영양권장량의 이해

11장. 영양권장량의 이해 Recommended Dietary Allowances

498 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

11장. 영양권장량에 대한 이해

“어느날 갑자기 내 접시위에 있는 것은 살아 숨쉬는 생명이었다는 것을 깨닫고 더이상 모른척 할 수 없었다.” -엘렌 드자누르-

11.1. 들어가는 글 우리생활에 필요한 영양소의 섭취량으로 흔히 영양권장량을 기준으로 설정한다. 그러나 영양권장량은 결핍의 위험을 피하기 위하여, 인구집단의 필요량의 평균이 아니라 평균값에서 표준편차의 2배인 97.%의 사람들이 충족될 수 있도록 설정한 것이다 (그림 1-13참조). 따라서 어떤 개인에 대 해 영양권장량이 기준이 되지는 않는다. 즉, 어떤 개인이 영양권장량보다 적게 섭취하고 있더라도 부족하다고 하지는 않는다. 왜냐하면 영양권장량 의 대략 20내지 30%를 빼면 평균이 나오며, 평균에서 표준편차의 두배를

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더하고 뺀 값의 범위내는 모두 정상분포안에 포함되기 때문이다. 오히려 결핍에 대한 염려보다는 지용성비타민이나 철분과 같은 경우에 서 볼수 있듯이, 인체에 필요한 영양소도 과잉섭취가 될때 오히려 독성을 나타낼수 있기에 과다 섭취도 주의를 해야 한다. 채식에 대한 관점은 1970년대 이전에 결핍의 가능성이 높은 식단이었 다. 그러나 1980년이후로 채식은 영양소 과잉섭취로 인한 독성의 가능성 이 적은 식단으로 바뀌었고 최근에는 결핍과 과잉의 문제가 적은 이상적 인 영양공급방법으로 주목받고 있다. 본 장에서는 결핍으로 인한 질병에 주목하여 영양소를 하나씩 밝혀나가 는 영양학의 역사와 현대의 영양소과잉으로 인한 만성병의 증가라는 배경 에서 “채식패러다임”의 변화가 어떻게 이루어져왔는지를 알아본다. 그리 고 노령화와 만성병이 증가하는 현대사회에 던지는 메시지는 무엇인지 살 펴본다

500 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

11.2. 필수영양소로서 단백질과 미네랄의 발견

1816년 프랑스의 마겐디(Magendie)는 개에게 탄수화물이나 지질만 먹였 을때 몸의 단백질이 상당히 감소하는것을 발견하였다. 이어서 1827년에 영 국인 프로우트(Prout)는 고등동물의 영양은 단백질들, 탄수화물들 그리고 지방들일 수 있다고 하였다. 이후 1850년까지 칼슘, 인, 나트륨, 칼륨, 염소, 철의 여섯가지 미량원소 들이 동물들의 생존에 필요함이 밝혀졌다. 독일의 화학자 리비히는 탄수화 물, 지질, 단백질, 몇가지 미네랄이 영양적으로 충분히 섭취되어야 하는 필 수요소이며, 식품의 영양적 가치는 그들의 총화학적 구성에 근거한다고 제 시하였다. 이는 리비히의 통으로 널리 알려져 있다. 즉 영양소들은 전체적 으로 균형있게 섭취를 해야하며 이중에 필수적인 성분이 하나라도 부족하 면 마치 나무통의 한부분이 깨어져서 그곳으로 물이 흘러나가는것처럼 몸 의 균형이 깨어지게 된다.

그림 11-1. 리비히의 법칙

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11.3. 필수영양소로서 비타민들의 발견 1847년 영국의 피레이라(Pereira)는 인간의 건강을 위해선 넓은 범위의 다양한 식품들이 필요하며 만약 몇가지 식품의 섭취부족이 괴혈병과 같은 질병과 관련될 수 있다고 주장하였다. 이것은 인체에 필요한 영양소로 기 존에 알려진 영양소들 이외에 추가로 비타민등이 필요함을 암시하는 것 이었다. 이어서 루닌(Ivanovich Lunin)과 소친(C.A. Socin)은 쥐에게 그때까 지 알려져 있던 영양소들인 단백질들, 지방들, 탄수화물들 그리고 몇가지 미네랄들을 정제하여 먹였을 때 5주 이상 생존하지 못하는 것을 발견하였 다.

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11.4. 일본선원들의 각기병과 현미 1880년대 다까끼(Kanehiro Takaki)는 일본 해군의 선원들에게 각기병이 만연한 것을 발견하였다. 각기병은 영어로 “beriberi”로서 그 뜻은 “나는 할 수 없다(I cannot)”이다. 그 증상은 체중이 감소하고 근육이 약해지며 통 증이 발생될 뿐만 아니라 심장박동이 불규칙해지고, 감각의 인지와 감정 의 교란등이 발생하게 된다. 영국해군들에게는 이런 증상이 없었기에 일본군과 함께 두 그룹간에 공 급되는 식품의 차이에 대한 비교가 진행되었다. 다까끼는 영국해군들의 보다 많은 단백질섭취에 주목하고, 일본해군선원들의 식단에 우유와 고 기 그리고 백미의 일부를 보리로 대체하였고 일본해군의 각기병 증상들은 개선되었다. 그러나 실제로 각기병은 단백질부족 때문이 아니라 비타민B1 (티아민)의 부족때문에 발생하는 것이었고, 정제되지 않은 통곡류인 보리에

포함되어 있었기 효과가 있었던 것이다 [1]. 티아민은 탄수화물대사, 단백질대사, 지질대사 특히 신경세포의 미엘린 화에 중요하며, 뇌에서 글루타민산이나 가바(GABA)와 같은 신경전달물질 생성에 필요하다.

