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작성일 : 14-11-23 22:15
탄수화물(Carbohydrate) 1,2
 글쓴이 : 설경도
작성일 : 14-11-23 22:15 조회 : 3,214  
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탄수화물(Carbohydrate) 1
 
탄수화물은 당질과 섬유를 총칭한다. 당질은 탄소, 수소, 산소로 구성되며 분자 내에 1개 이상의 알콜기(-OH)와 1개 이상의 알데하이드기(-CHO ) 또는 케톤기(=CO)를 가진다.
당질은 태양 에너지와 탄산가스를 이용한 식물의 광합성 작용으로 생합성 된다. 인간 세포는 당질 합성이 불가능하여 식물성 음식을 통해 섭취한다.
한국인은 하루 에너지량의 65-70%를 곡류, 감자류, 과일, 설탕 등 당질성 식품에서 얻는다. 당질의 0.1 % 정도가 혈중(血中) 포도당으로 존재하며 나머지는 간과 근육에 글리코겐(glycogen) 형태로 저장된다. 성인 체내에는 당질 200 gm, 지방 15 Kg, 단백질 10 Kg 정도가 존재한다.
 
1)당질(CmH2nOn)
 
탄수화물의 종류
_____________________________________________________________________________
단순 당질(simple carbs)    복합 당질(complex carbs)
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단당류(monosaccharides)   다당류(polysaccharides)
-포도당(glucose)                 - 글리코겐(glycogen)
-과당(fructose)                    - 녹말(starch)
-젖당(galactose)                  - 식이 섬유질(fibers : nonstarch plysaccharides)
                                              + 수용성 섬유질
이당류(disaccharide)               + 불용성 섬유질
-맥아당(maltose)               올리고당(oligosaccharides)
-설탕(sucrose)
-유당(lactose)
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1) 단당류(monosaccharide)는 더 이상 가수분해 되지 않는 당질로서 소화 과정 없이 쉽게 흡수된다. 라이보스(ribose), 디옥시라이보스(deocyribose)는 핵산의 구조를 이루는 5 탄 당으로 체내에서 합성되며 포도당(Glucose), 과당(Fructose), 젖당(Galactose)은 대표적인 6 탄 당이다.
식품에 함유된 가장 흔한 형태는 6 탄 당이다. 유당(lactose)를 제외한 탄수화물은 모두 식물을 통해 섭취한다. 3 종류의 단당류(포도당, 과당 및 젖당)가 신체의 직접적 에너지원이며 당질 대사의 중심체다. 혈당이 증가하면 간과 근육 세포에서 포도당을 보관 형태인 글리코겐으로 전환(glycogenesis)시켜 저장한다. 반대로 혈당이 낮아지면 간에 저장시킨 글리코겐을 꺼내어 포도당으로 분해 시켜(glycogenolysis) 사용하고 추가 열량이 필요하면 단백질 분해 산물인 아미노산이나 지방 분해 산물인 글리세롤 등 당질이외의 영양소를 이용하여 포도당을 새로 합성 시켜(포도당 신생 합성 ; gluconeogenesis) 사용한다. 근육 세포에는 당 분해 효소가 없기 때문에 근육에 저장된 글리코겐은 포도당 신생 합성에 이용될 수 없고 단지 근육 운동의 에너지원으로만 사용된다.
 
2) 이당류(Disaccharide)는 6탕당 2분자가 결합된 당질이다. 포도당과 과당이 결합한 설탕(sucrose), 포도당과 포도당이 결합된 맥아당(maltose), 포도당과 젖당이 결합된 유당(lactose) 등이 있다.
 
3) 올리고당(oligosaccharide) :10개 미만의 단당류로 이루어진 당질이다. 내열성(耐熱性) 및 내산성(耐酸性이) 있어 식품 공업에 이용된다.
 
