영양학

류신 역치(Leucine Threshold)에 대해서 아십니까? 8

류신은 이미 BCAA이자 필수아미노산으로 그 중요성이 강조되고 있는 영양소이다. 최근 근육량 증가에 있어서 류신에 역할에 대한 연구 결과들이 계속적으로 발표되면서 단백질 섭취와 그 중 류신이 가지는 가치에 대해서 한번 더 평가하게 되었다. 그 중 최근 가장 두드러지고 있는 개념이 바로 류신 역치(L-Leucine Threshold)이다.

역치란 '인체에서 어떠한 반응이 나오기 위한 최소한의 자극치'를 말한다. 그동안 류신은 단백질 합성의 신호기전으로서 각광받아 왔고, 류신이 단백질 합성을 위해 작용하기까지의 최소 필요량을 류신 역치라고 말하게 되었다. 이는 단백질을 섭취할 때 단백질 식품의 류신 함량의 중요성에 대해서 언급하는 개념이고, 류신의 양 자체가 그 단백질 식품의 질을 평가하는 새로운 기준이 될 수도 있다는 것이다. 

웨이트 트레이닝과 같은 저항 운동은 골격근의 합성을 촉진하는 가장 주요한 자극으로 평가된다. 근육의 발달 정도는 운동경력, 성별, 나이 등 개별적 특성에 따라 다르게 되는데, 남녀노소를 불문하고 근육 발달을 위한 운동과 단백질의 섭취는 근비대 및 근력 강화에 도움을 줌이 입증되어왔다. 또한, 섭취된 단백질의 양(Quantity)과 타이밍(Timing)이 실제 근비대 및 근력 향상에 영향을 줌은 다양한 연구를 통해 입증되었다.

단백질의 양과 타이밍이 아닌 단백질의 질(Quality)이 근육량 및 근력 발달에 주는 영향에 대한 부분은 다소 논외의 대상이었다. 그럼에도 불구하고 다양한 예시가 단백질의 질이 단기적으로 운동 후 근비대에 영향을 준다는 결과를 보여왔다. 그래서 최근 단백질의 질이 근비대에 주는 영향에 대한 조명을 하기 시작하였고 단백질의 질을 평가하는 기준에 대한 부분을 중요시하게 되었다.

지금까지 단백질의 질에 대해서는 BV(Biological Value : 생물가), PDCAAS(단백질 소화성지표 : Protein Digestibility Corrected Amino Acid Scores) 및 DIASS(소화흡수아미노산양 : Digestible Indispensable Amino Acid Scores)의 개념이 사용되어져 왔고, 최근 WHO/FAO(세계보건기구/국제식량농업기구)의 노력에 의해 DIAAS 개념이 보편화되어 가고 있다.

과거에 우리는 단백질의 질을 생물가라는 개념으로 표현해 왔다. 하지만 생물가는 질소의 상태를 평가하는 개념이기 때문에 단백질 합성을 시키는 아미노산 = 질소라고 표현할 수 없다는 단점이 있다. 그런 부분을 더 정확하게 다룬 것이 오랜 기간동안 사용해온 PDCAAS인데, 이는 부족하거나 없으면 단백질 합성을 제한하는 필수아미노산인 제한아미노산(Limiting Amino Acids)이란 개념을 이용한 것이다. 하지만 이 PDCAAS도 1.0 이상의 단백질에 대해서는 그 질의 우열을 가릴 수 없다는 문제 등이 있어서 그를 더 보완한 개념을 필요로 하였다. 

그것이 바로 DIAAS인데, 이를 사용하는 이유는 PDCAAS가 이용하는 분변 시료는 대장의 질소 대사에 의한 오염때문에 DIAAS가 이용하는 회장(소장 말단) 시료보다 부정확하기 때문이다. 또한, 필수아미노산인 리신과 같이 화학 반응에 의해 그 생물학적 활성 및 소화성이 감소될 수 있는 아미노산이 있으며 이를 감지해 낼수 있는 방법이 필요하기 때문이다.

DIAAS는 필수아미노산의 권장량을 충족시키기 위한, 단백질 급원의 필수아미노산 mg에 대한 테스트 단백질의 소화흡수된 필수아미노산 mg[TEST 시료의 필수아미노산 mg / 단백질 합성을 위한 필수아미노산 mg]의 측정하는 개념으로 PDCAAS처럼 기준 단백질 급원이 계란이 아니며 실제로 인체에 필요한 필수아미노산을 충족시킨 개념의 단백질을 적용시킨 것이다. 

