지방이 체내에서 에너지원으로 사용되는 과정을 궁금합니다

Question

지방이 체내에서 에너지원으로 사용되는 과정이 궁금합니다. 지방이 음식으로 섭취되거나 체지방으로 저장된 후 어떤 과정을 거쳐 실제 에너지로 사용되는지 잘 모르겠습니다. 저장된 중성지방이 지방산과 글리세롤로 분해되는 과정과, 지방산이 세포 안의 미토콘드리아로 이동하여 베타산화를 거치는 과정이 어떻게 이루어지는지 궁금합니다. 또한 베타산화를 통해 생성된 아세틸-CoA가 시트르산 회로와 전자전달계를 거쳐 ATP를 만드는 과정도 궁금합니다. 탄수화물 섭취가 부족하거나 운동을 오래 할 때 지방이 에너지원으로 더 많이 사용되는 이유와, 지방 1g에서 비교적 많은 에너지가 생성되는 이유도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요, 질문하신 내용 잘 확인해 보았습니다.

음식으로 섭취되거나 체내에 저장된 중성지방은 에너지가 필요할 때 리파아제 효소의 작용을 받아서 지방분해 과정을 거치고 1분자의 글리세롤과 3분자의 유리지방산으로 분리되며 혈류로 방출하게 됩니다. 이후에 지방산은 세포의 에너지 공장인 미토콘드리아로 들어가기 위해서 카르니틴이라는 운반체의 도움을 받아서 내부로 진입합니다.

미토콘드리아 기질에 도착한 지방산은 베타산화라는 반복적인 효소 반응을 거치면서 긴 탄소 사슬이 2개씩 끊어져서 수많은 아세틸-CoA 분자를 만듭니다. 이렇게 생성된 아세틸-CoA는 바로 시트르산 회로로 진입해서 산화되고, 이때 발생한 전자들이 미토콘드리아 내막의 전자전달계로 연쇄적으로 전달되면서 최종적으로 막대한 양의 ATP(생체 에너지)를 합서애 냅니다.

장시간 운동을 하거나 탄수화물 섭취가 부족해서 체내의 글리코겐이 고갈되면, 인체는 필수적인 혈당을 보존하고 에너지를 충당하기 위해서 지방 대사 의존도를 크게 높이게 됩니다.

특히나 지방은 탄수화물이나 단백질에 비해서 분자 내 산소 비중이 상당히 적고, 탄소와 수소의 결합이 훨씬 많아서, 산화될 때 전자전달계에 월등이 많은 전자를 공급할 수 있겠습니다.

이러한 구조적인 차이 덕에 탄수화물이 1g당 4kcal를 내는 반면, 지방은 1g당 9kcal라는 두 배 이상의 에너지를 생성하며 인체의 우수하고 효율적인 장기 에너지 저장고로 보시면 좋겠습니다. 감사합니다 ^ ^