단백질과 아미노산, 당신이 알고 있을, 혹은 모르고 있을 구체적인 사실들

당신은 ‘단백질(Protein)’에 대해 얼마나 알고 있는가?

흔히 알려져 있는 상식 몇 가지를 살펴보자. 일단 3대 에너지원 중 하나라는 점, 고기류나 생선류를 통해 섭취할 수 있다는 점, 본인 체중 1kg당 0.8g 정도가 일일 권장 섭취량이라는 점, 근육량을 늘리려면 보다 많이 섭취해야 한다는 점, 포만감을 오래 유지시키므로 과식을 막을 수 있다는 점…

이 정도면 아마 사람들에게 익히 퍼져 있는 단백질에 대한 상식이 거의 모두 포함되지 않을까. 아마 의학, 운동, 영양 분야의 전문가이거나 이 분야에 좀 더 관심을 갖고 있는 사람이라면 더 많은 지식을 가지고 있을 것이다.

의학적으로는 단백질이 체내에서 구체적으로 어떤 형태로 어떤 역할을 수행하는지, 과도한 단백질 섭취가 어떤 문제를 일으킬 수 있는지 등이 있을 것이고, 운동 분야에서는 근육의 성장에 단백질이 어떤 식으로 기여하는지, 에너지원으로서 단백질을은 어떻게 작용하는지 등이 있겠다. 영양학은 어떨까? 동물성 단백질과 식물성 단백질의 차이, 각 단백질에 적합한 공급원은 무엇인지 등이 있을 것이다.

이런 이야기들은 전문가에게나 의미가 있는 걸까? 아니, 그렇지 않을 것이다. 건강을 위해 늘상 강조되는 것이 운동과 식습관이다. 그렇다면 하나라도 더 알아두어서 손해될 것은 없다. 기억하기 위해 애쓸 필요도 없다. 가볍게 읽어보면서 당신이 몰랐던 사실만 캐치해도 충분하다.

‘단백질’이 풍부한 음식?

흔히 ‘고단백 식단’, ‘단백질이 풍부하게 함유돼 있는 식품’이라는 말을 많이 쓴다. “어떤 음식에는 100g당 단백질이 OOg 들어있다”라는 식으로 구체적인 수치까지 거론되기도 한다. 이런 내용들을 보면 ‘단백질’이라는 것이 하나의 단일 영양소인 것처럼 인식된다.

하지만 분명히 알아둘 필요가 있다. 음식 안에 존재하는 단백질은 엄밀히 따지면 그 구조가 모두 동일하지 않다. 20종의 ‘아미노산’이라는 것들이 다양한 조합으로 만들어지며, 그 결과물을 모두 통틀어 단백질이라 부르는 것이다.

비슷한 원리로 탄수화물은 포도당, 과당 등의 단당류와 전분, 글리코겐, 셀룰로오스 등의 다당류로 세분화된다. 지방도 마찬가지로 글리세롤과 지방산으로 구분된다. 지방산은 흔히 포화 정도에 따라 포화지방과 불포화지방으로 나뉜다.

다만, 단백질의 경우 중요한 역할을 하거나 어떤 이유로든 잘 알려진 것들은 개별적인 이름이 붙기도 하지만, 20종의 아미노산이 만들어낼 수 있는 무수한 조합식 모두에 독자적인 이름이 붙어있다고는 볼 수 없다. 따라서 ‘단백질이 풍부한 음식’이라는 것은 ‘다양한 아미노산을 함유하고 있는 음식’이라고 이해하는 편이 본질적으로는 좀 더 정확하다 할 것이다.

아미노산은 뭘까?

해당 분야의 전문가가 아닌 한, ‘단백질을 구성하는 기본 단위’ 정도로 가볍게 이해하는 편이 좋다. 다만, 아미노산에 관해 좀 더 디테일한 정보를 알고 있으면 음식을 챙겨먹거나 해당 음식에 어떤 효능을 기대하면 되는지를 보다 명확히 알 수 있을 것이다.