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11.5. 동인도 정착민들의 각기병과 쌀겨 1880년대에 네덜란드령 동인도 제도(현재의 인도네시아)에서는 현지 정 착민들과 자바섬의 감옥에 수감된 죄인들에게서 각기병이 만연하였다 (그 림 11-2). 특히 유럽정착민들에게서 그 증세가 심각하였다. 동인도회사는 그 원인을 알아내기 위해 의료팀을 파견하였다. 파견된 팀의 일원이었던 군의관이었던 에크만(Christiaan Eijkman)은 현미경을 통하여 환자들의 혈액 과 마시는 물 그리고 먹는 음식등을 조사하였다 [2]. 그는 우연히 닭이 각기병과 유사한 증상을 나타내는 것을 보게 된다. 곧 바로 그는 그 닭들의 피를 분석하였으나 어떠한 박테리아 등을 발견할 수 는 없었다. 결국 그는 백미가 주로 구성된 식이로 인하여 만성적으로 어떤 영양소가 결핍되었고, 그것이 각기병의 원인일 것이라고 가정하였다. 그 는 군인병원에서 사람들에게 공급되는 음식을 닭에게 모이로 주었고, 그 닭들에게 각기병과 유사한 신경학적인 증상이 나타남을 확인하게 된다. 그러나 닭들에게 도정한 후 남은 껍질을 같이 먹이자 각기병과 같은 증상 은 나타나지 않았고 건강하였다. 그는 고탄수화물섭취가 소화관내에서 독 성물질을 생성하도록 하였고, 쌀겨는 그 독성을 해독하였다고 결론내렸 다.

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그림 11-2. 각기병의 증상 http://en.wikipedia.org/wiki/Beriberi

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11.6. 지용성비타민과 수용성비타민의 발견 1909년과 1913년 사이에 맥컬럼(E.V. McCollum)과 데이비스(Margaret Davis)는 유지방을 먹인 쥐는 성장을 잘 하였으나 돼지기름이나 올리브유로

대체하면 성장이 지체되는 것을 발견하였다. 이들은 유지방에서 활성물질 을 추출한 후 올리브유에 첨가하였다. 그런다음 그것을 쥐에 섭취하자 쥐 는 다시 성장을 하였다. 연구팀은 이 물질을 지방용해성 A (fat-soluble A)라 고 이름붙인다. 맥컬럼과 데이비스는 연구를 더욱 진전하여 에크만의 각기병연구에 사 용하였던 정제된 백미와 지방용해성 A를 함께 섭취시켰을때 여전히 성장 이 멈추는 것을 발견하게 되었고, 이것을 수용성-B(water-soluble B)라고 이 름붙였다 [1]. 1915년까지 4종류의 아미노산, 세개의 비타민, 그리고 여섯 개의 미네랄들이 필수영양소로 확인되었다. 그리고 1950년까지 거의 대부 분의 필수영양소들이 확인되었는데 여기에는 9종류의 아미노산들, 필수지 방산들, 12가지 비타민들 그리고 11가지 미네랄들이 포함된다.

506 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

표 11-1. 지용성비타민의 결핍증과 과잉증 종류

급원식품

체내기능

결핍증

과잉증

비타민 A (레티놀)

녹황색 채소

시홍 구성체, 상피세포 보호

야맹증, 시력상실, 안구건조증

두통, 구토, 식욕감퇴, 근육과 뼈의 통증

비타민 D

햇빛, 효모, 옥수수, 귀리, 화본과 식물

뼈의 성장, 칼슘흡수 증진

구루병(어린이) 골다공증(성인)

구토, 설사, 체중감소, 신장 손상

비타민 E (토코페롤)

씨앗, 녹황색 채소

항산화제 (항암작용)

적혈구 용혈, 빈혈

거의 무독성

비타민 K

녹황색, 채소, 곡류, 과일, 견과류

혈액응고

출혈(내출혈)

거의 무독성

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11.7. 필수영양소의 기준 1950년까지 연구된 것을 종합하여 하퍼(Alfred E. Harper)는 필수영양소 의 기준을 다음과 같이 설정하였다.

1. 성장, 건강, 생존을 위해 식이로 요구되는 물질 2. 식이에서 없거나 부족하면 특징적인 결핍증상이 나타나고 결국 사망하게 된다. 3. 성장지체나 결핍의 특징적인 신호들은 그 영양소나 그 전구체에 의해서만 방지 될 수 있다. 4. 어떤 특정 섭취량 이하에서 성장반응이나 결핍증상의 심각도는 섭취한 양에 비 래한다. 5. 그 물질은 체내에서 합성되지 않아서 생애동안 특정기능을 위하여 필요하다.