하지만 이런 DIAAS에 적용된 필수아미노산의 양도 각각의 필수아미노산 권장량의 최소량을 기준으로 한다는 점에 유의해야 한다. 결국 DIAAS는 류신과 같은 아미노산의 기능을 단백질 합성 및 근비대에 접목하여 단백질의 가치를 적용시키는 개념은 아니라는 것이다. 류신은 그저 단백질 합성의 원료로서 작용하는 것을 넘어서, 아미노산이 단백질로 합성되는 과정을 중재하는 역할을 하기 때문에 많은 연구에서 단백질 합성에 있어 류신의 가치를 매우 중요하게 평가해 왔다. 

이러한 개념으로 고안된 류신 역치는 섭취 후 류신의 혈중 농도를 얼마만큼 그리고 얼마나 빠르게 올려주냐를 고려하는 개념이다. 결국 류신 역치란 단백질의 질을 평가하는 매우 중요한 개념이고, 필수아미노산의 함량을 충족시키는 조건에서 류신의 이용성에 대해서 평가하는 개념으로 보는 것이 맞다. 

DIAAS를 충족시키는 단백질의 아미노산 함량은 아미노산 기준률(AARR : Amino Acid Reference Ratio)을 만들었으며, 이를 고안한 사람들은 류신에 대한 아미노산 기준률을 일반적으로 섭취되는 단백질에서 측정하였다. 류신 역치와 아미노산 기준률을 토대로 보면 장년층(노인)은 더 높은 류신 역치를 가지고 있고, 이로 인해 근육 합성을 위해 더 많은 단백질 섭취를 필요로 한다는 것이다. 

이는 단백질 섭취를 일상적인 수준으로 하는 노년층의 근육 감소로 이어짐을 시사하기도 한다. 실제로 서울대와 포항공대 연구진은 류신에 의한 ARS 신호기전이 단백질 합성을 촉진하고 암/노화 등을 방지한다는 것을 밝혀내었다. 이는 운동인들의 근비대뿐만 아니라 고령화 사회에서 노인의 자연적인 근육 감소 및 움직이지 못하는 환자들의 근위축과 관련된 해결 방안의 가능성을 제시하기도 한다.

웨이트 트레이닝은 근섬유가 아미노산에 대해서 민감하게 만들어 혈중 아미노산을 과잉 상태로 느끼게 만들고, 이를 근섬유로 유입시켜 단백질 합성을 증가시키는 것이다. 결론적으로 웨이트 트레이닝은 운동은 하지 않고 단백질만 먹은 것보다 증가된 단백질 합성 상태를 만들고 이로 인해 근비대를 유도한다는 것이다. 

이런 상황에서 근섬유는 수축 단백질의 양과 섬유의 크기를 증가시킨다. 다양한 급원으로 권장섭취량 이상의 단백질 섭취는 나이를 불문하고 근비대 반응을 증가시킴을 입증해왔고, 운동 전/중/후 단백질 섭취의 실제적인 적용은 회복을 위해 가능한 빠른 시점에 섭취를 권장하고 있다.

20가지 아미노산이 존재하지만 필수아미노산이 제한아미노산의 개념으로 단백질 합성을 촉진하는데 중요한 역할을 함이 밝혀졌고, 필수아미노산 중 하나만 부족하더라도 단백질 합성이 일어나지 않는 것은 누구나 아는 사실이다. 이런 필수아미노산 중에 류신은 단백질 합성의 신호 기전 역할을 하며 단백질 합성의 주요 원료로서 작용한다. 

결국 가설대로 단백질 섭취 후 혈중 류신 농도가 높은 상태는 필수아미노산의 개별 필요량을 충족시키는 조건이라면, 섭취하는 총 단백질의 양보다 더 중요한 요소로 작용되는 것이다. 그런 이유로 단백질 식품의 섭취는 단백질 섭취 단독이 아닌 그 중 류신의 함량이 근비대에 중요하다는 것이고, 단백질의 아미노산 조성 중 필수아미노산의 양, 류신의 함량 등을 근비대의 주요 요소로 지목하게 되었다. 

결국 근비대를 위해서는 단백질 섭취 시 필수아미노산을 충족시키는 양질의 단백질을 섭취하여야 하며, 그 중 류신 함량이 풍부한 급원을 골라 먹어야 한다. 아무래도 가성비가 좋은 유청 단백질이 좋은 단백질 급원으로 각광받는 이유는 필수아미노산의 양과 류신 함량이 높다는 조건때문이 아닌가 한다.

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MONSTERZYM SPORTS SCIENCE TEAM

글 작성 : 이호욱