핵심은 ‘단백질을 포함한 모든 음식에 인체가 필요로 하는 모든 아미노산이 들어있는 것은 아니다’라는 점, 한 종류 단백질 음식만 먹으면서 ‘단백질을 충분히 채웠다’라는 것도 경우에 따라서는 잘못된 발상일 수 있다는 점이다.

자연에는 대략 수백 종의 아미노산이 존재하는 것으로 확인됐지만, 그중 인간과 관련있는 것은 20종이다. 수백 종의 아미노산을 모두 알 필요는 없으며, 인간과 관련 있는 20종 아미노산도 일부 중요한 것들만 알면 충분하다.

흔히 말하는 ‘필수 아미노산’이라는 것이 있다. 20종의 아미노산 중 9종은 인간의 몸에서 합성할 수 없기 때문에, 반드시 외부(음식물)에서 얻어야만 하는 것들이다. 필수 자원이지만 자체 생산이 되지 않아 수입에 의존해야 하는 것이라 이해하면 된다.

9종의 필수 아미노산은 류신, 리신, 메티오닌, 발린, 이소류신, 트레오닌, 페닐알라닌, 트립토판, 히스티딘이다. 사람에 따라 다르겠지만 이들 중에서 익숙하게 들리는 이름이 한두 개쯤은 있을 것이다. 아마 항산화에 관심이 있는 사람이라면 ‘트립토판’을 여러 번 들어보았을 것이다.

그 외 나머지 11개 아미노산은 ‘비필수 아미노산’으로, 체내에서 자체적으로 합성이 가능하다. 글루타민, 아르기닌, 시스테인 등이 비교적 잘 알려져 있는 편이며, 이외에 알라닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 글루탐산, 글리신, 프롤린, 세린, 티로신이 포함된다.

동물성 단백질과 식물성 단백질

영양에 조금 더 관심이 있는 사람이라면, ‘동물성 단백질’이 필수 아미노산을 고루 섭취할 수 있는 이른바 ‘완전 단백질’이라는 이야기를 들어보았을 것이다. 이 말이 다소 오해를 불러올 수 있으므로 명확히 바로잡고자 한다.

동물성 단백질이 ‘완전 단백질’이라 불리는 것은, 20종의 아미노산을 모두 포함하고 있다는 의미가 아니다. 필수 아미노산에 해당하는 9종을 모두 포함하고 있다는 의미다. 애당초 비필수 아미노산인 11종은 체내에서 합성할 수 있는 종류다. 음식으로 섭취하지 않아도 조달이 가능하며, 음식 섭취는 그를 보조하는 역할인 것이다.

한편, 식물성 단백질의 경우 거의 대부분이 ‘불완전 단백질’에 해당한다. 마찬가지로 9종 필수 아미노산의 일부 빠져 있거나, 그 비율이 불균형하기 때문에 붙은 이름이다. 따라서 채식주의 등 육류를 섭취하지 않는 사람들은 다양한 종류의 식물성 단백질을 섭취해야만 한다. 물론, 대두와 퀴노아처럼 식물성이지만 필수 아미노산을 모두 포함한 것들도 있다.

이 때문에 건강을 위해서는 육류, 생선, 달걀, 유제품 등을 식단에 포함할 것을 권하는 것이다. 이들은 대개 한 종류만으로도 필수 아미노산을 모두 채울 수 있어, 상대적으로 우수한 단백질 공급원이기 때문이다. 물론 그렇다고 해도 정말 한 가지 음식으로만 식단을 채우려 하는 것은 그리 권장할 만한 방법이 아니지만.

단백질이 우리 몸에서 하는 일

흔히 ‘단백질 = 근육’이라는 인식이 지배적이다. 당연히 단백질이 근육으로만 활용된다고 생각하는 사람은 없겠지만, 보통 어느 정도까지 관여하는지는 모르는 경우가 많다.

