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전해질 (Electrolyte)

전해질(Electrolyte)운동 중 땀으로 손실되는 광물질 로, 나트륨(Na+)·칼륨(K+)·칼슘(Ca2+)·마그네슘(Mg2+)·염소(Cl-) 가 주된 종류이다. 마라톤·울트라 race 에서 sodium 손실이 가장 중요 — 일반 러너 500 – 1000 mg/h 손실, “salty sweater” 는 1500 – 3000+ mg/h 까지 손실되며 개인차가 매우 크다 (sweat sodium 농도 50 – 2500 mg/L 범위). 물만 과다 섭취하면 혈중 sodium 농도가 희석되어 EAH (Exercise-Associated Hyponatremia, 저나트륨혈증)Almond et al. 2005 NEJM 의 보스턴 마라톤 연구에서 참가자의 13% 가 EAH 보고, 의식 변화·발작·뇌부종으로 응급 의료가 필요한 잠재적 치명적 합병증. 2 – 3시간 이상 운동sodium 보충 (300 – 700 mg/L 음료 또는 시간당 300 – 1000 mg) 이 표준 권장.

전해질역할손실량 (운동 시)
Sodium (Na+)체액 균형 · 신경 전달 · 근수축가장 많이 손실 — 500 – 3000+ mg/h
Potassium (K+)근수축 · 신경 전달100 – 200 mg/h
Chloride (Cl-)Sodium 과 짝 — 체액 균형Na 와 함께
Calcium (Ca2+)근수축 · 신경미량
Magnesium (Mg2+)근육 기능 · ATP 합성미량

근경련 의 원인은 단순 Na/K 손실보다 신경근 피로 가 더 큰 요인이라는 학술 합의가 최근 강해지고 있다 (단 dehydration·전해질 손실도 동반 요인).

Inter-individual variability 가 매우 큰 영역.

카테고리Sweat Na 농도
Low salty sweater< 500 mg/L (< 22 mmol/L)
Average500 – 1,000 mg/L (22 – 43 mmol/L)
Salty sweater1,000 – 2,000 mg/L (43 – 87 mmol/L)
Very salty sweater> 2,000 mg/L (> 87 mmol/L)

전체 범위: 50 – 2,500 mg/L (Inter-individual CV 37 – 47%).

  • 유전 — 가장 큰 요인
  • 성별 — 남성이 약간 더 많이 손실
  • 페이스·강도 — 강도 ↑ → sweat rate ↑ → sodium 손실 ↑
  • Heat acclimation — 적응 후 sodium 농도 ↓ (저장 효율 ↑)
  • 식이 — 평소 sodium 섭취량
  • 환경 (기온·습도)

개인 측정 이 가장 정확 — sweat patch test (Precision Hydration, hDrop 등) 또는 운동 전후 체중·sodium 분석.

Total Sodium Loss = Sweat Rate (L/h) × Sweat Sodium 농도 (mg/L) × 시간 (h)

예시:

발한율Na 농도시간총 손실
1 L/h500 mg/L (평균)4시간2,000 mg
1.5 L/h1,000 mg/L4시간6,000 mg
2 L/h1,500 mg/L (salty)4시간12,000 mg
1 L/h300 mg/L (low)4시간1,200 mg

→ 같은 마라톤 4시간이라도 sodium 손실이 1,200 – 12,000 mg 까지 10배 차이.

마라톤·울트라의 가장 위험한 영양 관련 합병증.

운동 중 또는 운동 종료 24시간 내 serum/plasma sodium 농도가 135 mmol/L 미만으로 하락

  • 135 – 130 mmol/L: 경증 — 두통·메스꺼움
  • 130 – 125 mmol/L: 중등도 — 구토·혼란
  • < 125 mmol/L: 중증 — 발작·뇌부종·의식 변화·사망 위험
원인메커니즘
과수분 (Overhydration)가장 큰 원인 — 갈증 무시 + 과량 음수
ADH (Arginine Vasopressin) 분비운동 스트레스로 분비 → 신장 수분 retention
Sweat Na 손실보충 없으면 혈중 농도 ↓
부적절한 신장 혈류운동 중 신장 perfusion ↓
대사 수분 생성글리코겐 산화로 수분 추가

Almond et al. 2005 NEJM — 결정적 연구

섹션 제목: “Almond et al. 2005 NEJM — 결정적 연구”

Hyponatremia among runners in the Boston Marathon (N Engl J Med 352(15))

결과
참가자488명 (2002 Boston Marathon 완주자)
EAH (Na < 135) 발생률13%
Critical hyponatremia (Na < 120)0.6%
가장 큰 위험 요인과수분 (Race 중 체중 증가)
위험 ↑ 그룹여성 · 느린 페이스 (4시간+) · race 중 체중 ↑

“마라톤 중 갈증 없을 때 물을 더 마시면 안 된다” 는 강력 메시지. 2005년 이후 hydration 가이드라인이 “drink to thirst” 로 전환된 결정적 근거.

