[건강상식] 운동 생리학에서 포도당 신생에 대해 알려주세요, 포도당 신생의 중요한 경로, 에너지 홈오타시스

안녕하세요 공남녀스텔라입니다 포도당 신생은 인체가 탄수화물이 부족할 때 간과 신장에서 포도당을 합성하는 대사 과정을 말하는데요, 포도당 신생의 중요 경로는 무엇인지, 에너지 홈오타시스와 어떤 관련이 있는지 알려드립니다

 

포도당신생의 개념

 

운동 생리학에서 포도당 신생(glucogenesis)은 중요한 개념입니다. 포도당 신생은 인체가 탄수화물이 부족할 때 간과 신장에서 비탄수화물 전구물질(예: 락테이트, 글리세롤, 아미노산)을 사용하여 포도당을 합성하는 대사 과정을 말합니다.

운동 중이나 운동 후에 근육에서 사용된 에너지를 보충하기 위해 이 과정이 특히 중요합니다. 운동을 하면 근육에서 글리코겐이 분해되어 포도당이 생성되고, 이 포도당은 에너지로 사용됩니다. 운동이 장기간 지속될 때는 근육과 간의 글리코겐 저장량이 소진될 수 있기 때문에 포도당 신생을 통해 추가적인 포도당이 필요하게 됩니다.

특히, 장기간의 지구력 운동이나 고강도의 인터벌 트레이닝 후에는 포도당 신생이 활발히 일어나는데, 이는 운동 중과 운동 후에 근육이 회복하고, 성장하며, 에너지 저장량을 재충전하는데 필수적입니다. 따라서 운동 생리학에서는 이 과정을 통해 운동 성능을 유지하고 향상시키기 위한 전략을 개발하는데 많은 관심을 기울입니다.

 

포도당 신생의 중요한 경로들

 

1. 무산소 고강도 운동 후 휴식/저중강도 운동 시 근육에 축적된 젖산이 간으로 이동하여 포도당으로 전환: 이 과정은 Cori Cycle(코리 사이클)로 알려져 있습니다. 근육에서 무산소 운동 중 생성된 젖산(lactate)은 혈류를 통해 간으로 운반되고, 간에서는 이 젖산을 다시 포도당으로 합성합니다. 이렇게 생성된 포도당은 혈류를 통해 다시 근육으로 운반되어 에너지 공급원으로 사용될 수 있습니다.

2. 지방이 분해한 글리세롤이 간에서 포도당으로 전환: 지방 조직에서 분해된 지방산과 함께 생성되는 글리세롤은 간으로 운반됩니다. 간에서 글리세롤은 글리세롤 3-인산으로 변환되고, 이는 결국 포도당 생산의 중간체인 포스포에놀피루브산(PEP)으로 전환될 수 있습니다. 이 경로는 주로 장기간 지속되는 지구력 운동 중 또는 식사 후 지방 대사가 증가했을 때 활성화됩니다.

3. 아미노산이 포도당으로 전환: 단백질 분해 과정에서 발생하는 아미노산은 간으로 운반되어 포도당 신생의 원료로 사용될 수 있습니다. 이 과정은 주로 식사 후 혹은 극심한 근육 소모 상태에서 관찰됩니다. 특히 글루코겐(gluconeogenic) 아미노산은 직접 포도당으로 전환될 수 있는 능력을 가지고 있습니다.

4. 피루브산이 옥살로아세트산으로 전환 후 PEP로 역전환되고 포도당으로 전환: 이 과정은 포도당 신생의 핵심 경로 중 하나입니다. 피루브산은 먼저 옥살로아세트산으로 변환되고, 이는 효소 반응을 통해 포스포에놀피루브산(PEP)으로 역전환됩니다. PEP는 다른 과정을 거쳐 최종적으로 포도당으로 합성됩니다. 이 경로는 특히 탄수화물 섭취가 제한적인 상태에서 중요합니다.

이러한 과정들은 모두 운동과 식사 패턴에 따라 조절되며, 에너지 홈오타시스 유지에 중요한 역할을 합니다.

 

에너지 홈오타시스란?

 

에너지 홈오타시스(energy homeostasis)는 체내에서 에너지의 균형을 유지하는 과정입니다. 이는 섭취한 에너지(음식으로부터 얻은 칼로리)와 소비된 에너지(일상 활동 및 대사 과정에서 사용된 에너지) 사이의 균형을 말하며, 이 균형이 잘 유지될 때 우리 몸은 건강한 상태를 유지할 수 있습니다.

에너지 홈오타시스는 여러 호르몬과 신경계 신호에 의해 조절되며, 주요 기관들이 이 과정에 참여합니다. 예를 들어, 인슐린과 글루카곤과 같은 호르몬은 간에서의 글리코겐 합성 및 분해를 조절하여 혈당 수준을 조절합니다. 또한, 렙틴(leptin), 그렐린(ghrelin)과 같은 호르몬은 식욕을 조절하며 에너지 섭취를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

에너지 홈오타시스는 다음과 같은 중요한 기능을 합니다:

에너지 저장: 과잉의 에너지는 주로 지방 조직에 저장됩니다. 이는 나중에 에너지가 부족할 때 사용될 수 있습니다.
에너지 분배: 체내에서 사용 가능한 에너지는 다양한 기관과 세포에 분배되어 일상적인 기능과 활동을 수행하는 데 필요한 에너지를 제공합니다.
에너지 생성과 사용: 식사를 통해 섭취한 영양소는 소화과정을 통해 분해되고, 이를 통해 에너지가 생성됩니다. 생성된 에너지는 신체의 모든 활동과 생리적 과정을 지원합니다.

 

에너지 홈오타시스의 장애는 비만, 당뇨병, 대사 증후군 등 여러 건강 문제로 이어질 수 있으며, 이러한 상태는 종종 에너지 섭취와 소비 사이의 불균형에서 비롯됩니다. 따라서 건강을 유지하기 위해 에너지 홈오타시스를 잘 관리하는 것이 중요합니다.