마그네슘(Mg) / 철 (Fe) / 구리 이온 이론 정리

마그네슘(Magnesium : Mg) 과 철(Iron : Fe) . 구리(Cu :Copper)

1. 마그네슘(Magnesium : Mg)

인체의 Magnesium (Mg+)은 세포내에 주요 양이온 물질입니다. 분포에 있어서는 뼈 , 근육, 적혈구... 그리고 혈청에 0.3%로 존재하게 됩니다. 그 때 인체에 함유되있는 원소 중 가장 적은 특징이 있습니다.

Magnesium (Mg+)의 존재형태로는 Fess형 즉, 투과성, 확산성이 있는 75%의 이온화 형태로 존재를 하게 됩니다. 비투과성 25% 같은경우에는 단백질(주로 Albumin)과 결합한 상태입니다. 또한  마그네슘(Magnesium : Mg)은 신장에서 대량으로 배설이 되되 사구체를 통해 95% 요세관으로 부터 재흡수가 됩니다,  마그네슘(Magnesium : Mg)의 생리작용으로는 Ca과 길항적으로 작용합니다 (이 때 길항이란: 비슷한 힘으로 서로 버티는 힘을 말합니다) 또한 알카리성인산화 효소반응의 활성화 ( Calcium 검사에서 OCPC 법에 말씀드렸는데, OCPC법의 은폐제인 8-히드록시퀴놀린 을 이용해서 OCPC와 반응하는 Mg을 제거하여 간섭을 방지하기 위해 추가를 합니다 )

참고치에 있어서는 1.2~2.3 mg/dl 입니다 ( 1.0~2.5mEq/L) 이고, 남성이 여성보다 높습니다. 임상적으로 중요한 의의로 3가지로 나뉘게 됩니다. 증가시에는 콩팥에서 급성콩팥부전이 나오고 또한 uremia일때, 내분비계에서는 심혈관질환인 저혈압과 서맥 등의 질환이 나오게됩니다. 감소로는 콩팥우염, 만성간염, 간경변, 등 , 테타니(강직성경련)에서 감소를 보이는게 특징입니다 (Ca부분 참고)

측정시 주의사항도 있습니다. 채혈관에 있어서는 Heparin(헤파린) 이외에 혈장을 사용할 수 없습니다. EDTA같은경우에는 Mg이온을 킬레이트화 하기 때문입니다. 그리고 전혈을 오랫동안 방치시 혈구중의  마그네슘(Magnesium : Mg)이 확산이 되기 때문에 수치가 높게 나옵니다. 측정법으로는 비색법으로써 2가지를 보겠습니다. 대표적인 검사로는 티탄옐로우법 (Titan Yellow 법) , 크실리딜 블루법 (Xylidyl Blue 법)이 있습니다.

Mg 마그네슘 측정법 다운받기

먼저 티탄옐로우 법입니다. 원리로는 2가의 마그네슘이온과 티탄 옐로우의 발색제와 알칼리물질인 NAOH를 결합을 해줍니다. 그랬을 때 적색의 킬레이트를 형성하게 됩니다 (Mg(OH)2 = 결과물) 그랬을 때 결과색으로는 Red색의 흡광도 530 nm로 결과가 나오게 됩니다. 또한 크실리딜블루법은 보통 XB 검사라고 하며, 만요법이라고도 합니다. 원리로는 마그네슘과 크실리딜 블루의 발색제를 결합합니다. 그때 마그네슘과 크실리딜블루의 복합체가 형성됩니다. 실제로는 청색입니다. 하지만 에탄올이 공존할 경우에는 빨강색이 나오게 됩니다. (결과: 빨강의 540nm 의 흡광도를 지녔다). 그리고 추가적으로 발색제의 종류와 발색안정제 를 나열하고자 합니다.

• 발색제

1. 칼마기트(Calmagite)
2. Magondye
3. Arsenazo
4. Eriochhromeblack T 

• 발색안정제

1. polyvinyl alchol
2. Gum gahatti 

철(Iron :Fe) & 철 결합능 (iron binding capacity)

혈액학에서도 중요하고 임상화학에서도 중요한 철(Fe) 입니다. 철의 특징으로는 정상 성인의 혈청 총 철함량은 3~5g 입니다. 그때 하루성인필요량이 12mg 정도 입니다. 혈액학으로 잠깐 돌아가서 1분자의 Hb(Hemoglobin)안에는 4개의 몰의 산소와 4개의 Fe2+ 가 결합하고 있습니다. 그래서 Fe 1개당 O2 의 1분자가 결합하는 것 또한 기억할 것 입니다. 체내의 철이 어떻게 존재를 할까요? 

체내의 철은 활성형과 저장형으로 나뉘어 지게 됩니다. 먼저 2가와 3가를 나누어 보도록 하겠습니다.

