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영양소 대사에서 탄수화물 대사는 인체의 에너지 식품이라고 하며 보통 포도당이라고 부르는 더 작은 조각들로 구성된다. 포도당 이화과정을 구성하는 3가지 중요한 화학반응은 해당작용, 시트르산 회로(구연산회로), 전자전달계(전자운반계)가 있다.

해당작용은 세포의 세포질안에서 일어나고 시트르산회로와 전자전달계는 미토콘드리아에서 일어난다. 해당작용은 혐기성과정으로 산소의 유무와 상관없이 일어나며 산소가 필요 없다. 시트르산 회로는 산소를 사용하는 호기성과정이다.

해당작용은 포도당을 피루브산으로 바꾸고 아세틸조효소로 변화시킨다. 시트르산회로는 크레브스회로라고 한다. 아세틸조효소는 시트르산회로로 이동하며 이후 이산화탄소로 변화되며 그 과정에서 에너지가 약간 발생한다.

이때의 대부분의 에너지는 고에너지형태이며 이후 전자전달계에 들어가면 더 많은 에너지를 발생시킨다. 해당과정과 시트르산 회로의 화학적 반응이 일어나는 동안 포도당 분자에 저장된 에너지가 방출된다. 이때 에너지의 대부분은 고에너지 형태이며 사립체 내막의 운반분자 사슬에 들어간다.

이를 전자전달계 사슬이라고 한다. 거의 동시에 에너지를 ATP분자에 전달한다. 모든 생명체가 세포활동을 하는데 ATP를 에너지원으로 사용할수 있다. 새로운 ATP는 세포의 요구에 부응하기 위해 지속적으로 만들어진다.

필요없는 포도당은 동화과정을 통해 더 큰 분자형태로 생성, 나중을 위해 저장되기도 한다. 포도당의 동화를 글리코겐 합성이라고 하며 이는 주로 간이나 근육세포에서 이루어지며 포도당 분자들을 서로 결합시키는 연속적인 반응으로 동물성 전분이라고 부르는 화합물인 글리코겐을 만든다.

우리는 공복시 혈액 100ml당 약 80~110mg의 포도당을 항상 유지해야 한다. 인슐린의 작용기전은 아직 연구중이며 세포막을 통한 포도당 수송을 촉진하는 것이다. 고혈당과 낮은 포도당 대사율은 결국 인슐린 부족 때문이다.

인슐린은 혈중 혈당저하를 위한 유일한 호르몬이며 반대로 혈당을 상승시키는 4가지 호르몬으로 이자섬에서 분비되는 글루카곤, 뇌하수체 전엽에서 분비되는 성장호르몬, 부신피질에서 분비되는 하이드로코르티존, 부신수질에서 분비되는 에피네프린 등이 있다.

류재문프로필:전남과학대학교 초빙교수. 인체해부연수교육개발원장 연구실:061-360-5243 010-2640-3029