4) 다당류(polysaccharide) : 단당류중 주로 6탄 당이 직선 또는 가지 형태로 수없이 결합한 고분자 물질이다. 같은 종류의 단당류로 이루어진 단순 단당류(simple polysaccharide)에는 녹말(전분), 글리코겐(glycogen), 섬유소, 한천 등이 있고 서로 다른 종류의 단당류로 구성된 복합 다당류(compound or conjugated polysaccharide)에는 펙틴(pectin) 등이 있다
 
당질 기능

신체의 중요한 1차 에너지원으로 1 gm당 약 4 Cal의 열량을 낸다. 섭취한 당질은 모두 간장에서 포도당으로 전환되며 체내에서 98% 가량 이용된다.. 당질의 약 01.%가 혈중에 존재하여 혈액 100 ml 당 70-120 mg의 혈당을 유지한다. 포도당의 농도가 60 mg/dl 이하의 저혈당(hypoglycemia) 상태가 되면 세포 내 에너지 대사가 감소하여 어지럽거나 두통, 쇠약, 근육 경련 등을 유발할 수 있고 40 mg/dl 이하로 떨어지면 혼수 상태에 빠지기도 한다.
뇌 세포는 포도당 비축이 불가능하여 오직 혈당에만 의존하기 때문에 저혈당이 되면 뇌 세포의 에너지원이 결핍되어 뇌 손상을 초래할 위험이 있다. 이 상태가 소위 저혈당 쇼크(hypoglycemic shock)라는 것이다. 혈당은 식후 30분~1시간에 최고치에 도달하다. 2-3시간이 경과하면 정상치를 유지한다.
당질은 단백질 절약 작용(protein sparing effect)이 있다. 단백질은 조직 세포를 만들거나 보수하는 기능이 있다. 단식이나 기아 상태에서 신체에 당질 공급이 충분치 못하면 단백질을 대체 연료로 소모하기 때문에 신체 단백질의 합성을 저해한다. 따라서 당질을 충분히 섭취해야 단백질의 고유기능을 유지할 수 있다.
 
 
탄수화물(Carbohydrate) 2
 
당질의 소화, 흡수, 대사

소화기관 내에서 음식물을 분해하는 과정이 소화(Digestion)이며 소화로 형성된 분자 물질이 점막을 통해 체내로 진입하는 과정이 흡수다.
위산은 하루에 1200-1400 ml 정도 분비되며 소장 점막에는 약 500만개의 융모(Villi)가 존재한다. 융모는 모세혈관과 유미관으로 구성되며 수용성 성분은 모세혈관을 통해 흡수되고 지용성 성분은 유미관을 통해 흡수된 후 소장 임파관을 통해 정맥을 거쳐 심장에 들어가 전신으로 수송된다.
소장에 분비되는 장액은 하루에 700-800 ml를 분비하며 산도(pH)가 7-8 정도 되는 알칼리성이다.
 
췌장액의 1일 분비량은 700-1000 ml 정도이며 무색의 약 알칼리성이다. 최장액에는  단백질 분해 효소, 당질 분해효소, 지방 분해 효소를 함유하고 있다. 담즙은 간장에서 생성되어 담낭에 저장된다. 하루에 500-1100 ml를 분비하며 고지방식, 고 단백식을 하면 더욱 증가한다. 담즙산은 콜레스테롤에서 생성되며 섭취 지방의 유화(乳化)와 흡수에 관여한다. 대장의 길이는 약 1.7 m이다. 주로 수분을 흡수하고. 음식의 찌꺼기를 분변으로 내보낸다.
 
