인간은 식물을 소화시키지 못하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 소나 기린과 같은 초식동물의 경우에는 식물을 소화시킬 수 있는데 인간과 같은 경우에는 식물을 소화시킬 수 있는 능력이 없다고 들었습니다. 그 이유가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요.
네, 말씀해주신 것처럼 인간은 식물을 소화시키지 못하는데요, 이는 특정 효소를 가지고 있지 않기 때문입니다. 즉, 인간이 식물을 온전히 소화시키지 못하는 주된 이유는 식물 세포벽의 주성분인 셀룰로오스(cellulose)를 분해하는 효소가 없기 때문인데요, 셀룰로오스는 포도당이 β-1,4 결합으로 길게 연결된 다당류인데, 인간의 소화 효소(아밀라아제 등)는 α-1,4 결합을 자를 수는 있어도 β-1,4 결합은 자를 수 없습니다. 반면에 초식동물, 특히 소·기린·사슴 같은 반추동물은 반추위에 셀룰로오스를 분해하는 미생물(세균, 원생동물, 곰팡이)을 공생시키고, 이들이 만들어내는 효소(셀룰라아제)를 통해 식물 섬유를 발효시키며 영양분을 얻습니다. 발효 과정에서 만들어지는 휘발성 지방산(VFA)은 위벽에서 흡수되어 에너지원이 됩니다. 반면 인간의 소화기관은 발효 공간이 작고(대장 일부에서 제한적으로 발효), 셀룰로오스를 분해하는 공생 미생물도 상대적으로 적어서, 섬유질은 대부분 소화되지 않고 배설됩니다. 대신 인간은 주로 전분, 단백질, 지방을 분해하는 효소 시스템을 발달시켰고, 그래서 채소나 곡물에 들어 있는 섬유질은 인간에게 영양분 공급원이라기보다 장 운동을 돕고 대장 건강을 유지하는 식이섬유로서 역할을 합니다.
1명 평가인간이 식물을 소화시키지 못하는 이유는 식물 세포벽의 주성분인 섬유소를 분해하는 효소인 셀룰라아제가 없기 때문입니다. 소나 기린과 같은 초식동물 또한 이 효소를 직접 분비하지 못하지만, 여러 개의 위를 가진 소화기관 내 미생물의 도움을 받아 섬유소를 분해하여 영양분으로 흡수합니다. 인간은 초식동물처럼 미생물을 이용한 복잡한 소화 과정을 거치지 않아 식물의 섬유소를 소화시키기 어렵습니다.
결론부터 말씀드리면 셀룰로오스를 분해하는 효소인 셀룰라아제가 없고, 소화기관의 구조적인 차이 때문입니다.
초식동물은 식물의 세포벽을 이루는 주요 성분인 셀룰로오스를 분해할 수 있습니다. 이는 초식동물이 직접 셀룰라아제를 만들어내는 것이 아니라, 초식동물의 복잡한 위나 장에 서식하는 미생물의 도움을 받기 때문입니다.
반면 인간의 소화기관은 초식동물과 달리 셀룰라아제를 생산하지 못하고, 셀룰로오스를 분해할 수 있는 미생물의 수도 매우 적습니다. 따라서 인간은 식물에 포함된 섬유질인 셀룰로오스를 소화하여 에너지원으로 활용할 수 없는 것입니다.