암과 단백질

1. 단백질 부족은 암을 악화시킨다.

 

암환자의 체중감소는 체내의 단백질량 감소와 밀접한 관계가 있다. 체중이 감소하면 생존율도 저하된다. 체중이 감소하는 이유는 암이 악화하여 절대적인 열량부족이나 악액질(cachexia)상태일 수도 있겠지만 잘못된 식이 방법에 따라 절대적인 열량 섭취의 부족과 균형 있는 식사를 하지 못하는 이유 등이 있다.

 

입원하는 암환자들의 25~50%는 단백질 결핍현상이 있다고 한다. 단백질 결핍은 곧 사망률의 증가를 의미하는데 면역력의 감퇴, 상처 치유지연, 허약감 그리고 항암제나 방사선치료의 실패를 가져올 수 있다. 휴스턴의 앤더슨 병원은 암환자들이 가장 많이 갖는 영양 결핍이 단백질, 사이아민, 리보플라빈, 니아신, 엽산 및 칼륨이라고 보고하고 있다. 그래서 영양요법의 핵심은 임상적으로 영양결핍이 있는 환자는 정상적인 상태로 올려주고, 영양상태가 정상이지만 결핍의 가능성이 있는 환자는 최적의 상태로 올려 주는 것이 이상적이라 하겠다.

 

결과적으로 암 환자는 양질의 단백질을 먹어야 한다. 암은 심한 소모성 질환이기 때문이다. 특별한 이유가 없는데도 잘못된 식사로 인하여 체중이 10%, 심하면 20%까지 감소하는 환자들이 많다. 최적의 면역상태를 유지하려면 체중 kg당 1~2그램의 단백질을 섭취해야 한다. 단백질은 과다하면 약간의 부작용이 있지만 절대 부족하면 암환자들에게는 재앙과도 같은 것을 유념해야 한다.

 

단백질은 살아 있는 세포에서 수분 다음으로 많은 물질이고 체내에서 필요한 단백질을 적절하게 공급하는 것이 생명유지에 필수적이다. 단백질은 새로운 조직을 만들고 상처 난 조직을 회복하는 데 필요한 아미노산을 제공한다. 그래서 암 치료 시에 충격을 받은 조직을 빨리 복구하기 위해서는 좋은 단백질을 매일 섭취해야 한다. 단백질이라는 단어는 그리스어 어원으로 "가장 중요하다."는 의미이다. 

 

2. 단백질은 에너지 평형을 유지 할 만큼 필요하다.

 

단백질은 탄수화물이나 지방과 같이 탄소·수소·산소로 구성되어 있지만 다른 점이 있다면 질소를 가지고 있다. 그래서 유일하게 질소를 함유한 단백질의 필요량을 아는 방법으로 질소의 섭취량과 배설량이 같은 질소 평형상태를 알아내는 것이 하나의 방법이 될 수 있다. 즉 단백질 필요량이란 우리가 적당한 신체활동을 할 때 에너지 평형을 유지하기 위하여 단백질의 합성과 분해가 평형을 이루어 질소의 균형상태를 유지하는 최소 필요량이라 하겠다. 건강한 성인은 질소평형이 균형을 이루고 있지만, 성장기에 있는 청소년이나 임신부는 질소 평형이 양의 상태(positive nitrogen balance)이며 단백질 섭취가 부족한 암환자들은 음의 상태(negative nitrogen balance)를 나타낸다.

 

체내에서 존재하는 아미노산의 총체를 아미노산 풀(amino acid pool)이라고 한다. 풀의 크기는 식이 섭취량, 체내 함량, 재활용 등에 의해 좌우되는데 이것이 너무 크면 과잉의 아미노산들이 포도당이나 지방을 생성하는데 사용되고 단백질의 섭취량이 부족하면 아미노산 풀이 감소하여 세포 내의 단백질을 분해하여 사용한다. 쉽게 말하면 세포분해로 말미암은 아미노산과 섭취한 음식에서 온 아미노산이 한 세포 내에서 유기적인 저장형태로 있다가 생명활동을 위해서 적절하게 사용되고 또한 저장되는 것을 말한다.