2가	3가
헤모글로빈, myoglobin, cytochrome 등	Ferritin, hemosiderin, transferrin

위 표와 같이

체내의 철 존재형태는 활성형과 저장형으로 나뉘어집니다. 활성형 철은 산오운반 색소단백형으로써 hemoglobin(혈색소)안에 65%를 함유하고있습니다. 그리고 myoglobin(3~5%) 정도 함유가 되어있습니다.그리고 트랜스 페린(transferrin )이라는게 있습니다. 이것은 apo-transferrin  과 3가의 철이만나 transferrin 이것은 간에서 합성을 하게 됩니다. 또한 베타-Globulin 분획에 위치하는 특이적인 철결합단백으로 결합능은 PH 9.0 이상에서는 견고하게 결합이 되지만 산성상태은 PH 5.0 이하 일 경우에는 다 해리가 되버립니다. 또한 3가의 철 (2분자와아 특이적으로 결합하는 체내의 골수, 간 등의 장기로 운반되어 저장됩니다. 이 공식을 기억하시나요? ( 혈액학 혈색소 PART) 

H2CO3-  ---> HCO3- + H+

저장형은 apoferrtin, Hemosiderin 의 형태로 존재합니다. apo-ferrtin 과 3가의 철이 만나게 되면 간에서 합성이 되는 페리틴(Ferrtin)을 생산합니다. 페리틴은 중요한 부분입니다. 특징으로는 저장철이며 인체 철의 약 25%를 차지하고 또 Apoferritin 과 복합체를 이루고 있으며 용해성입니다. 또한 세망내피계 골수인 골수, 간, 비장같은 곳에 저장이 됩니다. 다음 저장형으로는 Hemosiderin 입니다. 이것은 불용성으로써 세망내피계 세포인 골수, 간 비장에서만!!  존재를 하게 됩니다.

다음은 철(Fe)의 대사 경로를 보도록 하겠습니다.

음식물로 3가의 철을 흡수합니다. 그리고 위액에 의해서 2가의 철 ( 환원형 Ferrous)가 된 형태로 위, 소장내에서 흡수를 하게됩니다. 그래서 십이지장 점막에 

3가의 철 (Ferric : 제2철)의 형태로 되며 apoferritin과 결합하여 페리틴!!(Ferritin)으로 됩니다. 그래서 혈액중에서 2분자의 3가의 철은 1분자의 트랜스페린(trans ferrin

(베타-글로블린)과 결합하여 각 기관으로 운반을 하게 됩니다. 또한 3가의 철 형태인 페리틴과 Hemosiderin상태로 저장이 됩니다.

철이 트랜스페린과 결합하여 운반을 할 경우에는 중탄산이온이 필요합니다 왜냐하면 결합시 알칼리 인자가 필요하기 때문입니다. 또한 철대사를 이해하기 위해서는 단순히 혈청중의 철 뿐만 아니라 철대사에서 운반역할을 하고 있는 트랜스 페인도 함께 검사를 해야 합니다.

철 결합능 (iron binding capacity) ★★ & 불포화 철 결합능(Unsaturated iorn binding capacity) 

TIBC, UIBC 생소한 단어이지만 진단에 있어서 중요한 검사입니다. 

TIBC ( 총 철 결합능) 은 철과 관련된 apotransferrin의 총량을 의미합니다. Total이 붙었죠. 그리고 Fe과 결합하지 않는 apotransferrin을 불포화 철 결합능 즉 UIBC라고 합니다. 

혈청철은 Apotransferrin과 3가의 철 이 결합된 상태를 의미하는데요 

TIBC = UIBC(2/3) + 혈청 철(Serum (1/3)

즉, TIBC의 증감은 UIBC의 증감에 의하는 것을 볼 수 있습니다.

트랜스페린포화율(%) = (총 혈청철 / UIBC ) X 100

검사의 참고치에 있어서는 무조건 혈청 (Serum)을 사용해야합니다. 남성과, 여성의 수치가 다르게 나타납니다. 

남자 : 80~180㎍/dl / 여자: 70~160㎍/dl

총 결합능(TIBC) : 250~450㎍/dl / UIBC 190~270㎍/dl /포화율(%) : 20~50% 를 나타냅니다

임상적의의로는 아주 중요하니 암기하셔야 됩니다.

• 철 결핍성 빈혈은 혈청 철의 감소이지만 철과 결합하고 있지않는 수치인 (UIBC)는 높아지게 됨으로써 TIBC도 올라가게 됩니다 ( TIBC = 혈청철 + UIBC)
  
• 재생불량성 빈혈의 특징은 범혈구 감소증입니다 ( 모든 혈구 EX 적혈구 백혈구 혈소판 ... ) 골수 이상이기때문에 적혈구 생성을 못합니다. 그래서 총결합능에 있어서는 적기 감소하는 경향이 보입니다. 
• 용혈성 빈혈일 경우에는 혈구가 파괴가 되어  철의 수치가 높아지고 UIBC, TIBC 는 낮아집니다 ( 철결핍과 비교 )

측정시 주의사항으로는 조기공복시 채혈이 좋습니다. 이유는 혈청 철은 아침에는 높게 나오고 야간에는 낮게 나옵니다 ( 일내변동이 심합니다) 그리고 용혈의 영향이 아주큰 검사로써 용혈이 있으면 정오차가 발생합니다. 또한 항응고제를 사용한 혈장은 측정에 간섭하므로 사용하지 않습니다.

* 임상적으로 중요한 환원제와 발색제 입니다

철의 측정법은 따로 정리하겠습니다.

3. 구리 ( Copper)이온은 간단합니다

구리의 하루 필요량은 2.5mg이며, 체내 분포에 있어서는 근육에 50% 뼈 20% 간에 10% 분포합니다. 기타 뇌, 심장, 콩팥 , 적혈구, 혈장 등에 존재합니다. 그리고 혈청 중 구리는 96%은 구리 운반단백질인 세롤로플라민(Ceruloplasmin)과 4%는 Albumin과 결합을 하고 있습니다. 임상적의의로는 구리축척 질환인 윌슨병(Wilson's disease) 진단에 이용됩니다. 측정시 Bath cupromine 시약을 사용합니다,

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