탄수화물의 체내 대사 및 기능

목차

• 탄수화물의 체내 대사(소화와 흡수)
• 탄수화물의 에너지 공급
• 올리고당의 기능
• 식이섬유의 기능

1. 탄수화물의 체내 대사

1) 소화

음식으로 섭취한 탄수화물은 입에서 침에 존재하는 아밀라아제에 의해 일부 전분이 다당류와 이당류 단위로 분해되면서 소화가 시작됩니다. 탄수화물과 아밀라아제 혼합물이 위로 가면 침의 아밀라아제는 위의 강산에 의해 불활성화가 되면서 위에서는 더 이상의 탄수화물의 분해 및 소화가 일어나지 않습니다. 

탄수화물이 소장으로 이동되면 췌장의 아밀라아제가 소장으로 분비되어 전분의 다당류를 이당류로 분해하며, 소장 벽에 있는 탄수화물 소화효소(수크라아제, 말타아제 등)는 이당류를 다시 단당류로 분해합니다. 

한편 탄수화물 중 체내 소화효소로 분해되지 않는 섬유소는 소장을 통해 대장으로 이동합니다. 여기서 소화되지 않은 수용성 식이섬유와 올리고당은 대장 박테리아에 의해 발효되어 산과 가스가 발생합니다. 불용성 식이섬유와 일부 탄수화물은 변으로 배설됩니다. 

 

 

※식후 혈당 억제에 도움이 되는 기능성 원료

대두나 토치대두로부터 추출한 콩 발효추출물의 Tris성분은 전분이 맥아당으로 분해되는 과정이나 이당류인 맥아당 또는 설탕이 단당류(맥아당의 경우 두 개의 포도당, 설탕의 경우 포도당과 과당)로 분해되는데 관여하는 알파-아밀라아제, 말타아제, 수크라아제 등의 효소의 활성을 억제함으로써 당의 흡수를 억제하여 식후 혈당을 건강하게 유지하는데 도움을 줄 수 있습니다. 

 

2) 흡수

최소 단위로 분해된 단당류, 즉, 포도당, 과당, 갈락토스들은 소장에서 흡수되어 문맥을 통해 간으로 수송되며, 혈액으로 직접 방출되어 근육세포, 지방세포, 기타 체세포에서 에너지원으로 이용되고, 나머지는 간과 근육에서 글리코겐 형태로 저장되기도 하고, 간의 글리코겐 저장량이 초과되면 지방 합성에 사용됩니다. 

 

 

2. 탄수화물의 체내 기능

1) 에너지 공급

탄수화물의 최종 분해 산물인 포도당은 1g에 4kcal의 열량을 냅니다. 체내에 흡수된 포도당은 신체 각 조직에서 이용되는데, 근육세포에서는 아세틸-CoA를 거쳐 ATP로 전환되어 에너지로 이용되고, 일부는 글리코겐으로 저장됩니다. 지방세포에서는 근육세포에서와 마찬가지로 아세틸-CoA를 거쳐 ATP로 전환되어 에너지로 이용되거나, 일부는 중성지방 형태로 저장됩니다. 

탄수화물은 에너지의 주요 공급원으로, 우리 몸은 이를 포도당으로 분해하여 에너지를 생성합니다. 포도당은 특히 뇌와 신경계 기능에 필수적이며, 포도당이 부족하면 집중력이 떨어지고, 피로감을 느낄 수 있어 학생들이나 직장인들의 공부나 업무 효율성을 위해 적정량의 탄수화물 섭취는 필요합니다. 

포도당은 고강도 운동을 할 경우 근육에 즉각적인 에너지를 제공하여 운동 성과를 높이는 데에 도움을 주는데, 글리코겐 형태로 저장된 탄수화물을 사용하여 활동 중 필요한 에너지를 생성하므로 보통 사람들(일반적으로 하루 총열량의 45-65%를 탄수화물로 섭취보다 더 많은 탄수화물이 필요합니다. 이들은 하루 최대 70%의 열량을 탄수화물로 섭취하여 운동 성과와 회복을 지원할 수 있습니다. 

 

 

※탄수화물 섭취가 극도로 적을 때

탄수화물의 섭취가 극도로 적을 경우에는, 혈중 포도당 농도가 감소하게 되고 체내의 필요한 포도당을 보충하기 위해 체단백질이 분해되면서 아미노산으로 포도당 합성이 일어나는 포도당 신생합성 과정이 일어납니다. 탄수화물 부족이 장기화될 경우에는, 체단백질의 손실을 줄이기 위해 체지방 분해가 시작되게 되는데, 탄수화물 섭취부족으로 옥살아세트산 수준이 낮아 지방분해로 생성된 아세틸-CoA가 구연산회로로 들어가지 못하고 불완전 산화가 일어나 케톤체가 생성됩니다. 이렇게 생성된 케톤체는 심장, 신장, 근육, 뇌에서 에너지로 사용될 수 있는데 케톤체 생성이 장기화될 경우 케톤증(케톤산증)이 유발될 수 있습니다. 

 

2) 올리고당의 기능

같은 당이라도 설탕은 먹으면 혈관으로 바로 흡수되어 고혈당 상태를 만들지만, 올리고당은 대장으로 이동하여 유산균의 일종인 비피더스균의 먹이가 되어 유익한 균들의 성장에 도움을 준 뒤 흡수됩니다. 또한 배변 원활에 도움을 주는 식이섬유와 비슷한 작용을 합니다. 

올리고당의 단맛은 설탕의 1/3밖에 되지 않아 충분한 단맛을 얻고자 과다하게 사용하면 여분의 칼로리가 신체에 축적되어 다이어트에 해가 될 수 있습니다. 올리고당을 사용할 때에는 적정량의 섭취가 중요합니다. 

 

3) 식이섬유의 기능

식이섬유는 물에 녹는지 여부에 따라 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유로 나뉘는데, 수용성 식이섬유의 경우 소장에서 겔을 형성하여 포도당이나 콜레스테롤의 흡수를 저해하여 급격한 혈당 상승을 억제하고 콜레스테롤 수치를 낮추는데 도움을 주기도 합니다. 또한, 수용성 식이섬유는 콜레스테롤로부터 합성되는 담즙산과 결합하여 담즙의 재흡수를 저해하는 역할을 하며 박테리아가 식이섬유를 발효하는 과정에서 생성된 단쇄지방산은 간에서 콜레스테롤 합성을 감소시킵니다.

불용성 식이섬유의 경우는 대장에 머물면서 변용적을 높이고, 수분보유량을 높이며, 장운동을 촉진하고 찌꺼기들이 장에 머무는 시간을 단축하는 역할을 함으로써 게실염과 대장암 발생 위험을 낮추는데 도움을 줍니다. 식이섬유의 종류에 따라 대변용적률이 달라지는데, 당근, 양배추, 밀겨 등은 대변용적을 많이 증가시키는 식품입니다.