당질의 소화

섭취 음식물에는 전분 등 다당류가 대부분이며 이들이 가수분해되어 단당류가 된다. 위에는 당질 소화 효소가 없어 당질을 분해시키기보다는 위장 벽의 기계적 작용으로 음식을 자잘한 덩어리로 만든다. 위장에서  산성화된 음식이 십이지장으로 넘어가면 알칼리성인 췌액, 장액, 담즙으로 중화되어 장내 효소와 쉽게 작용한다. 췌장액의 아밀라제(Amylase)가 전분 등 당질을 단당류로 변화시키고 대장에서는 소장에서 분해되지 않은 셀룰로우스(Cellulose)를 대장 세균으로 발효, 부패시켜 젖산, 이산화 탄소 등의 형태로 대변을 통해 배설된다.
 
당질의 흡수

당질이 소화되어 단당류가 되면 장에서 흡수되어 문맥계를 거쳐 간장으로 들어간다. 장에서 흡수되지 않은 일부 단당류는 장내 세균에 의해 발효시켜 처리한다.
 
간장 내의 당질대사

1) 포도당을 글리코겐으로 전환시키고 갈락토스나 과당을 글리코겐 또는 포도당으로 바꾼다. 포도당을 산화시켜 에너지를 생성하고 포도당 신생합성이 일어나며 포도당으로부터 몇 종류의 아미노산을 만들어 내거나 포도당으로부터 지방산을 생성하기도 한다.
 
간 글리코겐의 생성과 분해

간장은 다른 조직에 비해 글리코겐의 양이 많아 2-8%에 이르고 체내 요구에 의해 분해와 생성을 반복한다. 우선 포도당이 인산과 결합하여 G-6-P가 되면서 화학 반응이 시작된다
.
         ATP  ADP
              ∪
Glucose ----->  G-6-P     ↔     G-1-P      ↔     Glycogen
             ↑          ↓   G-6-phosphatase
      Hexokinase  Glucose
 
근육 내 당질 대사

혈중 포도당을 글리코겐으로 전환시킨다. 글리코겐 생성과정은 간장에서와 동일하다. 근육 글리코겐은 분해되어 제 2공장과 제 3 공장에서 ATP 밧데리를 만들어 낸다.
제 3 공장(구연산 회로)은 당질, 지질, 단백질 대사의 상호 변환에 매우 중요한 역할을 한다. 특히 제 3 공장의 공정인 구연산 회로에서 아세틸 CoA는 지방산이나 아미노산 대사를 연결하는 중요한 구실을 한다.
 
당신생 합성(Gluconeogenesis)

간장에서 글리코겐을 제외한 피루브산, 젖산, 아미노산, 글리세롤 등 당질 이외의 물질로 포도당을 만들어내는 과정이 당신생 합성이며 일정 수준의 혈당을 유지하는데 기여한다.
 
당질, 단백질, 지질 대사의 상호 관계
1)여분의 당질은 체지방 생성
포도당은 간이나 근육에 글리코겐으로 저장된다. 그러나 신체의 글리코겐 저장량은 한도가 있기 때문에 간장에서는 여분의 포도당으로 지방을 합성하여 중성지방(체지방)으로 저장한다.. 저장 지방은 필요에 따라 다시 분해된 후 구연산 회로에 합류하여 에너지를 생산한다..
2)당질의 중간 대사 물질로 아미노산 생성

탄수화물의 중간대사 산물인 알파 케토 글루타린산( α-Keto Glutaric acid)은 아미노산 생성의 재료가 된다.
 
섬유소=식이 섬유 (Cellulose = Dietary Fiber)
 