 

3. 체내 합성 여부에 따른 아미노산의 분류

 

단백질을 구성하는 아미노산은 체내에서 합성할 수 없는 9개의 필수 아미노산과 세포 내에서 합성이 가능한 11개의 불필수 아미노산으로 나누어진다. 필수 아미노산은 반드시 음식으로 공급해야 하며 적절하게 필수 아미노산을 먹지 않으면 체내에서 단백질 합성이 지연되므로 단백질 분해가 합성을 넘어서므로 건강에 이상을 초래하게 된다.

 

● 필수 아미노산 : 히스티딘(histidine), 아이소류신(isoleucine), 루신(leucine), 라이신(lysine), 메치 오닌(methionine), 페닐알라닌(phenylalanine), 트레오닌(threonine), 트립토판 (tryptophan), 발린(valine)

 

● 불필수 아미노산 : 알라닌(alanine), 아르지닌(arginine), 아스파라긴(asparagine), 아스파르트산 (aspartic acid), 시스테인(cysteine), 글루탐산(glutamic acid), 글루타민 (glutamine), 글리신(glycine), 프롤린(proline), 세린(serine), 타이로신(tyrosine)

 

4. 에너지원으로 사용되는 아미노산

 

아미노산의 대사에 있어서 가장 중요한 장기는 간이고 간은 근육으로 통한다. 간세포는 필수 아미노산의 사용 가능한 양을 정확하게 감지하는 센서와 같아서 혈액으로 이동하는 양을 조절한다. 체중의 45%를 차지하는 골격근은 전체 단백질 대사의 중요한 부분을 차지한다. 근육에서 단백질 분해가 일어나서 생겨난 알라닌과 글루타민은 간으로 이동하여 간세포에서 탄소 골격은 포도당으로 전환하는데 사용되고 질소는 요소를 형성하거나 다른 아미노산을 형성하는데 사용된다. 이처럼 단백질 대사는 통합적이어서 단백질의 흡수에서 체내의 합성과 저장 과정의 간이나 근육의 회로 한 부분이라도 치우치거나 이상이 오면 큰 문제를 일으킬 수 있다.

 

단백질은 다른 영양소들과도 유기적인 관계를 맺고 있다. 예를 들어 우리가 공복을 지속한다면 인체는 혈당유지 방법과 에너지원의 공급원이 달라진다. 즉, 인체는 떨어지는 혈당을 유지하기 위해 간에 저장한 글리코겐을 분해하여 포도당을 생성하여 뇌에 에너지를 공급할 것이다. 또한, 인슐린양이 감소하므로 근육이 사용할 에너지를 공급하기 위해 유리 지방산을 사용할 것이다. 다음에는 근육이나 내장으로부터 나온 알라닌으로부터 포도당을 합성하여 에너지원을 보충할 것이고 동시에 지방조직에서 분해된 유리지방산은 간에서 케톤체로 전환하여 급한 대로 에너지원을 대체하기도 한다. 인체는 하나의 비상사태와 같으므로 뇌조직도 포도당을 절약하기 위해 케톤체를 주요 에너지원으로 활용한다. 만약 지속해서 기아 상태가 된다면 인체는 다른 에너지 공급처를 잃게 되고 단지 근육에서 많은 양의 알라닌을 방출한 후 이제는 글루타민을 방출하는데 이 시기가 되면 근육량이 많이 감소한다. 그래서 암환자가 충분한 양의 단백질을 섭취하지 않으면 아미노산 풀이 고갈되고 근육이 감소하고 체력이 떨어진다. (* 근육에서 에너지원을 가져오므로.)

 

5. 단백질은 생명유지의 필수적인 기능을 한다.

 

암 환자들도 정상 성인과 마찬가지로 단백질이 체내 기능을 유지하는 데 있어서 중요한 것은 아무리 강조해도 지나치지 않을 것이다.

 

첫째, 단백질의 기능은 조직의 성장과 유지에 필수적이다. 인체에서 단백질의 교체가 많이 이루어지는 곳이 소화기 점막 세포로 합성과 분해가 하루에 70그램의 양이다. 그래서 단백질의 합성에는 적당량의 필수 아미노산과 충분한 양의 불필수 아미노산이 필요하다.