508 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

11.8. 영양권장기준의 설정 1950년까지 필수영양소의 존재와 기능들이 밝혀지면서 영양소결핍으로 인한 질병들은 최소한 선진국에서 사라진다. 1940년 미국에서는 국가연구 위원회에서 식품과 영양위원회가 구성되고 국민의 건강을 위지하기 위해 섭취해야 하는 영양소들의 허용량의 기준을 설정하게 된다. 그리고 1941년 미국인들을 위한 권장하는 영양허용량(Recommended Dietary Allowance: RDA)이 처음 만들어졌다. 그러나 이들 권장량들은 단기간

의 동물성장실험에 기반을 둔 것이었고, 인간을 대상으로 한 장기간의 긴 생애동안을 대상으로 진행된 것이 아니었다. 1939년 코넬대에서 맥케이 (Clive McCay)는 영양적으로 충분하지만 제한된 양의 섭취시킨 쥐가 섭취 하는 양을 자유롭게 허용한 쥐보다 성장이 천천히 이루어졌지만 보다 오래 생존함을 발견하게 된다 [3].

영양소과잉섭취로 인한 부작용의 인식 1943년 이후로 줄곧 이용하였던 권장영양허용량(Recommended Dietary Allowance)이라는 용어는 1997년 영양섭취기준들(Dietary Reference Intakes)로

바뀌게 된다. 그리고 1997년 이전에는 영양소의 결핍을 방지하는것에 초 점이 맞추어졌다면 이후로는 과잉섭취로 인한 부작용에 대한 관심이 추가 된다. 그것은 영양과잉과 관련된 만성질병의 감소라는 목적이 포함되어야 했기 때문이다. 예를 들어 호주의 경우 비타민C의 권장영양섭취량(RDI)을 정할때 다음의 네가지 항목을 기준으로 하였다 [2].

“괴혈병을 방지하는 양, 피부에 포화를 방지하는 양, 비헴철의 흡수를 최대화하는 양, 위암의 발생을 최소화하는 양.”

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RDA RDA

평균추정요구량 평균추정요구량 사람수

사 람 수

A B

C

어떤 영양소 영양소 X의 하루 필요량 어떤 X의 하루 필요량

그림 11-3. 영양권장량(RDA)과 평균추정량의 비교 1. 하나의 네모는 한사람을 의미한다. A는 40이라는 양이 필요하지만, B는 35, C는 55 이상의 양이 필요하 다. 따라서 A, B, C 모두 RDA보다 적지만 결핍이라고 하지는 않는다. 평균부근에 가장 많은 사람들이 있으 며 모두 정상범위내에 있다. 2. 영양권장량(RDA)는 평균추정필요량보다 높게 설정되어 있다. RDA는 95%의 사람들이 부족하지 않도록 기준이 되어 있다. 단 에너지의 경우는 평균이 RDA이다.

510 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

4가지 영양섭취기준들 영양섭취기준들(Dietary Reference Intakes; DRIs)은 건강한 사람들을 대 상으로 계획되고 측정된 것으로서 영양섭취량에 대한 참조값이다. 현 대 영양학에서 정한 영양섭취기준들에는 네가지가 있으며, 권장섭취량 (Recommended Nutrient Intake: RNI), 충분섭취량(Adequate Intake; AI), 상

한섭취량(Tolerable Upper Intake Level, UL), 평균필요량(Estimated Average Requirement)이 포함된다.

권장섭취량(Recommended Nutrient Intake: RNI)은 이전에 권장식이허용량 (Recommended Dietary Allowance: RDA)으로 불리었으며 RDA와 동일한 의미

를 갖는다. 이러한 영양참조값들은 실험과 관찰등을 통하여 얻어진 데이 타에 근거하여 만들어졌지만, 이들 데이타 중에는 아직 명확한 메카니즘 의 규명이 되지 못하고, 제한된 범위의 연구결과에 근거한 것이 있을 수 있다. 영양섭취기준들은 계속해서 수정보완되고 있으며 따라서 제시된 수 치를 절대적인 관점에서 받아들이기 보다는 참조값으로 이해하는 것이 좋 을 것이다. 영양섭취량과 관련된 네가지 기준들에 대한 이해는 건강한 영양소섭취 를 위한 적절한 응용, 참고과정에 도움이 될 수 있다. 먼저 EAR에 대해 알아보자. EAR은 연령에 따른 생애주기와 성별에 따라 정해진 것으로서 건강한 사람들 중 절반에게 충분히 섭취되는 양을 의미한다. 참조영양섭 취량(Reference Nutrient Intakes: RNI)에서는 16가지로 생애주기그룹을 나누 었고 각 그룹마다 평균값이 정해진다 [3]. 예를 들어 20세의 남성의 경우 키를 재어보면 아주 작은 사람부터 매우 큰 사람까지 다양하며 이것을 그 래프상에 나타내면 좌우대칭의 종모양이 된다. 즉, 키가 아주 크거나 작은 사람은 좌우의 극단에서 적은 수가 있으며 평균근처에 가장 많은 사람들

