단백질

단백질에 대한 접근 : 단백질 A TO Z 11

삶의 안정화와 서구식 식생활의 도입은 우리 국민의 단백질 섭취 문화에 많은 변화를 가져왔다. 단백질은 열량영양소이지만 사실 열량영양소로서의 가치는 탄수화물, 지방과 다르게 미비하다. 그만큼 단백질은 단백질로서 고유의 기능을 가지고 있다는 것인데, 특히 운동인들에게 있어서 단백질 섭취는 근육을 구성하는 주요소이기 때문에 매우 중요하게 여겨져 왔다. 운동인들에게 있어 단백질은 [①근육의 주성분이자 근수축단백질을 이룬다. ②인슐린과 같은 펩타이드호르몬의 주성분이다. ③체내 대사를 관장하는 효소를 이루는 주성분이다.]로 정의할 수 있다. 

스포츠영양에서 단백질은 앞서 설명한 것과 같이 열량 영양소이지만 특별한 환경이 아니라면 열량 영양소로서의 기능은 적고 단백질이 필요한 근육/호르몬/효소/면역물질 들의 구성요소가 된다는 것이다. 일반적으로 단백질의 섭취량에 따라 근육 성장/발달 및 감소/손실에 큰 영향을 미치며 그 단백질의 성질에 따라 많은 차이를 보인다. 

탄수화물처럼 단백질의 경우에도 3단계를 적용시킬 수 있다. [①양을 충족시킨다. ②질을 양질로 구성한다. ③타이밍에 따라 조절한다.] 단백질의 경우 운동인들이 더욱 신경쓰는 영양소인 만큼 이와 관련된 여러가지 이론들이 다양하게 발달되어 있다. 하지만 그 이론들은 모두 양, 질, 그리고 타이밍 및 소화효율성 등을 고려해 최적의 섭취를 만들어 내기 위함임에 틀림없다. 

단백질도 탄수화물 식품처럼 식품 내에 가장 큰 구조인 단백질과 가장 작은 단위인 아미노산의 형태로 공존하고 있다. 단백질 가공 식품의 경우 한가지 아미노산, 몇가지 아미노산 혹은 중간 물질들인 펩타이드류, 그리고 단백질들이 단독으로 혹은 다양하게 조합되어 제품으로 출시되어 있으나, 식품의 경우 단백질만을 혹은 아미노산 만을 단독적으로 가진 식품은 찾기 힘들다. 즉, 식품에는 대부분 단백질과 아미노산이 공존하는 형태로 존재한다는 것이다.

탄수화물도 다양하게 결합된 형태를 가지지만 단백질의 경우 체내 40여가지 아미노산이 존재하면서 단백질을 합성하는 아미노산은 20가지 아미노산에 의해 구성된다는 특징을 가진다. 이중 성인에게 8가지 아미노산(TV TILL PM : 트레오닌, 발린, 트립토판, 이소류신, 류신, 리신, 페닐알라닌, 메티오닌)이 필수아미노산(EAA)으로 존재하고 나머지 12가지가 비필수아미노산(NEAA)으로 존재한다. 

우리는 식사 섭취를 통해 8가지 필수아미노산을 섭취함으로서 그 식품의 단백질 가치를 결정하는데, 이는 비필수아미노산의 경우 부족하면 다른 영양소 혹은 다른 아미노산을 통해 체내에서 생성이 가능하기 때문이다. 장기간동안 극단적으로 좋지 못한 영양상태에 있게되면(예로서 3-4개월동안 저칼로리 식단 등) 비필수아미노산을 합성하는 능력이 감소할 수 있기 때문에 주의해야하지만 일반적으로 비필수아미노산은 단백질 섭취의 가치로 계산되지 않는다.

우리 몸에서 필요로 하는 8가지 필수아미노산의 양이 각각 있을 것이다. 단백질 식품의 섭취는 이들 필요량을 기준으로 얼마나 충족시켜줄수 있느냐를 따지게 된다. 만약 특정 식품으로 단백질 만을 섭취할 때 8가지 아미노산중 특정 아미노산이 양이 부족하거나 그 식품에 특정 아미노산이 없다면 그런 아미노산을 제한아미노산이라고 한다. 제한아미노산은 그 아미노산으로 인해 단백질 합성이 제한된다는 의미이다. 그래서 제한아미노산이 없는 단백질 식품을 완전 단백질 식품이라고 한다. 

우리가 단백질을 식품으로 섭취하는 가치는 여기에 있다. 양질의 단백질 식품을 섭취함으로서 제한아미노산이 없이 단백질을 합성하는 역할을 하는 것, 그로 인해 체내에서 단백질을 필요로 하는 여러가지 요소들에 단백질 또는 아미노산을 공급하는 것이다. 이를 위해 우리가 꼭 알아둬야 할 것이 있다면 바로 체내 아미노산 풀(Amino Acid Pool)이다. 

