'단백질이 뭐길래?' 나이들수록 단백질 꼭 먹어야 하는 이유
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김지예 기자
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등록 2020-05-12 17:01:27
- 수정 2020-05-15 12:10:45
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- 저장 안 돼 매일 체중 1kg당 1g 섭취 권장 … 단백질 부족으로 노인 4명 중 1명 근감소증 초래, 항생제 복용도 요인
단백질은 탄수화물, 지방과 함께 에너지를 만들어내는 3대 열량 영양소다. 양질의 단백질 섭취가 강조되고 있지만 한편으로는 성인병 등 각종 대사질환의 원인으로 지목받기도 한다. 전문가들은 나이가 들수록 질 좋은 단백질 섭취가 중요하다고 강조한다.
단백질의 영어명인 ‘protein’은 그리스어의 ‘proteios’(중요한 것)에서 유래됐다. 한자 표기인 ‘蛋白質’ 은 독일어 ‘Eiweiβ’를 번역한 것으로 알을 구성하는 흰 부분이라는 의미다. 단백질은 생물체를 구성하는 대표적인 유기물로 세포막·핵·미토콘드리아 등 세포 구조물은 단백질과 지질로 이뤄져 있다. 단백질이 없으면 세포가 만들어질 수 없다.
아미노산의 결합체 단백질, 9개 필수 아미노산과 11개 비필수 아미노산
단백질은 작은 분자 단위의 아미노산(amino acid)으로 구성된다. 아미노산 분자 간 결합을 펩타이드 결합, 그 결과물을 펩타이드라고 부른다. 비교적 적은 수의 아미노산으로 구성된 펩타이드는 올리고펩타이드, 연속적 결합으로 긴 사슬의 펩타이드를 이룬 것을 폴리펩타이드라 부른다. 이런 식으로 50개 이상의 아미노산으로 구성된 펩타이드가 바로 단백질이다.
아미노산은 20여 종으로 크게 물을 싫어하는 ‘소수성’(비극성), 물과 결합할 수 있는 ‘친수성’(극성), 염기에 반응하는 ‘염기성’, 산성에 반응하는 ‘산성’으로 나눌 수 있다. 가장 일반적으로는 체내 생성 여부에 따라 ‘필수아미노산’과 ‘비필수 아미노산’으로 구분한다.
비필수 아미노산은 체내에서 합성돼 꼭 섭취하지 않아도 되는 아미노산을 말한다. 글리신(glycine), 알라닌(alanine), 아르기닌(arginine), 아스파라긴(asparagines), 아스파르트산(aspartate), 시스테인(cysteine), 글루타메이트(glutamate), 글루타민(glutamine), 프롤린(proline), 세린(serine), 타이로신(tyrosine) 등 11가지다.
필수 아미노산은 몸 안에서 합성되지 않아 음식으로 섭취해야 하는 아미노산이다. 이소류신(isoleucine), 류신(leucine), 라이신(lysine), 트립토판(tryptophan), 발린(valine), 메티오닌(methionine), 페닐알라닌(phenylalanie), 트레오닌(threonine), 히스티딘(histidine) 등 9가지다. 이들 9가지 아미노산을 포함한 음식을 완전단백질(complete protein) 음식이라고 하는데 대부분 동물성 단백질이다. 육류, 가금류는 물론 달걀, 우유 등 유제품, 생선 등이 해당된다.
식물성 단백질은 대부분 부분적 완전단백질(partially complete protein) 또는 불완전단백질(incomplete protein)로 나뉜다. 부분적 완전단백질은 필수아미노산을 모두 갖추고 있으나 그 양이 많지 않은 것을 말한다. 외국 전문 영양사이트에서는 식물성 단백질 중 퀴노아(Quinoa), 파스타치오(pastachio), 대두(Soy), Buckwheat, Hemp, 치아시드(chia seed), 스피루리나(Spirulina), 인도네시아 콩 발효식품(Tempeh), 아마란스(Amaranth) 등을 완전단백질로 분류하고 있으나 논란의 여지는 있다. 땅콩, 렌틸콩, 병아리콩(이집트콩), 호두 등은 불완전단백질로 알려져 있다.
세포·효소·호르몬의 주재료 … 인체 구성과 대사활동에 역할
음식으로 섭취된 단백질은 몸 속에서 소화효소에 의해 다시 아미노산으로 분해된다. 위장에서 펩신 효소가 단백질을 작은 펩타이드로 분해하고, 작은창자(소장)에서는 트립신·키모트립신·엘라스타제(elastase) 효소가 펩타이드를 더 잘게 부순다. 이후 카복시펩티다제 A와 B가 아미노산 단위로 쪼갠다.
이렇게 얻어진 아미노산은 체내로 흡수돼 각각의 기능을 하게 된다. 단백질은 체내 600여개 근육을 구성할 뿐만 아니라 여러 조직과 장기 등을 구성하는 구조단백질, 호르몬, 효소, 신경전달물질, 면역단백질 등의 원료로 활용된다.
대표적인 구조단백질로는 뼈·힘줄·인대·피부 등을 구성하는 콜라겐, 손톱·발톱·머리카락 등을 구성하는 케라틴 등이 있다. 케라틴과 콜라겐은 가늘고 긴 실 모양의 사슬 형태를 띠고 있다. DNA 코드에 따라 결정되는 아미노산이 달라지고 여러 아미노산이 특정 성질과 구조를 갖는 단백질을 형성한다.
