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생명 유지에 필수, 단백질

1탄수화물, 지방, 단백질. 이 세 가지는 에너지를 만드는 영양소다. 그중 단백질은 특이하게도 탄소, 산소, 수소 외에 질소를 가지고 있으며 일부 단백질은 황, 철, 인을 함유하기도 한다.

기본적으로 단백질은 몸의 조직을 만드는 데 쓰이지만, 탄수화물과 지방 섭취가 부족하면 에너지로도 사용된다. 따라서 다른 에너지 영양소의 섭취가 충분해야 단백질이 조직을 만드는 데 효율적으로 사용될 수 있다. 단백질의 핵심 역할 두 가지는 몸의 구성과 생리적 기능이다. 몸의 구성은 근육, 피부, 뼈, 손톱, 머리카락 등의 조직 및 호르몬, 항체, 효소의 구성 성분이 되는 것을 말한다. 생리적 기능에는 영양소와 활성물질의 운반 및 저장, 체액과 산-염기의 평형 유지 등이 포함된다. 단백질이 결핍되면 성장 지연, 면역 저하, 근감소증, 콰시오커(kwashiorkor), 대사조절 이상 등이 나타날 수 있다.

근감소증은 노인에게서 잘 나타난다. 근력과 근육량이 감소하는 상태로 각종 감염에 취약해지고, 신체활동이나 감각, 인지 기능 저하와 관련 있다. 단백질 섭취가 부족한 상태에서 만성질환, 외상, 활동 부족까지 겹치면 근감소증이 더 빨리 진행되어 장애와 사망의 원인이 된다.

충분한 단백질 섭취가 노쇠, 근감소증 개선에 도움이 된다는 연구는 꾸준히 나오고 있지만, 섭취 수준에 대해서는 일관성 있는 연구가 부족하여 단백질 종류, 운동 여부, 인구 집단별 연구가 더 필요한 실정이다.

선진국에서는 주로 암, 결핵 및 AIDS와 같은 감염성 질환, 만성 신장질환, 간질환, 흡수불량증이나 식욕감퇴증 등의 임상적 상황에서 단백질-에너지 영양불량(protein-energy malnutrition)의 문제로 나타난다.

우리가 먹는 단백질과 아미노산

단백질은 수많은 아미노산이 펩타이드 결합으로 이루어진 복합 분자로, 단백질의 최소 형태인 아미노산은 20종에 이른다. 몸속에서 합성되지 않아 반드시 식품으로 보충해야 하는 필수 아미노산 9종과 몸에서 합성이 잘되는 비필수 아미노산 5종, 그리고 정상적인 몸 상태에서는 합성이 되지만 특정 생리 상태에서는 합성이 되지 않는 조건적 필수 아미노산 6종이다. 조건적 필수 아미노산은 때에 따라 식사를 통한 공급이 필요하다.

아미노산의 종류

어떻게 흡수되고 배출될까?

우리가 고기, 달걀, 두부, 생선 등을 통해 섭취한 단백질은 위에서 작은 펩타이드로 분해되고, 다시 소장에서 펩타이드가 아미노산으로 분해되어 소장상피세포의 특이적 운반체를 통해 흡수된다. 소장에 연결된 문맥을 통해 아미노산이 간으로 이동, 저장되거나 다른 조직으로 운반, 이용된다.

아미노산이 부족하면 체단백질이 분해되어 아미노산 풀을 형성하여 단백질을 만드는 데 쓰이며, 남은 아미노산은 질소가 있는 아미노기를 제거한 후 에너지를 만든다. 최종적으로 떨어져 나온 질소는 요소, 암모니아, 요산 등의 질소 화합물 형태로 주로 소변으로 배설되며 일부는 땀, 콧물, 머리카락, 정액, 월경혈 등으로 소량 배출된다.

한편 사람 몸에서 단백질이 가장 많은 곳은 근육이다. 단백질의 약 43%는 근육에 있고, 나머지는 피부·혈액·간·신장 등 여러 조직에 분포한다.

아미노산 종류 알아보기

류신, 이소류신, 발린은 측쇄 아미노산(branched-chain amino acid, BCAA)으로 불리며 골격근에서 주로 분해되어 골격근 단백질을 만들고, 운동 수행능력, 피로 회복, 수술 후 회복 등 근기능 향상에 도움을 준다. 또 세포의 증식과 생존에 관여하는 엠토르(mammalian target of rapamycin, mTOR)에 작용하여 성장 및 식욕을 조절하고, 체중 감소에 기여하는 것으로 보고되고 있다. 아미노산의 연구 결과를 이용한 건강 판정 지표와 건강 결과는 다음과 같다.

만성질환에 특히 좋은 아미노산이
정말 있을까?

BCAA로 분류되는 류신, 이소류신, 발린이 인슐린 저항성을 낮춰주고 비만유병률을 낮춘다는 보고가 발표되면서 학계가 술렁인 것은 사실이다. 하지만 고지방 식이와 함께 먹을 경우, 인슐린 저항성이 오히려 증가하였다는 결과도 있는 등 앞으로 연구가 더 필요할 것으로 보인다.

아르기닌의 섭취로 인한 혈관 확장이 심혈관계 질환과 신장질환을 가진 환자에게 효과를 보인다는 연구가 있으나 아직 연구가 충분하지 않다. 만성질환은 합병증이 다양하고, 질병의 진행 속도와 양상, 예후 등을 예측하기 어려우므로 아직 만성질환자에게 섭취를 권장할 특별한 아미노산은 없다.

건강 관리의 핵심, 단백질

단백질은 전 생애주기에 걸친 건강 관리의 핵심 요소다. 학교와 군대, 직장, 병원, 노인 복지시설 등에서 과학적으로 구성한 식단에 단백질 기준을 충실히 반영하는 것은 아이들의 성장과 건강 증진, 노년층의 근감소 예방이 낙상과 입원 감소로 이어지므로 의료비 절감과 돌봄 부담 완화라는 사회적 효과도 가져온다.

가정에서도 개인적으로도 적절한 단백질 섭취에 대한 이해와 실천이 필요하다. 과학적 기준을 일상 속 실천으로 연결할 때, 비로소 건강 증진이 실현될 수 있다.