탄수화물 섭취가 부족할 때 단백질과 지방이 에너지원으로 사용되는 이유가 궁금합니다.

Question

탄수화물 섭취가 부족할 때 우리 몸에서 단백질과 지방이 에너지원으로 사용되는 이유가 궁금합니다. 탄수화물이 주요 에너지원으로 사용되는 것으로 알고 있지만, 섭취량이 부족하면 지방이 분해되어 에너지로 사용되고 단백질도 에너지원으로 이용될 수 있는 과정이 어떻게 이루어지는지 잘 모르겠습니다. 지방이 지방산과 글리세롤로 분해되어 에너지를 만드는 과정과, 단백질이 아미노산으로 분해된 후 에너지 생성에 이용되는 과정이 서로 어떻게 다른지도 궁금합니다. 또한 탄수화물이 부족한 상태에서 단백질이 에너지원으로 사용되면 근육 손실이 발생할 수 있는 이유와 지방 분해 과정에서 케톤체가 생성되는 이유도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요, 질문하신 내용 잘 확인해 보았습니다.

인체는 에너지를 빠르고 효율적으로 생성하기 위해서 탄수화물(포도당)을 주원료로 사용하게 된답니다.

그러나 탄수화물 섭취가 부족해지면 혈당을 유지하고 생존하기 위해서 저장된 에너지를 활용하는 대체 대사 경로가 활성화되면서 지방과 단백질이 쓰이게 된답니다. 우선 지방은 지방분해 과정을 통해서 글리세롤과 유리 지방산으로 쪼개지게 된답니다. 이중에 지방산은 미토콘드리아에서 베타산화 과정을 거쳐서 아세틸-CoA로 변환되면서 에너지를 만들게 됩니다.

여기서 탄수화물이 심하게 부족해지면 아세틸-CoA가 정상적인 에너지 회로(TCA 회로)에 완전하게 진입하지 못하고 간에 축적이 되는데, 인체는 이를 뇌와 장기의 대체 연료로 쓰기 위해서 케톤체로 변환시키게 됩니다.

반면에 단백질은 체내에 잉여 에너지용으로 저장되는 형태가 없답니다. 따라서 탄수화물 고갈시 혈당을 만들고 에너지를 내기 위해서 어쩔 수 없이 인체의 근육 조직을 분해해서 아미노산을 얻게 되고, 이로 인해서 필연적으로 근손실이 발생하게 된답니다. 분해된 아미노산은 간에서 질소가 제거된 후 포도당으로 새롭게 합성된다거나 직접 대사 회로에 투입이 되겠습니다.

지방은 본래 설계된 예비 저장고로서 분해되며 에너지를 낸다거나 케톤체를 만드는 반면에, 단백질은 신체를 구성하는 중요한 성분임에도 비상시 혈당 유지와 생존을 위해서 불가피하게 희생되니 근육 감소라는 대가를 치르게 되는 차이가 있겠습니다.

조금이나마 참조가 되셨으면 좋겠습니다. 감사합니다 ^ ^