커피와 설탕. 탄수화물의 대사와 기능
탄수화물(炭水化物)의 성분은 탄소(C),수소(H),산소(O)가 1:2:1의 비율로 만들어진 물질입니다. 탄수화물은 몸 속에서 물(H2O)과 탄산가스(CO2)를 부산물로 내 놓으면서 힘과 열을 내며, 사람과 동물의 생명을 유지시켜 줍니다.
탄수화물의 분류체계를 보면 탄수화물에 대한 이해도를 높일 수 있습니다. 커피와 설탕 시리즈의 두 번째 포스팅에서 탄수화물이 가수분해 되었을 때 생성되는 당의 종류에 따라 탄수화물을 단당류, 이당류, 올리고당, 그리고 다당류로 분류하여 보았습니다.
탄수화물 중 이당류인 설탕은 단당류 분자인 포도당과 과당으로 이루어진 물질입니다 커피와 설탕이라는 주제의 3번째 포스팅인 이번 포스팅에서는 탄수화물이 체내에서 어떻게 열과 에너지로 변환되는지에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
글의 순서
탄수화물은 몸속에서 어떻게 이용될까?
탄수화물의 대사
몸속에서 발휘되는 탄수화물의 기능
탄수화물은 몸속에서 어떻게 이용될까?
대부분의 탄수화물은 포도당으로 전환되어 대사에 이용됩니다. 탄수화물의 대사에서, 이 대사(代謝)라는 용어는 생물체가 몸 밖으로부터 섭취한 영양물질을 몸 안에서 사용할 것은 사용하고, 필요 없는 것은 몸 밖으로 내보내는 작용을 말합니다. 간단히 말해서 생물체 안에서 일어나는 모든 물질의 변화를 통틀어 이르는 말입니다. 영양물질을 몸 안에서 사용할 때는 그 영양물질을 분해하거나, 합성하는 과정을 거칩니다. 이렇게 해서 그 영양물질을 생명체를 구성하는 성분으로 이용하거나, 생명 활동에 필요한 에너지를 뽑아 쓰는데 사용하게 됩니다. 탄수화물의 대사를 통해서 말이죠.
물질대사는 크게 동화작용과 이화작용으로 나눌 수 있습니다. 동화작용은 주위로부터 흡수한 저분자 물질을 고분자 화합물로 합성하는 과정을 의미합니다. 동화작용에서는 빛이나 화학에너지가 필요합니다. 이화작용은 동화작용의 반대되는 개념이라고 보시면 됩니다. 즉, 이화작용은 고분자 화합물을 저분자 물질로 분해하는 과정입니다. 이러한 이화작용으로 생명체는 생명활동에 필요한 에너지를 얻습니다. 다시 탄수화물 이야기로 돌아와서, 탄수화물의 체내 기능에 대해서 정리해 보겠습니다.
탄수화물의 대사
(1) 음식을 섭취했을 때의 대사
음식물을 섭취해서 체내 혈당량이 높아지게 되면, 우리 몸은 인슐린이라는 호르몬의 분비를 촉진시킵니다. 여기서, 인슐린은 포도당을 에너지로 바꾸도록 도와주는 호르몬입니다. 혈중에 인슐린 농도가 증가하면 간에서 포도당을 새로 만들어내는 반응(신생반응)이 억제되고, 혈액에 있던 포도당, 아미노산, 지방산 등 많은 영양소 분자를 세포 안으로 이동시킵니다. 이러한 인슐린의 작용은 다양한 조직에서 단백질을 합성(anabolism)하는데 영향을 미치게 됩니다. 즉, 혈액내로 분비된 인슐린은 혈액 속의 당분(포도당)을 몸 속의 여러 장기에서 이용할 수 있도록 만들어 줍니다.