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이 모여 있다. 마찬가지로 같은 나이나 성별이라 할지라도 사람들마다 키 나 몸무게나 체질이나 유전적 요인들이 다르기에 필요로 하는 영양소의 양 의 분포를 그래프상에 나타내면 종모양이 된다. 그리고 그 양의 중간값이 EAR이 된다. 분포의 모양이 좌우로 치우지지 않은 대칭일때 중간값은 평 균값과 동일하다. RDA는 매일의 평균적인 식이섭취수준이 연령과 성별에 근거하여 거의 모든 건강한 사람들의 요구량에 모자람이 없는 양을 기준으로 한다. RDA 를 설정하는 근거는 EAR이다. 즉, EAR을 근거로 하여 표준편차를 만들고 평균에서 표준편차의 2배를 더한값이 RDA가 된다. 이렇게 하면 대략 100 명중 상위 97.5%에 위치하게 되며 이것은 97.5%의 사람들에게는 과잉인 수치가 된다. 따라서 EAR이 없는 영양소의 경우에는 RDA도 정해질 수 없 다.

RDA = EAR + 2 × SD(표준편차)

512 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

사람들의 수 정상섭취범위 정상섭취범위

그림 11-4. 영양소의 정규분포와 권장섭취량

편차 = 변량-평균 분산 = 편차의 제곱을 모두 합한값/변량의 개수 표준편차 = 분산의 제곱근

A

B

C

D

E

필요한 양

1400

1800

1900

2000

2400

필요한양-평균

1900-1400

1900-1800

1900-1900

1900-2000

1900-2400

-100

-500

(필요량-평균)2

25000

10000

-10000

-250000

합한값/5

(500)+(100)+(0)+(-100)+(-500) =520000/5=10400

(합한값/5)제곱근

√(10400) =102

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11.9. 영양소들의 표준편차를 구하는법

표준편차를 이해하는 것은 중요하다. 왜냐하면 평균과 표준편차를 알면 대략적인 분포를 알수 있기 때문이다.

(1) 평균구하기 A, B, C, D, E의 다섯 사람들이 필요로 하는 어떤 영양소의 값이 각 각 1400, 1800, 1900, 2000, 2400이라고 하자. 이들 다섯명의 평균은 (1400+1800+1900+2000+2400)/5 = 1900이 된다.

(2) 평균과 변량들의 차이값 구하기 평균값 1900과 다섯명의 필요로 하는 영양소의 차이(편차)를 각각 구 하면, 500(1900-1400), 100(1900-1800), 0(1900-1900), -100(19002000), -500(1900-2400)이 된다.

(3) 차이값을 제곱한후 변량의 수로 나누기 (분산구하기) 차이값들을 모두 더하면 500+100+0+(-100)+(-500)=0이 되므 로, 이 값들의 분포정도를 알기 위해서는 편차값에 제곱을 하여 -값 을 양수로 만들어서 차이값들이 상쇄되지 않도록 한다. 즉, 각 차이를 제곱한 후 모두 더한 후에 변량의 갯수인 5로 나누면 분산이 된다. 즉, (500)+(100)+(0)+(-100)+(-500) =520000/5=10400

(4) 분산을 제곱근 하여 표준편차 구하기 분산을 제곱근을 씌우면 10400 =102가 되며 이를 표준편차라 한다.

514 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

그림 11-5. 표준편차에 따른 샘픋들의 포함범위(아이큐의 예) 평균을 중심으로 1표준편차(1σ)를 더하고 뺀 범위에는 대략 68.2%의 샘픋들이 포함된다. 평균에서 2표준편 차를 더하고 뺀 범위내에는 샘플의 95.4%가 포함된다. 자연계에서 이 범위내는 일반적으로 정상범위로 간 주한다. 완전 채식어린이의 평균 아이큐는 119로 평균적으로 상위 10% 이내가 된다.

(5) 분포도 만들기 평균값인 1900에 표준편차의 두배를 더하면 1900+2×102=2102 이 된 다. 즉, 2102값은 어떤 집단의 97.5%의 사람에게 부족할 위험이 없을만 큼 충분한 양이다. 만약 데이타가 표준편차를 얻을 수 있을 정도로 충분하 지 못하다면, RDA는 추정된 분산의 정도에 따라 EAR에 일정수를 곱하여 정한다. 예를 들어 추정된 분산값이 EAR의 10%라면 RDA=1.2 × EAR 이 되며, 추정된 분산값이 EAR의 15%라고 가정하게 되면 RDA=1.3 × EAR. 이 되는 식이다. EAR을 구하기에 충분한 과학적인 근거가 없고 따라서 RDA를 계산할

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사람들의 수 영양섭취량 (양/일) 그림 11-6. 하루와 여러날 동안의 영양섭취량 분포

영양섭취기준들(Dietary Reference Intakes; DRIs)의 적절한 번역 §권장섭취량(Recommended Dietary Allowance: RDA) -> 권장 영양 허용량 §평균필요량(Estimated Average Requirement, EAR) -> 추정된 평균 필요량 §상한섭취량 (Tolerable Upper Intake Level, UL) -> 감내할 수 있는 상한 섭취량

