인간의 몸은 특별한 생존 방식을 가지고 있습니다. 에너지원이 부족하더라도 신체는 여전히 다른 공급원에서 에너지를 얻기 위해 포도당신생합성이라는 과정을 수행할 수 있습니다.
포도당신생합성이란?
출처: WebMD Gluconeogenesis는 비 탄수화물 물질에서 포도당을 형성하는 과정입니다. 이 과정은 동물, 식물, 곰팡이, 박테리아에서 발생할 수 있습니다. 인간의 경우 비탄수화물 공급원으로부터 포도당이 형성되는 것은 간과 신장에서 발생합니다.
신체의 주요 에너지원은 설탕(포도당)입니다. 음식에서 얻은 설탕은 분해되어 일련의 화학적 과정을 거쳐 ATP(아데노신 삼인산)를 생성합니다. ATP는 신체 세포에 에너지를 전달하는 물질입니다.
신체의 포도당 수치가 증가하면 췌장은 인슐린을 방출하여 반응합니다. 이 호르몬은 과잉 포도당을 글리코겐 형태의 에너지 비축량으로 전환하는 기능을 합니다. 글리코겐은 근육과 간 세포에 저장됩니다.
포도당을 사용할 수 없을 때 신체는 다른 에너지원을 사용하도록 전환해야 합니다. 세포에서 일련의 화학적 과정을 통해 신체는 글리코겐을 ATP로 분해할 준비가 된 포도당으로 다시 전환합니다.
그러나 이 과정은 신체에서도 글리코겐이 부족할 수 있기 때문에 연속적이지 않습니다. 이 상태는 일반적으로 단식, 저탄수화물 다이어트 또는 기타 요인으로 인해 신체가 8시간 동안 음식을 섭취하지 못한 후에 발생합니다.
이 기간 동안 글리코겐 저장량이 감소하기 시작하고 신체는 다른 공급원으로부터 포도당을 필요로 합니다. 이것은 포도당 신생 과정이 일어나는 곳입니다. 이 과정은 젖산, 글리세롤 또는 아미노산과 같은 비탄수화물 물질을 포도당으로 전환합니다.
포도당 신생합성의 에너지 형성 단계
먼저 포도당신생합성의 '원료'가 어떤 물질인지 알아야 합니다. 이 과정에는 세 가지 화합물이 있습니다.
- 신체의 근육이 작용할 때 생성되는 젖산,
- 지방 조직에서 트리글리세리드의 분해에서 파생된 글리세롤 뿐만 아니라
- 아미노산(특히 알라닌).
이 세 가지 물질은 복잡한 화학 과정을 거쳐 피루브산이라는 물질을 생성합니다. 이 피루브산은 포도당을 생성하기 위해 포도당신생합성을 겪습니다.
포도당의 형성은 피루브산과 여러 유형의 효소를 포함하는 복잡한 과정입니다. 간단히 말해서, 피루브산이 포도당이 되기 위해 거쳐야 하는 단계는 다음과 같습니다.
- Pyruvate는 pyruvate carboxylase 및 PEP carboxykinase 효소의 도움으로 포스포에놀피루베이트(PEP)로 전환됩니다.
- 효소 fructose 1,6-bisphosphatase의 도움으로 PEP를 fructose 6-phosphate로 전환. 이 단계는 과일에 자연적으로 포함된 당인 과당에서 파생 화합물을 생성합니다.
- 과당 6-포스파타제가 포도당 6-인산으로 전환. 그런 다음 포도당 6-인산은 효소 포도당 6-포스파타아제의 도움으로 포도당으로 전환됩니다.
포도당신생합성의 전체 과정은 글루카곤과 코티솔과 같은 혈당을 조절하는 호르몬의 영향을 받습니다. 따라서 이러한 호르몬에 장애가 있으면 포도당 형성 과정도 영향을 받을 수 있습니다.
인체에 대한 포도당 신생합성의 이점
포도당 신생합성의 주요 기능은 음식을 섭취하지 않을 때 체내 포도당의 안정성을 유지하는 것입니다. 일부 신체 조직은 포도당에만 에너지원으로 의존하기 때문에 이 기능은 매우 중요합니다.
예를 들어, 뇌가 24시간 동안 기능하려면 약 120g의 포도당이 필요합니다. 뇌에 충분한 포도당이 공급되지 않으면 사고, 학습 및 기억 능력을 조절하는 신경 세포 간의 통신이 중단될 수 있습니다.
뇌는 케토시스와 같은 다른 에너지 형성 과정에 의존할 수 있지만 적혈구, 신장 수질 및 고환에는 의존할 수 없습니다. 정상적으로 기능하려면 이 세 조직이 포도당을 안정적으로 섭취해야 합니다.
몸이 글리코겐 형태로 저장된 에너지를 계속 사용할 수 있기 때문에 몇 시간 동안만 단식하는 경우에는 문제가 되지 않을 수 있습니다. 신체는 글리코겐을 포도당으로 전환할 수 있으며 포도당은 ATP로 전환될 수 있습니다.
그러나 앞에서 설명한 것처럼 먹지 않으면 저장된 글리코겐이 고갈됩니다. 간에 저장된 글리코겐은 24시간 이내에 고갈되며 이 시점에서 신체는 포도당을 생성하기 위해 포도당 신생합성에 의존합니다.
이 과정을 통해 신체는 여전히 낮은 에너지 조건에서 정상적으로 작동할 수 있습니다. 비탄수화물 물질로부터 포도당을 형성하는 과정은 낮은 당 수치로 인한 건강 문제를 예방하는 데도 도움이 됩니다.