아미노산 풀은 우리 몸에서 단백질이 생성되고 분해되는 균형을 뜻하는 것으로, 우리가 식사를 통해 섭취하거나, 노쇠하거나 기능을 상실한 단백질로부터 분해되어 나오는 아미노산이 (+)의 요인으로 계산된다. 반대로 머리카락/손톱 등을 자르거나 피부 각질이 떨어져 나가거나 배변 등으로 빠져나가는 양과 운동이나 질병 등으로 인한 손실은 (-) 요인으로 작용된다.

우리의 단백질 섭취는 아미노산 풀을 장기적인 기준으로 (+) 상태로 만드는 것이라고 볼 수 있다. 하루 24시간 만에 (+)와 (-)의 차이를 따지는 것이 아니라 장기적인 관점에서 (+)상태가 되게 하는 것이 근육 발달을 위한 단백질 섭취 방법이라고 볼 수 있다. 결국 우리 몸은 이 아미노산 풀을 아주 정교하게 조절하고 있으며, 다른 영양소와 마찬가지로 아미노산 풀이 (-) 상태이면 단백질 소화흡수 속도 및 양을 증가시키고 반대의 케이스에는 그 양을 감소시키는 것이다. 

결국 1일 중에 아미노산 풀의 (+) (-) 변화폭은 특별한 상태가 아니고서는 크지 않으며 그래서 우리 몸은 특별한 상황이 아니라면 많은 양의 아미노산을 흡수할 수가 없다. 우리가 식품을 통해 식사를 하면 소화기계에서는 아미노산 필요 상태에 따라 그 양을 조절하기 때문에 비교적 천천히 소화흡수될 수 있는 식품의 경우 체내 필요량에 따라 소화흡수가 조절되며 대부분 소화흡수된다(물론 뷔폐에 가서 소고기, 연어 등을 폭식했다면 그게 다 흡수가 될거라고 생각하는건 아닐 거라 믿는다).

결국 아미노산을 공급하는 단백질 급원이 어떤 것이냐가 중요하기 보다, 어떤 식품으로 섭취하든 제한아미노산이 없게 섭취하는 것이 아미노산의 양을 충족시키는 방법의 핵심이다. 프로틴 파우더로 먹느냐? 식품으로 먹느냐? 두가지를 섞느냐?로 본다면 양(Quantity)의 조건에서는 아무런 문제가 발생하지 않는다. 일반적으로 우리가 식물성 단백질을 권장하지 않는 이유는 대부분의 식물성 단백질은 제한아미노산을 가지고 있기 때문이다(기준 섭취량 충족 vs 비충족).

양을 충족시켰을 때, 질(Quality)적인 부분을 고려하지 않을 수 없다. 질이란 것은 결국 적은 양으로 얼마나 제한아미노산이 부족하지 않게 섭취할 수 있냐는 것이 될 것이다. 해석해보면 우리 몸이 필요로 하는 제한아미노산의 양을 충족시킬 때까지 필요한 단백질의 양은 얼마만큼 이냐는 것이다. 돼지고기 살코기와 껍데기을 비교할 때, 제한아미노산을 충족시키는 수준까지 도달하는 단백질 식품의 양이 살코기가 적다는 것이다(살코기 vs 껍데기).    

양과 질을 충족시켰을 경우, 단백질 식품이 가지는 보편적인 부분을 고려해야 한다. 단백질 식품은 탄수화물에 비해 소화흡수속도가 느리다는 것이다. 아미노산이라면 얘기가 좀 다르겠지만 일반적으로 단백질의 형태라면 탄수화물에 비해 소화속도가 느려, 우리 몸에서 급하게 아미노산을 요구하거나 단백질 합성 효소의 활성이 증가된 상태(EX. 운동 후 인슐린 분비 시)에 소화가 느린 단백질의 섭취는 잘못된 선택이 될 수 있다는 것이다. 그래서 타이밍을 고려하게 된다.

아미노산이 아닌 단백질의 형태로 가장 흡수가 빠른 단백질은 유청 단백질(Whey Protein)이다. 이것은 유청이 가진 본연의 성질이기 때문에 그게 WPC이든 WPI이든(개인적으로 유당불내증이 없다면 WPC를 권장한다), WPH/WPIH이든(이건 정상적인 소화기계를 가진 사람이 먹을 물건이 아니다) 유청이 가장 빠른 것임에 변함은 없다. 

반대로 가장 느린 것은 같은 우유 단백질인 카제인(케이신이든 카세인인든 카제인이든 대부분 카제인으로 아니 카제인이라 하겠다)으로 산(Acid)이나 응유효소가 있는 조건에서 응고되는 이 카제인은 소화효소의 접근을 거부하며 느리게 소화된다. 이들 가운데 다양한 식품들이 중간 흡수속도를 가진다.