가장 대표적으로 예를 들어보자. 우선 피부와 머리카락, 손톱, 연골 등을 구성하는 케라틴, 콜라겐, 엘라스틴 등이 모두 단백질의 일종이다. 혈액의 주요 구성 성분으로서 산소를 운반하는 역할을 하는 헤모글로빈 역시 단백질의 일종이다. 또, 몸 안에 침투한 병원균과 싸우는 항체들, 세포 안에 존재하며 내부와 외부 통신을 담당하는 세포 수용체 역시 단백질이다.

‘인간은 호르몬의 노예’라는 우스갯소리를 들어보았을 것이다. 그만큼 다양한 호르몬이 우리 몸 안에서 각각의 기능을 수행하고 있다는 의미다. 그리고 이들 중 대다수가 단백질로 구성돼 있다. 대표적으로 혈당 조절 역할을 하는 인슐린이 있겠다.

정리하자면, 단백질은 에너지원으로 기능하기도 하지만, 인체의 기능이 형성되고 작동할 수 있도록 거의 모든 영역에서 활동하는 행동대원이기도 하다. 어느 날 갑자기 특정 음식이 먹고 싶어 진다면, 그 또한 단백질의 역할일 것이다. 욕구를 불러일으키는 호르몬의 대다수가 본질적으로는 단백질이니까.

그럼에도 불구하고,
과도한 섭취는 금물

단백질이 하는 일이 이토록 많다. 아마 다이어트를 위해 고단백 식단을 고집하던 사람이 본다면 더욱 열렬히 단백질을 섭취하려 할지도 모를 일이다. 하지만 언제나 그렇듯, 과도한 것은 문제를 일으키게 마련이다.

체중 1kg당 0.8g이라는 단백질 권장 섭취량을 기준으로, 목적에 따라 1kg당 1.2g까지 섭취를 권장하기도 한다. 그 정도까지는 허용되는 범위라는 의미일 것이다. 그 이상 과도한 단백질 섭취를 고집하면 어떻게 될까?

일단 소화 문제가 발생할 수 있다. 단백질이 포만감을 오랫동안 유지한다는 것은, 그만큼 소화가 오래 걸린다는 의미로도 해석이 가능하다. 게다가 단백질은 대사를 위해 다량의 물을 필요로 한다. 충분한 수분이 곁들여지지 않는다면 대사 과정에서 수분을 과도하게 사용해 탈수 증상이 발생할 수 있다. 단백질 식단을 먹을 때 수분이 많은 음식을 곁들이도록 권장하는 이유다.

같은 맥락에서 단백질이 만드는 포만감으로 인해 다른 영양소를 섭취하기 어려워질 수 있다. 이미 배부름을 느끼고 있는 상태에서 필요한 다른 영양소를 먹는다는 건 오히려 스트레스가 될 수도 있다.

단백질은 소화기관을 통해 흡수되는 과정에서 아미노산으로 분해된다. 그 다음 간으로 넘어가 몸의 각 부분에 필요한 단백질로 재합성되거나, 에너지원으로 사용되는 등 용도에 따라 처리를 거치게 된다.

이 과정에서 부산물로 암모니아가 생성되며, 이를 해독해 요소로 바꾸는 과정이 이루어진다. 과도한 단백질 섭취는 간의 해독작용에 과로가 발생하는 원인이 되는 셈이다. 같은 원리로 노폐물을 걸러내야 하는 신장에도 부담을 줄 수 있다.

이밖에 고단백 식단은 보통 지방과 퓨린을 많이 함유하고 있는 경우가 많다. 단백질을 충분히 챙기려다가 결과적으로 체중이 증가하고, 심혈관계 질환의 원인이 될 수도 있다는 것이다. 또한, 퓨린은 대사 과정에서 요산을 생성해, 고요산혈증이나 통풍과 같은 질환의 원인이 되기도 한다.