탄수화물의 체내 기능(에너지 공급, 단백질 절약 작용, 케톤증 예방, 단맛 제공)

대부분의 탄수화물은 포도당으로 전화되어 대사에 이용되므로 탄수화물의 체내 기능은 대부분 포도당의 체내 기능입니다. 탄수화물은 체내에서 에너지 공급을 하기도 합니다. 탄수화물 부족시 단백질 사용을 하기 때문에 탄수화물이 있으므로써 단백질 절약에 도움을 줍니다. 또한 케톤증을 예방시켜 주고 식품에 단맛과 향미를 제공합니다.

 

 

에너지 공급

탄수화물은 생체에 1g당 4kcal의 에너지를 제공합니다. 특히 적혈구와 뇌세포, 신경세포는 주로 포도당을 에너지원으로 사용하고 있으며 그 외 근육 등 다른 세포에서도 식후에는 포도당을 에너지원으로 사용합니다.

소화로 흡수된 당은 혈당을 일정 수준으로 유지하고 여분의 당은 간과 근육에 동물성 전분인 글리코겐의 형태로 저장됩니다. 나머지는 지방으로 전화되어 지방조직에 저장됩니다.

글리코겐은 매우 많은 가지로 구성되어 빠른 속도로 분해될 수 있으므로 탄수화물 저장의 이상적인 형태입니다.

글리코겐 분해효소는 글리코겐의 말단 부분부터 하나씩 포도당을 분해해 내기 때문에 가지가 많을수록 여러 말단에서 한꺼번에 포도당이 많이 떨어져 나와 혈당조절에 유리합니다.

글리코겐은 간과 근육에 저장합니다. 체내에서 효소에 의해 글리코겐이 분해되면 글루코오스 1-인산이 만들어져 글루코오스 6-인산으로 전환되는데 간은 이것을 글루코오스 6-인산 분해효소로써 포도당으로 전환시켜 혈액으로 내보내 혈당을 조절합니다. 근육은 이 효소가 없어 혈당 조절기능을 못하고 자체적인 에너지원을 공급할 때만 포도당을 씁니다.

 

 

단백질 절약작용

탄수화물 섭취가 부족한 경우 단백질 등으로부터 포도당을 새롭게 합성할 수 있습니다. 이를 포도당 신생합성과정이라고 하며 주로 간과 신장에서 진행됩니다. 따라서 탄수화물을 충분히 섭취하는 경우에는 체내 단백질이 포도당 합성에 쓰이지 않으므로 단백질을 절약할 수 있습니다.

포도당 신생합성과정의 급원으로는 주로 단백질 분해산물이 사용되며 지방산은 이용되지 못합니다.

근육, 간, 신장, 심장 등 여러 기관에서 단백질이 분해되어 사용할 수 있습니다.

저열량식이나 기아상태에 포도당 신생합성 과정이 여러 주일 지속되면 이 기관들은 단백질이 급격히 손실돼 쇠약해집니다. 장기간 금식이나 기아상태의 경우 단백질 손실과 그로 인한 급격한 체중감소가 나타나므로 이를 치료하기 위해 여러 조제식을 개발되고 있습니다.

 

 

케톤증 예방

적절한 탄수화물 섭취는 지방 산화에 필수적입니다.

저탄수화물 식사를 하면 인슐린 분비가 감소하면서 지방분해와 포도당 신생합성이 촉진됩니다.

지방분해 과정에서 생성된 아세틸 CoA는 완전히 연소되기 위해서 옥살로아세트산이 필요로 하나 옥살로아세트산은 포도당신생합성 기질이기도 합니다. 따라서 아세틸 CoA가 대사 되지 못하고 누적되어 아세토 아세트산, 베타-히드록시부티르산, 아세톤 등의 케톤체로 전환되는데 혈액과 조직에 이 케톤체가 축적되는 것을 케톤증이라고 합니다.

케톤증을 방지하기 위해서는 하루에 50에서 100g의 탄순화물 섭취가 필요합니다.

케톤체는 유리지방산보다 조직에서 이용하기 쉬운 에너지 형태이며 뇌와 심장 등 일부 조직은 저탄수화물식사, 기아상태와 같은 비상시에는 케톤체를 에너지원으로 사용하여 생체단백질 손실을 1/3가랑 줄여줍니다. 뇌조직이 케톤체를 사용하지 못한다면 뇌에 에너지를 공급하기 위해 생체 단백질을 분해해 포도당을 합성해야 하기 때문입니다. 제1형 당뇨병 환자가 적절한 치료를 받지 못하면 인슐린의 부족으로 혈액에 케톤체가 증가되어 여러 합병증을 발생할 수 있습니다.

 

 

식품에 단맛과 향미 제공

당은 독특한 단맛과 향미를 가지고 있어 식품에 대한 수용도를 높여줍니다. 감미도는 당의 종류에 따라 다르며 당뇨병과 같은 질환의 식이요법 개선책으로 여러 대체감미료가 개발되어 이용되고 있습니다. 최근 식품 제조에서는 단맛뿐만 아니라 물성의 향상을 위해 당을 사용합니다.

고대부터 사용되어 오 감미료인 벌꿀은 음식에 독특한 단맛과 향미를 제공합니다. 그러나 벌꿀에는 클로스트리듐 보툴리누스균 포자가 존재할 수 있습니다. 이 미생물은 소화장애나 말초신경 장애를 일으킵니다. 어른은 위산이 강해 이 미생물이 번식하지 못하게 할 수 있으나 어린이는 위산이 약해 위협적이므로 어린이에게는 바람직한 감미료가 아닙니다. 특히 돌 전의 신생아에게는 절대 먹이지 않도록 주의해야 합니다.