섬유소는 식물 세포막의 주성분이며 자연계에 있는 유기물 중에서 가장 많이 존재한다. 인체에는 섬유소를 분해하는 효소(Cellulase)가 없기 때문에 영양소가 될 수 없다. 섬유소는 소화가 되지 않아 비만을 방지하고 소화관을 자극하여 연동운동을 촉진하여 대변의 배설을 쉽게 한다. 인체의 쓰레기 청소부 역할을 하는 것이다. 또한 혈중 콜레스테롤을 떨어뜨려 허혈성(ischemic) 심장 질환에 효과적이며 당질 흡수를 저하시켜 당뇨병 식이요법에 적합하다.
섬유소는 수용성 식이 섬유와 비수용성 식이 섬유가 있다. 수용성 식이 섬유는 물에 잘 녹아 소장에서 소화 흡수를 억제하고 담즙산의 분비를 증가시키고 비수용성 식이 섬유는 오히려 물을 흡수하는 성질이 있어 대변의 양이 증가하며 장벽 자극으로 장의 움직임을 촉진시키고 지방이나 나트륨의 배설을 증가시킨다. 섬유소는 식품 착색제로도 사용된다. 식이 섬유는 생 야채에 많을 것 같지만 해조류, 콩류, 감자, 무말랭이, 고사리, 된장찌개  등의 한식 요리에 다량 함유되어 있다.
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설경도 14-11-23 22:54
 
탄수화물, 화학 구조(Carbohydrates, Chemical Structure)
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설경도 14-11-23 22:56
 
당분-달콤한 독

설탕은 건강에 해로운 물질이다. 매년 1인당 평균 설탕 소비량은  약 32 Kg이나 된다. 대개 청량 음료, 사탕, 과자류, 당분이 첨가된 곡물이나 가공식품을 통해 섭취한다. 포도당 자체는 반드시 유해한 것만은 아니다. 해로운 것은 백설탕이다. 가장 강력한 탄수화물 중의 하나이며 60-100조에 이르는 신체 세포 하나 하나에 피해를 준다. 

탄수화물은 자연 식품과 인공 식품을 통해 섭취한다.

완두 콩, 콩, 곡물 등의 자연적 탄수화물은 신진대사의 중요한 성분이다. 오랜 시간동안 포만감을 느끼게 하며 다량의 섬유질을 포함한다. 또한 장을 청결하게 하고 비만을 유발하지 않는다. 그러나 가공되고 정제된 식료품, 국수, 백미, 밀가루 음식, 과자류, 흰 빵, 백설탕 등 인공적 탄수화물은 신체 조직에 무리를 주고 나쁜 아이코노사이드를 엄청나게 촉진시킨다. 너무 많은 설탕을 먹으면 수명을 단축시킨다. 설탕은 세포의 독소다. 설탕을 피하는 것은 성공 노화의 전략이다. 

설탕에는 두 종류가 있다. 탄소 원자가 단일 고리인 모노사카라이드(monosaccharide)와 이중 고리인 디 사카라이드(disaccharide)다. 과일에 들어있는 과당이나 포도에 많이 들어있는 포도당은 모노사카라이드이며 정제된 백 설탕은 디사카라이드다. 우유와 우유 가공품에 들어있는 유당은 디사카라이드이며 꿀은 모노 사카라이드인 과당과 포도당이 혼합되어 있다. 

충치와 설탕

충치와 치주염을 방지하는 치아 위생도 노화 방지의 중요한 사안이다. 잇몸의 염증은 심근 경색증 등 여러 가지 질병을 유발할 수 있기 때문이다. 치아의 가장 큰 적은 흰 설탕, 밀가루 음식, 아이스크림 또는 설탕을 넣은 커피다. 스트렙토코커스 무탄스(Streptococcus mutans)는 입 속에서 음식을 예비 소화시키는 무해한 세균이다. 그러나 설탕을 대하면 이들 세균이 치아 사이에 폴리사카라이드 결정체를 만들어 저장한다. 세균의 신진 대사 폐기물로 형성된 유산이 폴리사카라이드 결정체 아래에 축적, 농축되면 치아 표면을 공격하여 에나멜질에 구멍을 낸다. 따라서 치아 보호를 위해 가급적 백설탕을 피하고 그 대신 꿀이나 과당 또는 포도당으로 대체하는 것이 바람직하다. 

청량 음료의 설탕은 약 40%에 이른다. 음료수 캔 하나에 열 두개의 각설탕이 들어있는 셈이다.
 
   
 

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