 

둘째, 호르몬과 효소 신경전달 물질 및 영양소의 운반체 기능이다. 이 기능은 생명유지에 중요하다. 모든 소화효소가 단백질이며 헤모글로빈 혈액응고 인자들 그리고 세포막의 수용체들도 단백질로 구성되어 있다. 또한, 신경 전달 물질인 세로토닌(serotonin)은 트립토판에서 카테콜라민(catecholamine)은 타이로신에서 각각 만들어진 것이다.

 

셋째, 수분의 평형 유지 기능이다. 혈액의 단백질인 알부민과 글로불린이 체내에서 수분의 평형유지를 돕는 일을 하는데 암환자들이 충분한 양의 단백질을 섭취하지 않으면 혈액의 단백질량이 줄어 말초 모세혈관의 조직에 부종(손과 발)이 일어나는 이유가 그 때문이다.

 

넷째, 완충 작용에 의한 산 염기의 균형을 잡는 일이다. 단백질은 수소이온을 쉽게 주고받아 혈액의 산도를 유지한다.

 

단백질은 면역체계의 주요 성분을 차지하며 특히 항체의 합성에 필요한 아미노산의 섭취가 가능할 때 적절한 면역 반응이 이루어진다. 저개발국가에는 콰시오카(Kwashiorkor)라는 영양 결핍질환이 있다. 단백질과 칼로리가 부족하여 발생하는 증후군으로 5세 전후의 어린 아이들한테 주로 나타난다. 성장이 지연되고 부종이 발생하고 피하조직이 소실되고, 신장기능이 떨어지고, 근육이 위축되며 홍역에 걸리면 죽는다. 이들에게 세균 감염률이 높은 이유는 단백질 결핍으로 세균을 제거하는 항체의 합성이 안 되기 때문이다.

 

6. 암 치료에 활용되는 아미노산

 

아미노산은 암 치료에 특이하게 적용할 수 있다. 아미노산은 인체에서 효소와 호르몬 및 신경전달물질을 포함하여 4만 개의 각기 다른 단백질들의 구성요소라 할 수 있다. 이들 중 9개는 필수 아미노산이며 인체에서는 생성될 수 없어서 식사를 통해서만 얻어질 수 있고, 나머지 11개는 불필수 아미노산으로 9개의 필수 아미노산으로부터 인체 내에서 합성될 수 있다. 그러나 글루타민과 같은 아미노산은 상황에 따라 필수 아미노산이 될 수도 있고 불필수 아미노산이 될 수도 있다. 이것은 인체가 어떤 스트레스 상태에서는 글루타민을 일부 만들지만, 인체가 필요로 하는 충분한 양을 만들지는 못한다는 것을 의미한다. 그래서 충분한 양의 글루타민을 보충함으로써 큰 보탬이 될 수 있다.

 

아미노산들은 하나의 팀으로 작용하기 때문에 아미노산의 어떤 것도 결핍이 있어서는 안 된다. 공복 혈장을 검사하여 아미노산 결핍을 알아낼 수 있는데 만약 필수 아미노산 중 하나가 결핍을 보이면 적당한 식이나 아미노산 복용을 통하여 결핍은 교정되어야 한다. 그런 이유 때문에 암환자들은 특히 단백질을 골고루 섭취해야 한다.

 

암 치료에서 특별한 역할을 하는 아미노산이 있다. L-아르지닌(arginine)과 같은 아미노산은 세포독성 T세포와 자연살해 세포의 항암 작용을 항진시킨다. 아르지닌을 적게 섭취하는 동물들은 자연살해 세포의 활성도가 감소해 있는데 아르지닌을 복용함으로써 활성도를 향상할 수 있다. 황을 함유한 메티오닌(methionine)은 콜린과 결합하면 아플라톡신에 의해 유발된 간암이 있는 쥐의 생존율을 증가시킨다. 또한, 황을 함유한 시스테인(N-acetyl cysteine)도 여러 가지 해독작용에 관여하는데 항암제나 방사선의 부작용을 감소시킨다. 시스테인은 글루타싸이온을 합성하는 데 필요한 전구물질인데 글루타싸이온은 항산화 작용체계의 열쇠라 할 수 있는 글루타싸이온 페록시다아제(glutathion peroxidase)의 성분이다. 글루타싸이온 페록시다아제의 혈중 치는 50대가 되면서 감소하고 악성종양환자에서 특징적으로 감소해 있다.