516 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

수 없는 경우에 대신 쓰이는 것이 충분섭취량 AI이다. 충분섭취량 AI는 건 강한 그룹의 사람들이 섭취하는 영양소의 양을 관찰이나 실험을 통하여 얻 게 된다. 대표적인 예로 유아의 영양섭취기준은 다른 음식이나 우유는 먹 지 않고 모유만을 섭취하는 건강한 아기들이 먹는 모유가 함유한 영양소에 근거한다. 한국인 영양섭취기준에서 AI로 설정된 것은 10여가지로 비타민 E, 비타민K등이 포함된다(표 11-2). 상한섭취량 UL은 어떤 집단에 있는 거의 모든 구성원들에게 부작용이 없는, 일일 최대섭취량을 의미한다. 만약 충분섭취량 AI를 넘어서게 되면 그 부작용의 위험은 증가하게 된다. 감내할 수 있는(tolerable)이라는 용어 가 사용된 이유는 AI라는 기준이 유익한 효과와 관련이 있기보다는 생물학 적으로 감내할 수 있는 최대량이라는 것을 강조하기 위한 것이다 [3]. 즉, 대부분의 건강한 사람들에게 섭취하는 영양소가 RDA나 충분섭취량 AI보 다 넘어서게 되면 건강상으로 아무런 유익이 없다는 것이다. 상한섭취량 UL 설정값은 특정한 영양소를 강화한 식품이나 식품첨가물이 들은 식품 들을 자주 먹게 될 때 참조값으로서 유용하게 이용될 수 있다. 특히 만성적 으로 이용하는 식품의 경우, 축적되어 작용하는 영양소의 경우 상한섭취량 UL의 참조가 필요하다. 추정된 평균섭취량(EAR)의 경우 하루동안에 관찰 되는 양과 며칠동안의 관찰된 양은 차이가 있을 수 있다. 즉, 어떤 사람이 섭취하는 영양소는 어떤 날에는 적게 섭취하지만 그 다음날에는 많이 섭취 할 수가 있다. 따라서 그림 11-6에서 보듯이 영양소섭취가 하루동안에 관 찰된 영양소의 섭취량은 보다 넓은 분포를 가지게 되지만, 며칠동안을 평 균하게 되면 그 분포의 범위는 좁아지고, 과잉이나 결핍된 사람들의 수는 적어지게 된다.

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11.10. 영양소 과잉섭취의 위험성 불과 몇십년전까지만해도 영양적 관점에서 인류의 역사는 늘 결핍의 시 간속에 있었다. 당연히 과학적으로나 사회적으로 영양에 대한 관점은 영 양소들의 결핍으로 인한 문제를 방지하는것에 초점이 맞추어졌다. 그러 나 세계적으로 만성병의 증가의 증가와 함께 영양섭취의 기준은 변화하 게 된다. 즉, 영양섭취의 기준은 부족으로 인한 결핍뿐만 아니라 과잉섭취 로 인한 독성의 문제를 방지하는 것이 중요한 주제에 포함된다. 권장섭취 량(Recommended Nutrient Intake, RNI)은 연령별 인구집단의 평균필요량에 표 준편차의 2배를 더한것이 기준이 되고, 그것은 상위에서 설정하므로 실질 적으로는 97.5%의 사람이 부족의 위험이 없을 정도로 충분한 양이 기준이 된다. 즉 영양섭취기준은 키, 몸무게, 유전적특성, 환경적 특성이 다른 사 람들로 구성된 집단에서 특정 개개인에 맞춤식으로 설정된 것이 아니다. 뿐만 아니라 권장섭취량의 설정은 단순히 생리적 필요량에만 근거하 지 않는다. 즉, 과학적으로 부족함이 없는 필요한 양을 계산한 후에 생체 내의 불완전한 이용률과 개인차를 고려하여 여유분을 추가함으로써 재조 정될 수 있다. 따라서 권장섭취량의 기준에 맞추어 영양소를 섭취를 하 게 된다면, 일정 비율의 개인들에게는 실제 필요량보다 과잉이 될 가능성 이 필연적으로 발생하게 된다. 이러한 문제점에 대해 캠벨교수는 웹사이트 NutritionAdvocate.com에 ‘1일 권장량 : 라벨을 벗길시간’이라는 글에서 다음

과 같이 말한다.

“1일 영양권장량은 최소요구량이 아니다. 결핍의 위험을 무릅쓰지 않기 위해 필요 한 양보다 훨씬 많은 양을 책정해 놓은 것이다”

518 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

과잉의 위험도

결핍의 위험도 섭취증가 그림 11-7. 영양섭취기준들과 결핍과 과잉섭취의 위험성의 가정

추정평균요구량(EAR)은 결핍의 위험이 50%인 섭취이다. RDA는 97.5%의 사람들이 충분히 섭취하는 양이 며, 결핍의 위험은 단지 2.5%의 사람이다. RDA와 UL 사이의 섭취량은 결핍과 과잉의 위험이 없는 범위에 있다. UL이상의 섭취량에서는 점점 과잉섭취로 인한 위험성이 증가하게 된다.