단백질은 호르몬과 효소로서 체내 대사와 화학반응에서 촉매로 참여하기도 한다. 아미노산 자체가 이런 과정에서 촉매 또는 구성물로 가담하기도 한다. 히스티딘은 적혈구 생산과 신경 유지에, 타이로신은 갑상선호르몬 생성에, 메티오닌은 DNA와 신경전달물질 대사에, 아르기닌은 혈관근육 이완에 각각 관여한다.
호르몬은 특정 표적기관에 작용하는 몸 속 화학물질의 총칭으로 신경전달물질의 일부다. 내분비선에서 분비돼 혈액을 타고 돌아다니다가 특정 신호를 표적기관에 전달한다. 마음을 평정하게 유지해주는 세로토닌, 혈관수축과 혈압상승을 유도하는 아드레날린은 각각 트립토판과 타이로신을 기반으로 합성된다. 글루타메이트와 아스파르트산 등은 그 자체가 흥분성 신경전달물질로 작용한다.
최근 신종코로나바이러스감염증(COVID-19) 사태로 관심을 모으고 있는 면역력에도 단백질이 관여한다. 림프조직이 단백질로 이뤄져 있어 단백질이 결핍되면 면역에 관여하는 세포를 만들어 내지 못한다. 면역구성원인 대식세포, 호중구, 호산구, 자연살해세포 등 여러가지 식세포들과 보체(complement), 항미생물펩티드(antimicrobial peptide), 사이토카인(cytokine) 등 면역효소들이 모두 단백질로 이뤄져 있다.
노년기에 부족하면 근감소증 유발 … 무분별한 항생제 사용도 주의
단백질은 탄수화물이나 지방과 달리 잉여분이 몸에 축적되지 않고 분해된다. 때문에 매일 규칙적인 섭취가 필요하다. 국민건강영양조사에 따르면 2017년 기준으로 한국인의 단백질 섭취는 남성 153%, 여성 128%로 기준치(100%)보다 풍부하게 섭취하고 있다. 하지만 고령일수록, 소득이 낮을수록 단백질 섭취량이 낮아졌다. 특히 70세 이상의 고령의 여성은 하루 기준치 단백질의 97.4%(2018년 기준)만 섭취하는 것으로 나타났다. 2018년 3월 박현아 인제대 서울백병원 가정의학과 교수는 대한가정의학회지에 우리나라 60세 이상 2명 중 1명 이상은 일일 권장량 이하의 단백질을 섭취하는 단백질 결핍 상태라고 보고했다.
김병성 경희대병원 가정의학과 교수는 “한국인의 단백질 평균 섭취량은 권장량을 넘어섰지만 사춘기 이후 젊은 여성과 70대 이상 노령 인구에서 섭취량이 줄어드는 경향을 보인다”며 “특별한 운동을 하지 않는다는 전제 하에 30대 이후부터 노화가 진행돼 매년 0.5~1%씩 근육량이 감소되는데 노령에 단백질 섭취량이 줄어들면 감소 속도가 높아져 심각한 ‘근감소증’(Sarcopenia)을 불러올 수 있다”고 말했다.
근감소증은 체내 근육량과 근력이 비정상적으로 줄어드는 질환으로 아시아사코페니아워킹그룹(Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)에 따르면 아시아인의 경우 보행 속도가 초당 0.8m 이하로 떨어지거나 악력이 남자 26㎏, 여자 18㎏ 이하일 때, 골격근의 양이 남자 체표면적 ㎡당 7㎏ 이하, 여자 ㎡당 5.7㎏ 이하일 때 근감소증으로 본다.
통계청 자료에 따르면 국내 60세 이상 노인 4명 중 1명에서 발생했다. 근감소증을 보이면 전반적 신체 기능이 저하돼 낙상·우울증·치매·불면증 등의 발생 위험이 높아져 노년기 삶의 질을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 뿐만 아니라 대사증후군 발생률을 높이고 면역기능을 약화시켜 결과적으로 사망 위험을 상승시킨다. 2015년 미국병원장협회저널(The Journal of the American Medical Directors Association, JAMDA)은 70세 이상 노인 1705명을 대상으로 5년 생존율을 추적조사한 결과 근감소증 노인의 생존율이 그렇지 않은 이들의 절반에 그쳤다고 보고했다.
근감소증을 예방하기 위한 가장 좋은 방법은 유산소운동과 근력운동을 꾸준하게 병행하며 충분한 단백질을 섭취하는 것이다. 성인은 몸무게 1kg당 하루 1g 이상의 단백질 섭취가 권장된다. 식품에 들어있는 단백질 함량을 계산해 이를 감안해 챙겨먹도록 한다. 예컨대 닭가슴살은 100g당 단백질이 23~28g이므로 70kg의 성인은 300g의 닭가슴살을 먹어야 권장량을 채울 수 있다. 소고기 안심은 100g당 26.5g, 돼지 삼겹살은 21g, 오징어는 15g, 멸치는 30g, 두부는 8g가량의 단백질을 함유하고 있다. 식품마다 함유된 단백질(아미노산)의 종류가 다르므로 동물성과 식물성 단백질을 모두 고르게 섭취해야 불균형을 막을 수 있다.
항생제를 사용한다면 단백질 섭취에 더욱 주의를 기울여야 한다. 항생제는 박테리아의 세포막 단백질 재생을 막아 증식을 억제하는 기전을 가지는데, 숙주인 사람의 단백질 합성과 흡수도 방해할 수 있기 때문이다. 김 교수는 “항생제는 전문의 지도 아래 사용토록 하며, 투약 기간에 단백질 섭취가 부족하지 않도록 신경써야 한다”고 조언했다.
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