[장수철의 생물학을 위하여] 지구에 가장 많은 화합물을 먹을 때 벌어지는 일들

입력 : ㅣ 수정 : 2018-03-26 22:49

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지구에 존재하는 단일 종류 화합물로 가장 많은 것은 ‘셀룰로오스’다. 해마다 10억t씩 생산되는 셀룰로오스는 식물의 세포벽 성분이다. 나무뿐만 아니라 면화, 채소에서도 발견된다. 목조건물, 면바지, 종이에도 포함돼 있어 우리가 의식주를 포함한 모든 문화생활을 누리는 데 없어선 안 될 존재다. 이런 셀룰로오스는 녹말처럼 탄수화물이면서 포도당으로 구성되어 있다.
인간은 녹말은 소화시킬 수 있지만 셀룰로오스는 소화시킬 수 없다. 포도당을 연결하는 방식이 녹말과 셀룰로오스가 다르기 때문이다. 사람과 달리 말, 코알라, 코끼리, 초식성 새, 많은 영장류, 토끼와 일부 설치류 그리고 소, 들소, 사슴, 양 같은 반추동물 등 꽤 많은 동물들이 셀룰로오스를 주식으로 삼아 에너지를 얻는다. 셀룰로오스를 소화시키려면 오랜 시간이 필요하기 때문에 이런 동물들은 대부분 긴 소화기관을 갖고 있다. 반추동물은 되새김위를 이용해 셀룰로오스를 분해하고 흡수한다. 또 몸속에 있는 공생 미생물과 세균의 도움으로 셀룰로오스를 분해하기도 한다.
장수철 연세대 학부대학 교수
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▲ 장수철 연세대 학부대학 교수

육식동물도 셀룰로오스를 먹이로 삼는 경우가 있다. 흔히 판다라고 불리는 대왕판다가 그 주인공이다. 매일 대나무 잎만 씹고 있지만 대왕판다는 엄연히 식육목에 속하는 곰과의 구성원이다. 대왕판다 유전체를 분석해 보면 다른 곰과 마찬가지로 육식동물의 특징을 갖고 있어 셀룰로오스를 소화할 수 없다.

그러나 대왕판다는 셀룰로오스를 소화시키는 다른 동물들처럼 공생 미생물로 셀룰로오스를 소화시킨다. 대왕판다와 공생하는 미생물의 유전체에는 셀룰로오스 분해효소 유전자가 들어 있다. 공생 미생물만 있으면 육식동물이 초식동물 코스프레를 할 수 있게 된다는 말이다. 곰팡이 중 일부도 셀룰로오스를 분해하는데 이런 엄청난 분해 능력 덕분에 막대한 양의 물질이 지구에서 재순환할 수 있다.

소화시키기가 어려울 뿐 사람도 셀룰로오스를 섭취할 수 없는 것은 아니다. 셀룰로오스 섭취로 에너지를 얻을 수는 없지만 그를 통한 몇 가지 이점이 있다. 첫째는 대장 건강이다. 셀룰로오스가 풍부한 채소를 섭취하면 분해되지 않은 상태에서 식도, 위, 소장을 지나 대장에 이르게 된다. 셀룰로오스는 덩어리를 이루어 물리적으로 대장 벽을 자극하게 되고 원활한 배변을 유도한다. 그러므로 대장 건강에 유익한 역할을 한다. 실제 셀룰로오스가 풍부한 섬유소를 충분히 섭취하면 대장암이 예방된다는 것은 널리 알려진 얘기다.

둘째는 다이어트에 도움을 준다. 채소를 충분히 섭취하면 포만감을 느끼지만 에너지 흡수가 일어나지 않아 에너지 저장에 따른 비만을 예방할 수 있다. 그런데 그뿐만이 아니다. 인간에게도 공생하는 미생물이 있는데, 야채를 섭취하면 비만 유도물질을 막는 미생물이 증가하여 비만을 막을 수 있다.

이탈리아 과학자들이 아프리카 시골에서 사는 어린이들과 이탈리아 도시 어린이 집단의 식단과 장내 세균의 분포를 관찰한 적이 있다. 아프리카 아이들은 채소 위주의 소박한 식단인 데 반해 이탈리아 아이들은 기름기 많은 고기 위주의 식단이었다. 연구자들은 아프리카 아이들의 대장에는 의간균 계열의 미생물이 많고 이탈리아 아이들 대장에는 후벽균 계열의 미생물이 많은 것을 발견했다. 과학자들은 이 연구를 통해 아프리카 아이들이 섭취하는 채소의 섬유소 덕분에 의간균이 늘었고 이 균들 중 일부가 점액을 분비해 장벽을 튼튼히 만들어 후벽균에 의해 만들어지는 비만 유도물질의 흡수를 막는다는 것을 알아냈다.

육류를 많이 섭취하더라도 섬유소를 일정 정도 먹으면 비만에 이르지 않고 건강을 지킬 수 있다고 한다. 삼겹살을 된장에 찍어 파, 마늘과 함께 상추에 싸서 한 입 가득 먹는 친숙한 모습을 보면 따로 배우지 않았는데도 셀룰로오스를 현명하게 활용하는 한국인의 지혜를 엿볼 수 있다. 이제 작심삼일 다이어트는 그만두고 공생하는 미생물을 믿고 삼시세끼 채소부터 먹어 보자.
2018-03-27 29면
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