완전 기아가 3주정도 지속되면 신체 단백량과 저장 지방의 점진적 고갈, 혈중 케톤체의 대폭 증가, 적혈구와 콩팥 수질에서 젖산을 이용한 포도당 신생 합성 등을 통해 신체는 기아 상태에 적응하여 일종의 평형상태를 유지한다. 기아에 적응된 신체는 음식 섭취로 중단되지만 기아가 지속되면 호흡 근육과 폐 기능을 약화시켜 폐렴 등으로 사망할 수 있다. 지방 저장량에 의해 생존 기간이 좌우되며 지방 저장량이 완전 고갈되어 단백질의 추가(追加) 손실이 급격해지면 치명적일 수 있다. 인간은 완전 절식으로 2개월 정도 버틸 수 있다
기아상태의 대사(2)
기아상태의 대사
신체는 절식이나 기아의 위협에 대항하기 위해 유익한 방향으로 대사 반응을 유도하는 방어전략을 내장하고 있다.
신체의 연료 저장
1)당질
신체에 저장된 가용 포도당은 뇌의 대사 연료로 사용할 때 2시간 정도 지탱할 수 있는 분량에 불과하다. 따라서 당질의 저장은 생존에 필수적이다. 포도당을 저장하기 위해서는 우선 포도당을 글리코겐으로 바꾸어야 한다. 삼투압이 야기하는 문제 때문에 포도당을 그대로 세포 내에 저장할 수 없기 때문이다. 거의 모든 신체 조직에 글리코겐을 저장하고 있지만 에너지용 글리코겐은 간과 골격근에 저장한다. 골격근은 체중의 약 40%를 차지하며 이곳에 저장된 글리코겐의 총량은 골격근 1 kg 당 15 g 정도로서 350-400 g 가량이다. 근육에는 글루코스-6-포스파타제라는 효소가 없기 때문에 글리코겐을 직접 포도당으로 바꾸어 순환 혈액으로 송출할 수 없다. 따라서 글리코겐을 젖산염(lactate), 피루베이트(pyruvate), 알라닌(alanine)등으로 변화시킨 후 간으로 보내야만 간에서 포도당으로 전환된다. 간에서는 저장 글리코겐을 직접 포도당으로 바꾸어 신체 요구에 의해 포도당을 공급한다. 간의 글리코겐 총 저장량은 50-120 g 정도이다. 체내 글리코겐 저장량은 뇌의 하루 소모량과 비슷하다. 따라서 하루 정도 금식하면 생명을 부지한다.
2)지방
체내 지방량은 체중의 15-30% 정도이며 평균 10-20 kg으로 당질에 비해 훨씬 많다. 신체는 약 50일분의 에너지를 저장하고 있다. 세포는 트리글리세라이드 형태로 지방 에너지를 비축한다.
기아상태의 대표적 대사 적응은 대사율이 감소하는 것이다. 건강한 사람이 기아상태에서 60일까지 생존한 기록이 있다. 그러나 일부 조직과 장기는 지방산 연소 능력이 없어 포도당 이외의 연료를 에너지원으로 사용할 수 없다. 따라서 여분의 에너지를 지방으로만 비축하는 것은 문제가 있다. 지방산 분해로 생성된 아세틸 CoA는 유산소 공장에서 완전 연소되기 때문에 당 신생 합성을 통해 포도당으로 전환될 수 없다. 다만 트리글리세라이드 분해 산물인 글리세롤만이 당 신생 합성의 재료로 사용된다.
기아 상태에서 적응하는 방법 중 하나는 지방산을 케톤체로 변화시켜 포도당만을 에너지원으로 요구하는 뇌에 공급하는 것이다.
3)아미노산
아미노산은 에너지원으로 쓰이기도 하고 포도당이나 지방산으로 변환되기도 한다. 신체 단백질 에너지는 200 MJ 정도이지만 모두 저장 에너지가 아니다.
동물은 에너지 저장 목적으로 단백질을 만들지 않는다. 모든 단백질은 신체 구조, 효소 등의 특수 기능을 가지고 있기 때문에 신체 단백질을 에너지원으로 사용하면 단백질의 고유 기능을 상실할 수 있기 때문이다. 실제로 기아상태에서 당질과 지방질이 비축 에너지로 사용되나 단백질은 비교적 유지되는 경향이 있다. 설령 아미노산을 에너지원으로 써야할 극한 상황이라도 주로 골격근의 단백질을 사용한다. 골격근을 제외한 다른 기관이나 조직 단백질은 생명과 직결된 기능을 하기 때문에 비교적 유지되는 것이다. 에너지용 아미노산의 주 공급원은 골격근 단백질인 셈이다. 그러나 골격근 단백질의 1/2 이상이 손실되면 호흡근이 약화되어 폐렴 등으로 사망할 수 있다. 체내 총 단백질량 10-15 kg 가운데 골격근 단백질은 5 kg 정도이다.
인체의 에너지 저장
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에너지 저장량(체중 65 kg) 에너지 당량 에너지 공급원으로 사용될 수 있는 기한(일)
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당질
포도당 12 g 0.2 MJ 0.02(30 min)
글리코겐 450 g 7.65 MJ 0.77 (18 hrs)
지방질
트리글리세라이드 15 kg 550 MJ 55
단백질 12.5 kg 210 MJ 21
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