과잉의 위험도

결핍의 위험도 섭취증가 그림 11-8. 축적되는 영양소의 결핍과 과잉 위험도

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독성의 위험 상위한계치 견딜수 있는 상위섭취수준

안전

안전 RDA RDA

AI

추정평균요구량 하위한계치

위험

(a)단순한 관점

결핍의 위험 (b)정확한 관점

그림 11-9. 영양권장량의 단순한 관점(a)과 정확한 관점(b)

우리의 삶에 절대적으로 필요한 산소나 물의 경우도 지나치게 농도가 높 아지거나 많이 섭취하게 되면 생명에 위협이 될 수도 있는 것에서 볼 수 있 듯이, 어떠한 영양소든 과잉섭취를 하게 되면 인체에 오히려 독이 될 수 있 다. 영양과잉으로 인한 질병들의 급증과 함께, 영양에 대한 연구가 진행되 면서 영양소는 결핍의 위험성 뿐만 아니라 과잉섭취와 체내축적에 대한 문 제점들이 드러나게 되었다. 이와 관련되어 영양섭취기준에 섭취상한선이 라는 개념이 등장한다. 그리고 권장량이하로도 충분히 건강한 생활이 가능 함을 공유하게 되면서 영양기준에도 다양한 설정들이 생겨나게 된다.

520 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

표 11-2. 한국인 영양섭취기준들

열량 다량영양소 단백질 식이섬유 수분 수용성비타민 비타민C 비타민B1 (티아민) 비타민B2 (리보플라빈) 비타민B3 (니아신) 비타민B6 (피리독신 등) 엽산 비타민B12 비타민B5 (판토텐산) 비타민B7 (비오틴) 지용성비타민 비타민A 비타민D 비타민E 비타민K 다량무기질 칼슘 인 나트륨 염소 칼륨 마그네슘 미량무기질 철 아연 구리 불소 망간 요오드 셀레늄 몰레브덴

평균필요량과 권장섭취량 O

충분섭취량

상한섭취량

O O O O O O O

O

O O O

O O

O

O O O O O O O O O O O

O O O

O O O

O

O

O O O

O O O O O O O O

O O O O

채식치유학

l 521

11.11. 단백질권장량과 한국인의 단백질 과잉섭취의 위험 단백질필요량은 현재 질소균형에 근거하여 추정한다. 즉 인체에서 배설 되는 질소의 양을 추정함으로써 필요한 단백질을 계산해내는 것이다. 전체 단백질 중 질소의 함량은 대략 16%로서, 이를 역산하면 인체에 배출되는 질소량에 6.25를 곱하면 단백질 필요량이 된다. 그림 11-9에서 보면 질소 균형이 0인 지점이 단백질섭취량이 균형을 이루는 지점으로 105mg질소/ kg/day이 된다. 6.25g의 질소-단백질전환인자를 곱하면 19세에서 50세 까지의 성인의 경우 추정된 평균필요량 (EAR)은 0.66g/kg/day (105mg × 6.25)가 된다. 즉 57kg의 여성이라면 평균적으로 하루에 38g의 단백질 이면 충분하며, 70kg몸무게의 남성이라도 하루 47g의 단백질이면 충족되 는 것이다 [4]. 만약 RDA기준으로 하게 되면 EAR에 25.7%를 곱하면 되 며 이때 97.5%의 사람들에게 충분한 양이 된다 (그림 11-10와 그림 1111). 국민건강영양조사에서 발표한 자료에 의하면 2013년에 이미 한국인은 영양섭취기준에 대한 섭취비율이 단백질의 경우, 남성은 176%, 여성은 144%로 과잉섭취를 나타내고 있었다 [5]. 단백질은 탄수화물이나 지방에 비해서 과잉섭취하였을 때 인체에 저장되지 못한다. 왜냐하면 질소는 독성 이 있기 때문인데 이 때문에 인체는 단백질에서 질소를 떼어내어 암모니아 로 만든후 곧바로 간으로 이동시켜서 무독한 요소로 만든다. 그런 다음 요 소는 신장으로 이동하여 소변으로 배설된다 (그림 11-12). 과잉의 질소는 미처 요소로 변환되지 못하고 혈중을 돌아다니게 되며 이 를 고암모늄혈증이라 한다. 고암모뉼혈증은 간세포내의 요소합성효소의 결핍이나 손상으로 인해서 일어나지만 단백질과잉으로 인해서도 발생할 수 있는 것이다. 혈액내의 암모니아농도 증가는 인체에 위험한데 특히 신

522 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

경계에 작용하여 뇌변증(encephalopathy)을 일으키거나 심하면 사망할수도 있다. 표 11-3에서 보면 서구식이에 비해 유란채식을 할때 소변의 암모늄 과 요산수치가 유의하게 감소되는 것을 확인할 수 있다. 표 11-4는 국민건 강영양조사에서 나온 결과로 이미 우리나라의 성인 남성은 단백질 섭취가 권장량의 176%이고 여성도 144%로 이미 과잉섭취상태임을 알수 있다. 그 러나 이 수치는 상위 97.5%를 기준으로 한 것으로서 평균값으로 비교한다 면 평균보다 두배이상 섭취한다고 해석이 된다.