 

수은 중독환자는 환원된 형태의 글루타싸이온 결핍현상이 발생하는데 이 때문에 암 발생의 위험성이 증가한다. 글루타싸이온은 DNA에 프리라디칼의 충격을 감소시키며 다른 항산화제의 결핍을 예방해 여러 암 발생인자를 대사하 면역세포를 활성화하며 DNA를 합성하고 재생하는데 도움을 줄 뿐 아니라 종양의 성장에 필요한 혈관의 생성을 억제한다. 시스테인 복용과 같이 글루타싸이온도 항암제나 방사선의 부작용을 줄인다.

 

메티오닌과 시스테인은 어떤 상황에서는 실제로 암을 유발할 수도 있다. 어떤 암들은 성장하기 위해 메티오닌이 필요해서 그것을 제한하는 것이 암의 성장을 억제한다. 동물연구에서 아르지닌은 대장암이나 유방암에서 전이를 자극하고 종양의 성장을 촉진했다. 하루에 아르지닌을 5그램씩 섭취하면 바이러스의 성장을 자극하는데 이것은 라이신을 같이 복용함으로 예방할 수 있다.

 

7. 단백질은 골고루 먹는 것이 좋다.

 

단백질을 섭취하는 데 있어서 상호 보충 효과를 이해할 필요가 있다. 이것은 질이 낮은 단백질에 부족한 아미노산을 보충하거나 그 아미노산을 함유하는 단백질을 함께 섭취하여 필수아미노산의 공급을 향상하는 방법이다. 필수 아미노산이 충분히 들어 있는 육류나 생선은 완전 단백질이라 하고, 하나 이상의 필수 아미노산이 부족한 식물성 단백질을 불완전 단백질이라 한다. 예를 들어 두류에는 메티오닌이 부족하고 곡류에는 라이신이 부족한데 이 두 개의 불완전 단백질을 혼합하여 섭취하면 균형 잡힌 아미노산이 구성된다. 즉 두부와 쌀밥을 같이 먹거나 옥수수와 계란을 섞은 볶음밥이 단백질의 상호보충 효과에 의한 균형 있는 식사라 하겠다.

 

8. 하루 필요량을 꼭 먹어야 한다.

 

단백질의 하루 권장량은 남자는 75g, 여자는 60g이다. 암 수술을 받은 후에는 단백질의 손실량이 커지므로 섭취량을 늘려야 한다. (누워있는 환자는 하루에 0.3kg, 위절제술을 받은 환자는 하루에 0.4kg)

 

9. 암환자를 위한 단백질 섭취 지침표

 

★ 하루 최소 권장량은 먹어야 한다. (남성 1일 75g, 여성 1일 60g).
 - 1998년 한국인의 하루 평균 단백질 섭취량은 72.8g이었음.

★ 단백질은 육류보다 생선과 콩, 견과류에서 섭취하라.

★ 화학요법이나 방사선 치료를 받을 때는 입맛의 변화가 오고 많은 양의 단백질이 요구되므로 육류 섭취가 가능하다. 육류를 먹을 때는 산화물질의 독성을 줄이기 위해 항산화제를 같이 복용하라.

★ 곡류에 의한 단백질 섭취는 반드시 섞어서 먹어야 한다. (아미노산의 상호 보충을 위해).

★ 균형 있는 식사를 할 때는 특수 아미노산의 보충은 필요하지 않다. 제한 아미노산을 보충할 때는 한 개의 아미노산이 너무 많이 첨가되면 아미노산 불균형을 초래하여 독성이 발생할 수 있으므로 조심해야 한다.

★ 수시로 근육량을 검사하여 단백질의 손실 여부를 알아 단백질섭취를 조절해야 한다.

★ 운동을 꾸준히 하여 근육량이 줄지 않도록 하여 아미노산 풀을 유지한다.

 

※ 아미노산 : 단백질을 가수 분해하여 만든 유기 화합물. 물에 잘 녹는 무색의 결정
※ 가수 분해 : ① 무기 염류가 물의 작용으로 산과 알칼리로 분해되는 일 ② 유기 화합물이 물과 반응하여 알코올과 유기산으로 분해되는 일
※ 유기(有機) : 생활 기능을 갖추고 있음 ⇔ 무기