(2) 공복상태에서의 대사
공복상태이거나 혈중 포도당의 농도가 낮아진 경우에는 어떤 일이 일어날까요? 이럴 경우에는 몸에 축적되어 있던 물질들을 에너지로 변환해서 쓰게 됩니다. 이를 이화작용이라고 하는데, 이화작용은 인슐린에 의해서 축적되어 있던 중성지방, 단백질 및 글리코겐이 분해되는 것입니다. 이화작용으로 생성된 물질은 세포 조직의 에너지로 사용되거나, 포도당신생반응에 필요한 물질로 사용됩니다. 이런 반응도 주로 간에서 일어납니다.
몸속에서 발휘되는 탄수화물의 기능
동화작용, 이화작용으로 탄수화물의 대사가 이루어집니다. 탄수화물의 대사로 몸속에서 발휘되는 탄수화물의 기능을 살펴보겠습니다.
▶대사를 통해 탄수화물은 체내에서 1g 당 4 kcal의 에너지를 제공합니다. 특히 뇌세포와 신경세포뿐만 아니라 적혈구, 근육의 에너지원으로 사용됩니다. 남은 당은 간과 근육에 글리코겐의 형태로 저장되며, 나머지는 전환되어 지방조직에 저장됩니다.
▶충분한 탄수화물이 공급되면, 몸속의 단백질을 보존합니다. 만약 우리 몸이 필요로 하는 만큼의 탄수화물이 공급되지 않는다면 어떻게 될까요? 탄수화물의 섭취가 부족했다면, 결과적으로 몸에 필요한 포도당이 부족해지게 됩니다. 이럴 경우, 탄수화물이 아니라 단백질로부터도 포도당을 합성할 수 있습니다. 이것을 포도당 신생합성과정이라고도 하며, 이 과정은 주로 간과 신장에서 일어납니다. 여기서 ‘신생’은 ‘새롭게 생겨난다’라는 의미입니다. 단백질을 포도당으로 전환하면 체내의 단백질이 줄어듭니다. 그렇기 때문에 부족하지 않게 탄수화물이 공급되어야 합니다.
▶탄수화물은 지방을 분해시키는 역할도 합니다. 탄수화물이 적게 공급되었을 때 이런 현상이 일어납니다. 밖에서 공급이 안되니, 안에 축적되어 있던 물질들을 에너지로 변환해서 쓰게 됩니다. 탄수화물이 적게 공급되면, 인슐린 분비를 감소시키고, 지방의 분해를 촉진시킵니다.
마치며 …
탄수화물은 몸 속에서 물과 탄산가스를 부산물로 내 놓으면서 힘과 열을 내며, 사람과 동물의 생명을 유지시켜 줍니다. 탄수화물 중 이당류인 설탕은 단당류 분자인 포도당과 과당으로 이루어진 물질입니다 커피와 설탕이라는 주제의 3번째 포스팅인 이번 포스팅에서는 탄수화물이 체내에서 어떻게 열과 에너지로 변환되는지에 대해 살펴보았습니다.
대부분의 탄수화물은 포도당으로 전환되어 대사에 이용됩니다. 음식물을 섭취하여 혈액 속에 당분이 공급되면, 이 당분(포도당)을 인슐린이 몸 속의 여러 장기에서 이용할 수 있도록 만들어 줍니다. 혈액 속의 당이 떨어지면, 거꾸로 이화작용을 통해 저장되어 있던 중성지방, 단백질 및 글리코겐을 분해하여 에너지원으로 사용하거나, 포도당을 새로 만드는데 사용합니다.
이번 포스팅에서는 탄수화물이 어떻게 에너지로 사용되는지를 확인하였습니다. 이때 중요한 역할을 한 것이 인슐린이라는 호르몬입니다. 이번 포스팅에서는 인슐린에 대한 내용이 없었는데요. 다음 포스팅에서는 인슐린에 대해 더 보충하도록 하겠습니다.
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참고자료
[1] 설탕과 인체생리
[2] 인슐린은 인체의 주요 동화호르몬
[네이버 지식백과] 물질대사 [metabolism, 物質代謝] (두산백과)