단백질과 지방

단백질

 

사람의 영양문제는 단순히 충분한 칼로리를 획득하는 것만으로 해결되는 것은 아니다. 사람의 신체는 단백질 합성을 위하여 아미노산의 공급도 필요로 하는데 음식물에 들어있는 단백질의 소화를 통하여 이것을 얻는다. 몸이 성장할 때 뿐만 아니라, 성장이 멈추었을 때도 단백질 합성이 필요하다. 체내의 단백질은 지속적으로 분해되고 새롭게 합성된 단백질에 의해 대체된다. 그러므로 성인이 되어 체중의 변화가 없는 경우에도 물질대사로 소모된 것을 채우기 위해서 지속적인 아미노산 공급이 필요하다. 건강한 성인남성의 경우에는 하루에 56g이 필요하고, 여성의 경우에는 44g이 필요하다. 임신한 여성이나 산모는 사실상 더 필요하다.

그러나 그렇지 않은 단백질도 있다. 단백질 합성에 필요한 20가지의 아미노산 중 9가지는 체내에서 합성되지 않기 때문에 음식에서 섭취해야만 한다. 이들을 필수아미노산(essential amino acid)이라고 한. 대부분의 동물성 단백질은 충분한 양의 모든 필수아미노산을 가지고 있으나 대부분의 식물성 단백질은 하나 이상의 필수아미노산이 부족하다. 만약 한 종류의 식물성 단백질만 주로 먹는다면 상당히 많은 양을 섭취하여야만 할 것이다. 그러나 더 좋은 방법은 각각의 부족한 아미노산을 보충해 줄 수 있는 식물성 단백질 혼합물을 섭취하는 것이다. 예를 들면 옥수수의 단백질에는 트립토판(tryptophan)과 리신(lysine)이 들어 있지 않다. 콩은 충분한 양의 트립토판과 리신이 있으나 단독으로 소비된다면 충분한 메티오닌을 공급하지 못한다. 부리토(burrito)—콩반죽으로 둘러싼 납작하게 구운 옥수수(빵)ㅡ는 필요한 아미노산을 공급할 뿐만 아니라 맛도 있다. 이 가난한 사람들은 동물성 단백질을 거의 섭취하지 못한다. 대개 식물성 단백질의 혼합물에 의해 그들의 아미노산 필요량을 공급할 수 있다. 태평양의 어떤 섬에 사는 주민들의 경우 yams, cassava 같은 지역 특유의 식물성 음식을 섭취한다. 이 음식은 충분한 칼로리를 제공해 주는 반면에 성장중인 아이들이 필요로 하는 필수아미노산을 제공하지 못하고 있다. 그러므로 kwashiorkor(아이가 태어날 때 생기는 병이라는 뜻; 일종의 단백질 결핍증)가 발생할 위험이 있다. 이것은 균형이 잘 잡힌 단백질인 모유를 뗄 무렵에 나타나기 쉽다는 것을 짐작할 수 있다. 이 풍요로운 사회의 많은 사람들은 채식을 선호한다. 유제품과 달걀을 먹는 채식주의자에게는 달걀과 우유가 필수아미노산을 골고루 공급하므로 아미노산 결핍에 대한 문제가 없다. 철저한 채식주의자들(vegans)은 식물로부터 모든 단백질을 섭취한다. 우리가 보아왔던 것처럼 식물성 단백질을 잘 혼합함으로써 좋은 효과를 얻을 수 있다. 그러나 철저한 채식은 충분한 양의 철, 칼슘, 비타민 제공하지 못하므로 채식주의자들은 영양소들을 따로 섭취하여야 한다.

 

 

 

지방

음식물 속의 지방은 여러 종류의 인지질과 콜레스테롤뿐만 아니라 자체적인 지방을 합성하는 데 필요한 지방산을 공급한다. 지방은 농축된 형태로 에너지를 비축하고 있어 탄수화물이나 단백질이 함유하고 있는 양(4kcal/g)의 두 배인 9kcal/g을 가지고 있다. 지방조직내에 축적된 지방은 열 손실과 외상(trauma)으로부터 보호한다. 인지질은 모든 세포막의 필수 성분이다.

잘 아는 바와 같이 우리는 탄수화물로부터 필요한 대부분의 지방을 합성할 수 있다. 그러나 세 가지 필수지방산(essential fatty acid)인 linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid은 이 방법으로는 합성할 수 없다. 이들은 모두 이중결합을 지니고 있는 불포화지방산이다. 음식에서 linoleic acid만 충분히 섭취하여도 필요한 linolenic acid와 arachidonic acid를 해결할 수 있다. 대부분의 식물성 기름은 linoleic acid 가 풍부하고, 일반적으로 북아메리카 음식에는 이 영양소가 필요량만큼 충분히 들어 있다.

불포화지방산은 다른 중요한 작용도 한다. 불포화지방산은 혈중 트리글리세리드와 콜레스테롤 농도를 낮추어 심장질환의 발생을 감소시키는 것 같다. 콜레스테롤은 살아가는데 꼭 필요하다. 콜레스테롤에 대한 연구는 상당히 많이 이루어졌으며, 노벨상을 17번이나 받게 하였고, 일반인들에게도 건강과 관련해 많은 관심을 불러일으켰다.

