수 및 이용이 감소하고, 적혈구의 합성도 저하되어 빈혈이 발생한다.
구리는 초과산화이온(superoxide, O2-)을 산소(oxygen, O2)와 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)로 전환시키는 불균등화(dismutation) 반응을 촉진시키는 효소(superoxide dismutase, SOD)의 구성성분이 된다. 초과산화이온이 가지고 있는 자유라디칼음이온(free radical anion)은 세포의 산화적 손상을 일으키며, SOD는 세포를 보호하는 항산화제로 작용한다. 따라서, 구리는 유해산소로부터 세포를 보호하는데 필요한 미네랄이 된다.
이외에도 구리는 신체 내에서 이루어지는 여러 생화학 반응에 필요한 효소의 구성요소가 되거나 조효소로 작용한다. 영양소의 산화에 의해 발생되는 에너지를 ATP로 고정시키는데 조효소로 작용하며, 몸의 결합조직을 강하고 유연하게 만드는 콜라젠(collagen)과 엘라스틴(elastin)의 교차연결 반응에 필요한 효소를 활성화시키고, 대뇌와 중추신경계가 정상기능을 수행하기 위한 반응에도 구리효소가 작용한다. 구리효소의 일종인 타이로시네이스(tyrosinase)는 멜라닌(melanin) 색소의 합성에 꼭 필요하며, 멜라닌은 머리카락, 피부, 눈 등의 색을 나타나게 한다.
구리는 간, 육류, 조개류, 견과류, 녹색채소 등 일상적인 식품에 많이 포함되어 있어 일반적인 건강한 사람에게 구리 결핍증은 매우 드물다. 그러나, 불균형한 식사로 인한 영양불량, 심한 화상 환자, 신장투석 환자, 과량의 제산제 복용자 등에서는 결핍이 발생할 수도 있다. 구리가 부족하면 철 보충으로 고쳐지지 않는 빈혈, 백혈구 감소, 저색소증 등이 나타난다. 태아나 신생아의 구리 결핍은 신경장애 또는 골다공증을 일으키기도 한다.
다량의 구리는 불쾌한 맛이 나고 구토를 유발하기 때문에 급성 독성은 매우 드문 경우이나, 구리 용기나 구리 수도관에서 용출된 구리에 오염된 물이나 음료수를 통해 유발될 수 있으며, 증세는 복부 통증, 경련, 오심, 설사 및 구토 등이다. 인체의 항상성 유지 능력으로 인하여 다량의 구리를 섭취하여도 체내에 과다축적은 방지될 수 있다. 그러나, 만성적으로 구리를 과다 섭취하면 간을 손상시킬 수 있다. 한국영양학회에서 2005년에 발표한 한국인영양섭취기준에 의한 구리의 일일 권장섭취량은 성인의 경우 남녀 모두 800㎍이고, 청소년은 440~870㎍이며, 임신부는 930㎍이고, 수유부는 1,250㎍이다. 상한섭취량은 남녀 모두 15세 이상인 경우 10,000㎍이고, 14세 이하의 어린이는 2,000~7,000㎍이다. |