  • 초기: 두통·메스꺼움·복부 팽만 (water retention)
  • 진행: 구토·혼란·근경련·과도한 fatigue
  • 심각: 발작·의식 상실·뇌부종 (cerebral edema) — 사망 위험
  • 의료 응급 — 즉시 의료진 호출
  • 경증: 수분 섭취 중단, sodium 풍부 음식
  • 중등도+: 3% hypertonic saline IV (병원)
  • 물을 더 주면 안 된다 — 악화
형태Sodium 함량비고
Gatorade Endurance Formula약 620 mg/L마라톤용 — 일반 Gatorade 보다 sodium 2배
Gatorade (일반)약 270 mg/L가장 보편적
Powerade약 250 mg/L
Maurten 320 Drink Mix250 mg/serving마라톤 엘리트
SaltStick Cap215 mg per capCap 형태 — 휴대 효율
Precision Hydration Drink250 – 1,500 mg/L (강도별)개인화
Pickle Juice약 250 mg/serving근경련 완화 (전통)
Salt tab + 물직접 조절DIY
운동 시간Sodium 권장
< 60분불필요 (글리코겐·체내 sodium 충분)
60 – 90분0 – 300 mg/L (보조)
90분 – 2.5시간300 – 500 mg/L (음료)
2.5시간 – 4시간500 – 700 mg/L 또는 시간당 500 – 1,000 mg
4시간+ (마라톤 + 울트라)시간당 500 – 1,500 mg + 개인 발한 테스트 권장

장거리 수분 전략 참고.

본인이 salty sweater 인지 확인 방법:

  • 백색 결정 자국 — 옷·모자·얼굴에 소금 자국 명확히 보임
  • 운동 후 입에서 짠맛
  • 눈에 땀이 들어가면 매우 따가움
  • 근경련 빈발 (특히 후반)
  • 정밀: sweat patch test (Precision Hydration·hDrop) 또는 sweat 분석
  • “전해질 = 칼륨이 가장 중요” — 정반대. Sodium 이 가장 많이 손실되고 가장 중요. 칼륨은 보조.
  • “마라톤 중 물 많이 마실수록 좋다” — Almond 2005 의 결정적 발견 — 과수분이 EAH 의 가장 큰 원인. 갈증 기반 (drink to thirst) 권장.
  • “근경련 = 전해질 부족” — 부분적 사실이나 신경근 피로 가 더 큰 요인. 단순 전해질 보충으로 항상 해결되지 않음.
  • “하프마라톤도 sodium 보충 필수” — 통상 90분 – 2.5시간은 보조 정도. 4시간+ race 가 진짜 위험 구간.
  • “스포츠 음료만 마시면 안전” — 일반 Gatorade 는 마라톤급 sodium 손실 보충에 부족. Marathon-specific 음료 또는 salt cap 추가가 표준.
  • Almond CSD, Shin AY, Fortescue EB, Mannix RC, Wypij D, Binstadt BA, Duncan CN, Olson DP, Salerno AE, Newburger JW, Greenes DS. Hyponatremia among runners in the Boston Marathon. N Engl J Med. 2005;352(15):1550–1556. — PubMed 15829535 — EAH 13% 발생률 입증 landmark
  • Hew-Butler T, et al. Statement of the 3rd International Exercise-Associated Hyponatremia Consensus Development Conference, Carlsbad, California, 2015. Clin J Sport Med. 2015;25(4):303–320. — EAH 표준 가이드라인
  • Hew-Butler T, et al. Consensus statement of the 1st International Exercise-Associated Hyponatremia Consensus Development Conference, Cape Town, South Africa 2005. Clin J Sport Med. 2005;15(4):208–213. — 첫 컨센서스
  • Explaining variation in sweat sodium concentration: effect of individual characteristics and exercise, environmental, and dietary factors. J Appl Physiol. 2022. — PMC9942894
  • Interindividual variability in sweat electrolyte concentration in marathoners. J Int Soc Sports Nutr. 2016. — PMC4966593
  • Thomas DT, Erdman KA, Burke LM. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance. J Acad Nutr Diet. 2016.

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