그림 11-10. 건강한 성인에서 질소섭취량과 질소손실량의 균형관계 평균질소요구량은 질소균형이 0인 지점이다

채식치유학

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사람의 수 (명) 단백질 요구량 (Protein requirement, g/몸무게kg/day) 그림 11-11. 225명의 성인을 대상으로 추정된 단백질 요구량(Rand et al., 2003)

단백질합성 (%/일) 그림 11-12. 인체조직에서 단백질합성의 분율 단백질합성속도는 L-[13C]루신 이나 L-[2H]페닐알라닌을 조직단백질에 투입함으로써 측정되었다. 단백질분 율은 매일 합성되는 단백질을 나타낸다.

524 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

표 11-3. 식이에 따른 소변의 성분변화 [7] 측정변수

기준

서구식이

비채식

유란채식

p

소변량 (L/24hr)

1.29 ± 0.49

1.48 ± 0.38

2.30 ± .39

2.45 ± 0.76

〈0.001

pH

6.01 ± 0.47

5.95 ± 0.34

6.51 ± 0.22

6.80 ± 0.21

〈0.001

나트륨 (mmol/d)

159 ± 75

176 ± 40

146 ± 13

102 ± 48

0.045

염소 (mmol/d)

164 ± 66

169 ± 39

139 ± 17

106 ± 43

0.024

암모늄 (mmol/d)

30.8 ± 12.2

38.7 ± 5.1

25.6 ± 6.4

18.7 ± 5.9

〈0.001

인산 (mmol/d)

32.6 ± 8.1

35.4 ± 5.5

29.4 ± 3.5

25.2 ± 6.3

0.043

황산 (mmol/d)

18.5 ± 9.2

22.5 ± 3.1

18.1 ± 1.9

16.1 ± 3.7

0.004

크레아티닌 (mmol/d)

16.1 ± 4.4

16.9 ± 2.00

15.3 ± 1.3

13.8 ± 3.2

0.183

요산 (mmol/d)

3.59 ± 0.94

3.91 ± 0.67

2.93 ± 0.32

2.58 ± 0.52

〈0.001

RS 요산

2.90 ± 2.70

2.71 ± 2.82

0.41 ± 0.41

0.18 ± 0.15

0.009

RS 요산: (relative supersaturation with respect to uric acid) 과포화요산상대위험도, Eur J Nutr (2003) 42:332-337

표 11-4. 한국인의 2013년 영양섭취기준에 대한 섭취비율(%) 영양소

남자

여자

에너지

단백질

칼슘

인

철

비타민A

티아민

리보플라빈

나이아신

비타민C

나트륨

칼륨

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그림 11-13. 인체에서 질소의 순환

526 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

11.12. 최근까지 인류의 역사는 굶주림의 역사 동물들의 진화는 먹이에 의존한다. 자연계의 동물들은 끊임없이 먹을것 을 찾아다닌다. 육식동물들의 뾰족한 송곳니나 날카로운 발톱에서 확인할 수 있듯이 동물들의 생긴 모양뿐만 아니라 생화학적 기능들도 먹을거리의 효율적인 획득과 이용에 초점이 맞추어져있다. 다윈의 자연선택설이라는 진화론에 근거한다면 먹을것의 부족은 본질적으로 진화의 기본장치이다. 자연선택설은 과잉생산→개체변이→생존경쟁→적자생존→자연선택이 라는 순서를 따른다. 즉, 생물들은 자연이 지지해줄 수 있는 것보다 많은 자손을 낳고, 많이 낳은 자손들은 유전적으로 조금씩 차이가 있다. 자연환 경에 따라 유전변이가 타당한 것은 살아 남기가 쉽고 그렇지 못한것은 도 태된다. 결국 자연환경에 적응한 유전자가 세대를 거쳐서 전달되며 이것 이 자연선택이며 곧 진화의 동력이 되는 것이다. 인류의 역사를 돌이켜보아도 1960년대까지 세계적으로 먹을거리는 항 상 부족한 상태에 있었다. 노벨문학상을 받은 펄벅의 “대지”라는 작품은 100여년전 중국대륙의 농사꾼을 등장인물로 삼는데, 기근에 자식들을 서 로 바꾸어먹는 장면들이 나온다. 우리나라에서도 몇십년전만 하여도 굶 어죽는 사람들이 속출하던 보릿고개가 있었고 현재 인구의 상당수는 그런 기억들이 생생하다. 먹을거리의 생산이 제한될수 밖에 없었던 것은 단백질합성을 위한 질소 를 대기에서 얻어야 했기 때문이다. 대기중의 질소는 화학적으로 세개의 공유결합을 하여 매우 안정하였기에 쉽게 분해되지 않았고, 번개가 칠때 나 뿌리혹박테리아를 통하여 생물계에 유입된다. 그러나 그 양은 제한이 있었고 이 때문에 식물들이 생산하는 식량은 늘 부족하였다.

