고급영양학-탄수화물 세번째 이야기

저번시간에 이어 탄수화물의 흡수와 운반에 대해서 작성해 보겠습니다.

흡수부위는 저번글을 확인해 주시면 됩니다

오늘은 흡수기전에 대해서 작성해 보겠습니다.

 

단당류의 흡수는 단순확산, 촉진확산, 능동수송에 의해 이루어지게 됩니다. 소장관강에 단당류가 농축되어 있는 경우에는, 즉 융모의 상피세포 내부보다 세포 외부인 소장관강에서 영양소 농도가 높을 때에는 상당량이 농도 차이에 의한 단순확산에 의해 상피세포 내부로 들어오지만, 일반적으로 포도당과 갈락토오스는 능동수송에 의존하게 됩니다. 능동수송은 에너지를 소모하는 나트륨-칼륨 펌프에 이뤄집니다.

 

이 과정에서 포도당과 갈락토오스는 서로 경쟁하게 되는데요! 과연 승자는 누구일까요? 바로 갈락토오스가 포도당보다 더 빨리 흡수를 하게 됩니다!

 

과당이나 자일로오스의 흡수에도 운반체가 필요하지만 농도 차이에 의존하기 때문에 촉진확산에 의한다. 흡수 속도는 당의 종류에 따라 다르고, 육탄당이 오탄당보다 빠릅니다. 포도당의 흡수 속도를 기준 100으로 하여 다른 단당류의 흡수 속도를 비교하면 다음과 같습니다.

 

갈락토오스 110 > 포도당 100> 과당 43> 만노오스 19> 자일로 오스 15> 아라비노오스 9

 

이러한 흡수 기전으로 융모의 상피세포막을 통과해 세포 내부로 들어온 단당류는 대부분 촉진확산에 의해 상피세포 안쪽의 기저막을 통과한 뒤 융모 내의 모세혈관으로 들어감으로써 흡수는 완료하게 됩니다.

 

다시 한번 흡수기전에대해 정리해 보겠습니다.

 

흡수기전

 

소장 융모의 상피세포에서 이뤄지는 영양소의 흡수는 단순확산, 촉진확산, 능동수송 기전에 의한다.

상피세포 막에는 수송체 기능을 하는 막단백질이 있어서 막의 내부로 영양소가 흡수되는 것을 돕는다. 막 단백질은 단순한 통로나 적극적인 운반체의 역할을 한다.

 

1) 단순확산

🔸영양소 농도가 높은 소장관강으로부터 영양소 농도가 낮은 상피세포 내부로 영양소가 이동하는 흡수기전임

🔸상피세포 안팎의 농도 차이에 의하므로 세포막운반체의 도움이 필요 없음

🔸세포 안팎의 농도차가 클수록, 즉 세포 밖인 소장관강에서의 영양소 농도가 높을수록 빠르게 흡수됨

🔸수용성 물질로서 수용성 비타민, 대부분의 무기질, 글리세롤, 미립자의 지방 및 지방산, 지용성 비타민의 흡수가 이에 해당된다.

 

2) 촉진확산

🔸융모의 상피세포 안팎의 농도 차이에 의한 흡수로 단순확산과 비슷하지만, 막단백질 운반체의 도움을 받는 것이 단순확산과 다른 점

🔸영양소를 상피세포 밖에서 받아들이고 세포 내부로 내보낼 때 막단백질 운반체의 모양이 변화하면서 흡수를 도우므로 흡수속도는 단순확산보다 빠름

🔸운반체 때문에 소장관강에서 영양소의 농도가 낮을 때 더 효과적으로 흡수가 이루어지고 높은 농도에서는 운반체가 포화되므로 흡수속도는 저하된다.

🔸단당류 가운데 과당이나 자일로오스의 흡수가 이에 해당된다.

 

3) 능동수송

🔸인체의 필요에 따라 융모의 상피세포 안팎의 영양소 농도 차이와는 역행하여 농도가 낮은 소장 관강으로부터 농도가 높은 상피세포 내부로 영양소가 이동하는 흡수기전이다.

🔸촉진확산처럼 세포막에 흡수를 도와주는 운반체가 있고, 운반체의 모양도 흡수에 도움을 주기 위해 적극적으로 변하므로 흡수속도가 촉진확산보다 빠르다.

🔸영양소의 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하므로 에너지가 필요하다.

🔸포도당, 갈락토오스, 아미노산, 칼슘, 철, 비타민b12의 흡수가 이에 해당된다.

 

운반

소장 융모의 상피세포막을 통과해 흡수된 단당류는 상피세포 안쪽의 기저막을 촉진확산으로 통과한 뒤 모세혈관으로 들어간다.

이후 장간막에 퍼져 있는 정맥을 통해 간문맥을 지나 간으로 운반된다.

 

순환계를 통한 운반

🔸문맥순환: 수용성 영양소들은 융모의 상피세포를 통과하여 융모 내의 모세혈관으로 들어가 문맥을 통해 간으로 간다.

🔸림프관 순환: 지용성 영양소들은 융모의 상피세포를 통과하여 융모 내의 유미관으로 들어가 림프관과 흉관을 거쳐 대정맥을 통해 결국 혈류에 합류한다.

 

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탄수화물 대사

소화 흡수된 단당류가 문맥을 따라 간으로 운반되면 과당과 갈락토오스는 간에서 효소에 의해 포도당으로 전환되어 대사 된다. 따라서 탄수화물 대사는 포도당 대사라고 할 수 있다. 혈당은 포도당이며, 세포는 혈액으로부터 포도당을 받아서 대사에 이용한다.

체내에서의 포도당 이용은 다음과 같다.

1) 포도당 대사

혈액을 따라 운반되어 온 포도당은 세포 내로 들어온 뒤 이화대사나 동화대사 과정을 거친다. 이화대사는 포도당을 분해하여 atp 형태의 에너지를 생성하고 이산화탄소와 물로 정말 분해되는 과정으로서 해당과정과 tca회로가 있다. 동화대사에는 글리코겐 합성과 포도당신생이 있으며 atp를 소모하는 과정이다. 그 외 포도당은 코리회로, 포도당-알라닌회로, 오탄당 인산경로, 체지방합성등의 과정을 거친다.

 

1) 포도당 대상- 해당과정

산소가 없어도 진행되는 혐기적 반응으로서 세포질에서 이루어진다. 해당과정은 대표적인 이화작용이므로 전체적으로는 atp를 생산하는 경로이지만, 후반부에서 많은 atp를 생산하기 위해서는 전반부에서 atp 투자가 필요하다. 1 분자의 포도당은 10단계로 이뤄진 해당과정을 거쳐 2 분자의 피부르산으로 분해된다.

이 과정에서 포도당 1분 자당 2개의 atp가 소모되면서 4개의 atp가 생성되므로 결국 2개의 atp가 생성된다고 볼 수 있다.

또한 2 분자의 nadh가 생성되어 미토콘드리아의 호기적 전자전달계를 거치면서 atp가 생성된다.