동물의 에너지원을 포도당이 아닌 글리코겐 형태로 저장하는 편이 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 동물이 탄수화물을 섭취하고 에너지원에 저장할 때 단당류인 포도당이 아닌 다당류인 글리코겐 형태로 저장을 하는 이유가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
동물이 포도당 대신 글리코겐으로 저장하는 이유는 두가지인데, 첫번쨰로 삼투압문제입니다. 수천개의 포도당을 자유상태로 두게되면 세포 내 삼투압이 급격히 높아지기때문에 세포가손상되지만, 다당류형태의 글리코겐은 큰 분자이기 떄문에 삼투압에 크게 영향을 받지 않습니다.
두번째로, 글리코겐은 가지구조를 가지고있어 필요할때 여러곳에서 동시헤 효소가 분해가 가능합니다. 즉, 빠르게 에너지로 변환이 가능한형태이기떄문에 우리몸이 애용하는 형태라고 할수 있습니다.
감사합니다.
동물이 포도당을 글리코겐 형태로 저장하는 이유는 크게 삼투압 조절과 효율적인 공간 활용을 위해서 입니다.
포도당은 물에 용해되는 성질을 가지고 있어 세포 내 포도당 농도가 높아지면 삼투압이 증가합니다.
그래서 세포로 물이 유입되게 만들어 세포가 팽창하거나 심한 경우 터질 수도 있게 만들수 있죠. 반면, 글리코겐은 다당류로 분자량이 커서 삼투압에 미치는 영향이 거의 없습니다. 그래서 포도당을 글리코겐 형태로 저장하면 삼투압 변화를 최소화하여 세포의 안정성을 유지할 수 있는 것이죠.
또한 단일 포도당 분자 여러 개를 저장하는 것보다 이들이 결합된 하나의 큰 글리코겐 분자 형태로 저장하는 것이 세포 내에서 훨씬 효율적입니다. 글리코겐은 포도당 단위로 쉽게 분해될 수 있는 구조이기 때문에 에너지가 필요할 때 언제든 다시 포도당으로 전환되어 사용될 수도 있죠.
동물은 포도당을 글리코겐으로 전환하여 저장하는데, 이는 세포 내 삼투압 균형을 유지하고, 필요 시 포도당을 신속하게 공급하기 위함입니다. 포도당은 물에 용해되어 세포 내 삼투압을 높일 수 있지만, 여러 포도당 분자가 결합된 글리코겐은 용해도가 낮아 삼투압에 영향을 주지 않아 세포 손상을 방지합니다. 또한, 글리코겐은 필요 시 즉각적으로 분해되어 에너지원으로 사용될 수 있어 갑작스러운 고강도 활동에 필요한 포도당을 효율적으로 공급합니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 것처럼 동물이 포도당(단당류) 대신 글리코겐(다당류)으로 에너지를 저장하는 이유는 크게 삼투압 조절과 효율적인 에너지 저장 때문인데요, 만약 세포가 에너지를 포도당 분자(단당류) 형태로 저장한다면, 같은 양의 에너지를 위해 엄청나게 많은 개수의 포도당 분자가 세포 안에 존재해야 합니다. 이렇게 세포 안에 작은 분자가 많이 존재하면, 삼투압(osmotic pressure)이 급격히 올라가서 물 분자가 세포 안으로 유입되어 세포가 붓거나 파열될 위험이 있는데요,하지만 포도당을 글리코겐이라는 거대 고분자(분자량 수백만 이상)로 연결하면, 세포 안에서 “하나의 큰 입자”처럼 행동하기 때문에 삼투압에 거의 영향을 주지 않으며, , 글리코겐 형태로 저장하면 삼투압 균형을 유지하면서도 많은 포도당을 저장할 수 있는 것입니다. 또한 글리코겐은 α-1,4 및 α-1,6 글리코시드 결합으로 가지(branch)가 많은 구조를 가지고 있는데요, 이 가지 구조 덕분에 여러 지점에서 동시에 효소가 작용해 빠르게 포도당을 잘라낼 수 있으며 급격한 에너지 요구(운동, 싸움-도망 반응 등)에 대응 가능합니다. 감사합니다.