채식치유학

l 527

질소비료의 합성과 곡물생산의 증가 그리고 공장식 축산 기아의 상황들이 호전된 것은 인공적으로 질소비료를 합성하는 기술이 개발된 이후부터이다. 하버법 또는 하버-보슈법이라 불리는 이 방법은 촉 매를 사용하여 약 200기압, 400~500도에서 암모니아를 만들 수 있다. 이 암모니아를 질산이나 황산과 혼합하면 질산암모늄이나 황산암모늄이라는 질소비료가 된다. 하버는 1918년 그리고 보쉬는 1931년 이 연구를 통해 노벨화학상을 받 는다. 전쟁동안 무기를 만들기 위해 만들어졌던 화학공장들은 2차 대전후 질소비료공장으로 전환되기 시작하였고, 질소비료가 대량으로 생산되면서 곡물생산은 1960년 이후 35년간 2배나 증가하게 된다(그림 11-14). 곡물의 생산은 증가하였으나 제 3세계의 가난한 사람들은 곡물을 살 여 력이 없었다. 선진국들은 남아도는 곡물을 활용하는 방안으로 축산을 주 목한다. 즉 이전에 방목하여 풀을 먹던것에서 공장식으로 밀집된 공간에 곡물을 먹여서 가축들을 기르는 방식이 전개된 것이다. 그리고 축산의 성 장은 육류소비의 증가가 뒷받침 하였기에 가능하였다. 동시에 영양소과잉 과 관련된 비만, 당뇨, 고혈압, 심혈관질환과 같은 대사증후군과 암, 골다 공증 등의 질병들이 증가하게 된다.

528 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

세계의 식량생산량 (109 metric tons)

35년동안 세계의 곡물생산은 1.96배 증가

(a)

세계의 암모니아생산량 (106 tons) (b)

그림 11-14. FAO에 의한 자료에 의한 세계식량생산(a)과 질소비료생산량(b) FAO 자료에 따르면 곡물, 거친 곡물 및 뿌리 작물의 합계로 측정 한 세계 식량 생산량은 1961 년에서 1996 년 사이에 거의 두 배가되었다. 위의 그림은 회귀분석에서 95 %와 99 % 신뢰 구간.

채식치유학

l 529

11.13. 채식 패러다임 혁명 1970년대의 채식 패러다임은 결핍의 식단 1970년대 기아에 대한 기억들이 생생하고, 영양소결핍이 산업화된 국가에 서조차 만연하던 시절에 채식에 대한 연구는 그 수도 적었다. 따라서 채식 인의 영양에 대한 주제는 필연적으로 “결핍과 관련된 질병들”에 집중될 수 밖에 없었다. 채식에 대한 연구보고는 병원을 방문한 채식인들의 사례보고 가 중심이 되었고, 지금과 같은 만성질환이 아니라 단기간의 영양소 결핍 에 집중되었다. 이들 연구는 통제된 조건속에서 특정영양소를 표적으로 한 동물실험이나 시험관실험 등이었다. 이러한 환경에서 채식식이는 영양소 가 결핍된 모형으로, 동물성식품에 기반한 식이는 영양소를 풍부하게 제공 한다고 제시된다 (그림 11-15).

1980년의 채식 패러다임은 과잉 섭취를 방지하는 식단 그러나 점점 세계적으로 부유한 국가들을 중심으로 심혈관질환, 당뇨, 암 등을 포함한 다양한 퇴행성질환들이 급증하게 되면서 서구식의 육류에 기반한 식이에 대해 논의들이 일어났다 [6]. 그리고 채식식이에 대한 새로 운 관점의 연구들이 진행된다. 가난한 나라의 사람들에게는 잘 나타나지 않는 질병들이 서구의 부유한 국가들에서는 점점 증가하고 있는것에 주목 하여, 부유한 국가의 채식인들에 대한 연구가 증가하게 되었다.

최근의 채식패러다임은 과잉과 결핍을 최소화하는 이상적인 식단 식물에 기반한 식이는 영양소의 다양성과 풍부함에서 부족하지 않았을 뿐만 아니라 심혈관질환, 당뇨, 비만 등 만성적인 질병들에서 유익한 결과

530 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성

채식 비채식

결핍의 위험

안전

초창기 모델

채식 비채식

결핍의 위험

안전

독성의 위험

과도기 모델

채식 비채식

결핍의 위험

안전

독성의 위험

현대 모델 그림 11-15. 채식모형의 패러다임 혁명

채식치유학

l 531

를 보였다. 통밀이나 현미와 같은 통곡류들은 풍부한 섬유소와 다양한 영 양소를, 그리고 견과류는 오메가3지방산을 포함한 양질의 필수지방산을 공급하고 있었다 반면 동물성식품, 즉 고기섭취는 이 모든 질병들과 매우 직접적인 관련 을 보이고 있었다. 총지방섭취량, 포화지방, 콜레스테롤, 단백질, 염분 등 많은 영역에서 동물성식품은 과잉섭취의 원인을 만들었고, 결국 이들 영 양소의 과잉은 독성의 위험으로 인한 만성병들의 발생이라는 결과를 낳은 것이다. 그리하여 채식패러다임은 육식에 비해 결핍의 위험은 많지만 과 잉으로 인한 부작용은 적다라는 것으로 바뀌게 된다. 최근에는 식물성호르몬들에 대한 연구가 진행되고 있다. 현대의 채식모 형은 과잉의 위험도 적지만 결핍의 위험도 적은 안전한 식이로 변화하고 있다.

532 l 11장. 영양권장량에 대한 이해의 중요성