 

우리 몸에는 약 100g 정도의 콜레스테롤이들어 있다. 이것의 대부분은 세포막의 필수성분이며, 신경세포를 싸고 있는 수초에 특히 콜레스테롤이 풍부하다. 콜레스테롤은 코르티코스테로이드(corticosteroid)뿐만 아니라 에스트로겐(estrogen), 프로게스테론(progesterone), 테스토스테론(testosterone) 같은 성호르몬을 포함하여, 적은 양이지만 살아가는 데 필수적인 여러 호르몬들을 합성하는 데 이용된다. 또한 콜레스테롤은 비타민 D의 전구체이기도 하다.

 

콜레스테롤의 주요 기능 중 하나는 담즙산(bile acid)의 합성이다. 담즙산은 간에서 콜레스테롤로부터 만들어져서 담즙으로 분비된다. 담즙산은 지방의 흡수에 필수적이다. 대부분의 담즙산이 배설물로 손실되는 것이 아니라 소장에서 재흡수하여 간으로 재순환된다는 것으로 보아도 콜레스테롤이 상당히 중요한 물질임을 알 수 있다. 그러나 약간의 손실이 일어나는 데 이를 보충하고 다른 필요량을 얻기 위해서 간은 매일 1,500~2,000 mg의 새로운 콜레스테롤을 합성한다. 콜레스테롤은 지방 대사물질 산물로부터 만들어진다. 콜레스테롤의 운반은 간과 모든 조직의 혈액에서 끊임없이 일어난다. 이들은 콜레스테롤, 지방산 및 단백질 복합체인 저밀도 지방 단백질(low-density lipoproteins, LDLs)의 형태로 운반된다. 콜레스테롤을 필요로 하는 세포들은 LDLs을 흡수 소화하여 이용한다.

그러나 콜레스테롤은 문제를 일으킬 수 있다. 담즙에 들어 있는 콜레스테롤은 결정화 되어서 담석을 만들고 이로 인해 담즙관이 막히기도 한다. 또한 혈관벽에 지방이 축적되어 심장마비를 일으키기 쉬운 동맥경화증(atherosclerosis) 발생에 큰 영향을 끼친다. 혈중 LDLs의 농도가 필요 이상으로 높을 때 동맥경화증이 일어나는 것 같다.

혈액에서 콜레스테롤 수준은 mg/dl으로 측정된다. 그 수준은 유아에서는 50 이하이고, 성인에서는 평균적으로 215 이며, 매우 드물게 나타나는 familial hypercholesterolemia라는 유전적 질병으로 고통받고 있는 사람은 1200이상까지 달하고 있다. 정상 범위에서 대부분의 사람은 콜레스테롤의 약 2/3가 LDLs형태로 운반되고, 나머지는 고밀도 지방단백질(high-density lipoproteins, HDLs)의 형태로 운반된다.

1974년에 NIH와 미국 심장 협회는 중년성인들의 경우는 200 mg/dl, 30세 이하인 경우는 180 mg/dl가 적당하다고 했다. 최근 연구는 콜레스테롤을 감소시키면 심장질환 위험을 감소시킬 수 있다는 것을 제시하고 있다. 불행히도 지금까지 이루어진 연구들의 대부분이 음식 조절에 의해 생기는 효과와 콜레스테롤을 낮추는 약의 효과를 명백히 구분하기가 어려웠다.

그러면 우리가 해야 할 일은 무엇인가? 콜레스테롤 수준이 높은 사람(>240 mg/dl)은 콜레스테롤 수준을 낮춤으로써 심장질환이 발생되는 위험을 감소시킬 수 있다. 콜레스테롤(주로 LDLs) 수준은 약의 도움으로 감소될 수 있다. 과거에 가장 많이 사용된 약은 불용성 물질(colestipol, cholestyramine)이었으며, 이 물질들은 담즙산과 결합하여 창자에서 재흡수되지 않고 배설된다. 이와 같은 노력에 의하여 간은 혈중 콜레스테롤 수준을 낮출 수 있다. 이 약의 주요결점은 분말로써 소비량이 많다는 것이다. 1987년에는 콜레스테롤을 낮추는 새로운 약이 개발되었다. 이 약(현재 미국에서 팔리고 있는 “lovastatin”이라고 한다)은 간에서 콜레스테롤을 합성하는 HMG CoA reductase 활성을 억제시켜 콜레스테롤의 합성을 방해한다.

음식에 대해서 세심한 주의를 기울이는 그 자체로 콜레스테롤 수준을 감소시킬 수 있다. 한 연구에서 높은 수준을 가지는 사람(265 mg/dl 이상)이 음식만으로 평균 3.5%(10mg)로 낮출 수 있었다. 그 음식은 지방과 콜레스테롤 함량이 낮았지만, 어떤 것이 콜레스테롤 수준을 낮추는 데 공헌했는지는 명백하지 않았다. 콜레스테롤은 지방으로부터 만들어지므로 지방 함유량이 낮은 음식섭취가 도움이 될 것이다. 포화지방보다 불포화지방이 더 이로운 것 같지만 콜레스테롤을 적게 섭취하는 것만으로 도움이 되는지에 대해서는 증거가 없다. 하루평균 섭취량인 300~500mg의 콜레스테롤이 간에서 합성된 콜레스테롤과 창자에서 여러번 만나게 되지만, 혈중 콜레스테롤 수준에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 여겨진다. 그러므로 버터와 마아가린을 선택시 중요한 것은 버터의 30mg 정도의 콜레스테롤(마아가린에는 0)이 아니라 포화지방 함유량(마아가린의 약 3배)이다.