탄수화물 대사과정 완전 정복: 에너지 생성의 모든 단계

탄수화물은 우리 몸의 주요 에너지원으로, 섭취 후 다양한 단계의 대사과정을 거쳐 결국 ATP 형태로 저장됩니다. 식품 속 전분이나 당류가 포도당으로 분해되기까지의 소화 과정, 세포 내에서 일어나는 해당작용(glycolysis)과 시트르산 회로(TCA cycle), 전자전달계(ETC)까지, 복잡하지만 놀라운 효율을 자랑하죠. 이번 글에서는 탄수화물의 소화·흡수부터 최종 에너지 생성까지 5단계로 나누어 상세히 살펴보고, 각 단계별 핵심 효소와 조절 기전을 이해할 수 있도록 도와드립니다.

 

탄수화물이 유발하는 두드러기 완전 분석: 원인부터 대처법까지

탄수화물이 유발하는 두드러기 완전 분석: 원인부터 대처법까지 - MAGAZINE

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목차

1. 소화 및 흡수: 전분에서 포도당으로
2. 해당작용(Glycolysis): 세포질에서 ATP 첫 단 맛보기
3. 피루브산 전환 및 시트르산 회로 진입
4. 전자전달계(ETC)와 산화적 인산화
5. 조절 기전과 호르몬의 역할

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1. 소화 및 흡수: 전분에서 포도당으로

• 전분 소화 시작: 입의 타액 아밀라아제(salivary amylase)가 전분의 α-1,4 결합을 부분 분해
• 소장 소화: 췌장 아밀라아제(pancreatic amylase)가 더 세분화 → 올리고당, 이당류 생성
• 단당류로 최종 분해: 소장 융모 상피세포의 브러시 보더 효소(sucrase, maltase, lactase 등)가 이당류를 포도당, 과당, 갈락토스로 분해
• 포도당 흡수: SGLT1·GLUT2 운반체를 통해 혈관으로 유입

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2. 해당작용(Glycolysis): 세포질에서 ATP 첫 단 맛보기

• 10단계 반응: 포도당 → 글루코스-6-인산(Glc-6-P) → 프럭토스-1,6-비스포스페이트 → 피루브산(Pyr)
• 주요 효소: 소키나아제, 포스포프럭토키나아제, 피루브산키나아제
• ATP 수익: 2 ATP + 2 NADH 생성
• 의미: 산소가 없어도(무산소 조건) 빠르게 ATP를 공급

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3. 피루브산 전환 및 시트르산 회로 진입

• 피루브산 탈탄산: 피루브산 탈수소효소(PDH complex) → 아세틸-CoA 형성
• 시트르산 회로 진입: 아세틸-CoA + 옥살로아세트산 → 시트르산 → 이소시트르산…
• 생성 분자: 1 회전당 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP(=ATP) 생성
• 기능: 세포 내 미토콘드리아 매트릭스에서 일어남

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4. 전자전달계(ETC)와 산화적 인산화

• 전자 운반체: NADH, FADH2가 전자를 복합체 I~IV로 전달
• 양성자 기울기 형성: 미토콘드리아 내막을 가로지르는 H+ 농도차 형성
• ATP 합성: ATP 합성효소(Complex V)에서 H+ 유입 시 ADP + Pi → ATP
• 최종 산물: 1 분자 포도당 당 34 ATP 이상 생성

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5. 조절 기전과 호르몬의 역할

• 인슐린: 고혈당 시 해당작용 촉진, 글리코겐 합성 유도
• 글루카곤: 저혈당 시 포도당 신생합성(gluconeogenesis) 촉진
• AMP 활성화 단백질 키나제(AMPK): 에너지 고갈 시 ATP 생성 경로 활성화
• 전사 조절: PPAR, SREBP-1 등 대사 효소 발현 조절

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탄수화물 대사과정을 이해하면 에너지 생성 효율과 대사 질환의 이해로 이어집니다. 위 내용을 바탕으로 각 단계의 핵심 효소와 조절 인자를 파악하여 영양·운동 계획 수립에 활용해 보세요.

 

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