타이밍적인 부분을 본다면 운동후 유청단백질이나 아미노산의 섭취는 올바른 선택이다. 하지만 다른 타이밍에 구지 유청을 섭취할 이유는 없다. 운동하는 근육에 혈액 분배가 되기 때문에 소화기계가 재기능을 수행하지 못하는 형태에서는 소화에 부담이 없는 단백질을 공급함이 어느 방향으로 돌아봐도 현명한 선택인 것이다. 

단백질 대신 아미노산을 선택할 수도 있지만 단백질의 소화흡수경로는 아미노산, 디펩타이드(아미노산+아미노산), 트리펩타이드(아미노산+아미노산+아미노산)의 구조를 통해 흡수되기 때문에 흡수경쟁이 치열한 아미노산보다 펩타이드나 단백질을 이용하는 것이 흡수양을 늘리는 방법이다(물론 3~5g수준의 미량을 섭취한다면 아미노산을 섭취해도 무방하다).  

하지만 평소에 유청을 먹는 것은 여러가지 방면에서 실수가 될 수 있다. 여기서 효율성의 측면을 볼 수 있다. 아미노산 풀에 의해 흡수되는 단백질의 양이 제한이 있다보니 안정된 상태에서 우리 몸이 흡수될 수 있는 단백질은 체중 kg당 0.1g/hour 정도를 살짝 웃돈다. 결국 유청단백질을 30g 먹어봐야 1/5~1/3정도 밖에 흡수하지 못하는 것이다. 그만큼 아미노산이 필요하지도 않으며 급한 것도 아니라는 것이다. 

그렇다면 평소에는 무엇을 먹어야 하나? 우리가 주변에서 섭취할 수 있는 다양한 식품들을 통해 단백질을 섭취하면 된다. 대부분 양질의 단백질을 공급하는 식품(고기, 생선, 연체류, 갑각류, 유제품, 난류, 콩류, 아마, 견과류, 곡류 등)의 경우 당신의 몸에서 요구하는 단백질을 시기적절하게 그리고 손실없이 매우 효율적으로 충족시켜줄 수 있다. 

식품을 섭취할 수 있다면 카제인이나 유단백보다 식품을 섭취하는 것이 좋다. 너무 소화흡수가 느린 것보다 2~3시간을 단위로 아미노산을 공급하는 주기를 가지는 식품이 가장 최적의 선택이다. 이는 아미노산 류신에 의해 시작되는 단백질 합성대사가 2시간을 넘어가지 못하기 때문이다.

일반적으로 영양학에서는 양질의 단백질 섭취를 위해 동물성 : 식물성 단백질의 섭취를 7 : 3의 비율을 유지하라고 권하고 있다. 단백질 급원을 섭취하면서 들어오는 지방, 콜레스테롤이나 열량 등 여러가지 요인이 있겠지만 동물성 식품과 식물성 식품에서 나오는 아미노산의 조합과 식물성 식품에서 나오는 파이토케이칼 같은 기능성 성분에 대한 부분도 고려한 섭취방법이라고 할수 있다(아무래도 대부분의 식물성 단백질은 쌀과 콩에서 나올 것이다).

식물성 식품의 경우 제한아미노산이 있는 것이 아니냐? 라는 질문이 있겠지만 대부분 다양한 식품을 조합함으로서 서로에게 부족한 아미노산을 상호보충해주는 효과가 나타난다. 예로서 쌀에 부족한 리신이 콩에는 풍부하고, 콩의 제한아미노산인 메티오닌이 쌀에는 풍족함으로 서로 부족한 부분을 보충하는 시너지 효과가 나타나는 것이다.

시대가 변해서 이제 우리들은 더이상 단백질 섭취 부족에 시달리던 사람들이 아니다. 2013년도에 이미 단백질 권장섭취량에 150%를 섭취하고 있었다. 대중들에게 단백질 권장섭취량이 0.8(0.825g)/kg임을 감안할 때, 이미 우리들은 평균적으로 1.2g의 단백질을 섭취하고 있다.  운동인들에게 근육 성장을 위해 권장되는 단백질 섭취량이 1.4~2.4g/kg(여성 1.2~2.0g/kg)임을 감안할 때 운동후 유청단백질 한번으로 이미 우리에게 필요한 단백질 섭취는 충족되었다는 것을 짐작할 수 있을 것이다.

고구마, 닭가슴살, 견과류, 브로콜리만 찾는 식단이 아니라, 다양한 식품을 골고루 섭취할 수 있는 식단이라면 당신의 식생활에서 근육 합성을 위해 신경쓸 필요가 있는 단백질 섭취는 운동후 1회 정도 밖에 없을 것이다.   

MONSTERZYM SPORTS SCIENCE TEAM

글 작성 : 이호욱