탄수화물, 소화과정/체내기능

1. 소화과정

탄수화물의 소화는 구강에서 시작하여 소장에서 완성된다.

 

탄수화물의 소화는 구강 내에서 침과 섞이면서 시작된다. 
침에는 아밀로오스 효소가 함유되어 탄수화물을 분해하여 덱스트린이나 맥아당으로 분해한다. 아밀로오스 효소는 입안에 충분한 저작 작용이 있어야 탄수화물 분해가 가능하다. 음식물이 식도를 따라 위장으로 이동하면, 음식물이 위액과 완전히 혼합되는데 걸리는 15~20분 정도 후에는 아밀로오스 효소의 활성이 저하되기에 탄수화물 소화는 중지된다. 

탄수화물이 십이지장으로 이동하면 췌장은 췌장 아밀로오스 효소를 분비하여 탄수화물을 맥아당으로 소화시킨다.
이 효소작용에 의해 탄수화물은 단당류나 이당류로 분해된다. 이당류는 소장에서 분비되는 맥아당, 유당, 서당 분해효소에 의해 단당류로 분해되어 흡수된다. 유당불내증은 소장의 유당 분해효소의 활성이 잘 안 되어 유당의 소화·흡수가 어려워 발생한다. 섭취된 탄수화물은 최종적으로는 포도당 상태로 우리 몸에서 이용된다. 녹말은 포도당의 집합체로서 매우 훌륭한 에너지원이지만, 셀룰로스는 분해효소가 없기 때문에 체외로 그냥 배출된다. 셀룰로스는 부피가 크고 수분을 많이 흡수하기 때문에 변비를 예방하는 데 도움이 된다. 

 

 

2. 체내 기능

탄수화물의 대부분은 포도당으로 전환되어 대사에 이용되기에, 탄수화물의 체내 기능은 많은 경우 포도당의 체내 기능을 뜻한다.

탄수화물은 에너지를 공급한다
탄수화물은 생물의 몸에 1g당 4kcal의 에너지를 제공한다. 특히 적혈구와 뇌세포, 신경세포는 주로 포도당을 에너지원으로 사용하며, 근육 등 다른 세포도 포도당 에너지원으로 사용한다. 소화로 흡수된 당은 혈당을 일정 수준으로 유지한다.

여분의 당은 간과 근육에 글리코겐으로 저장되고, 나머지는 지방조직에 지방으로 저장된다. 글리코겐 분해효소는 많은 가지로 구성된 글리코겐의 말단 부분부터 하나씩 포도당을 분해하기 때문에 한꺼번에 포도당이 많이 떨어져 나오는 혈당조절에 유리하다. 체내에서 효소에 의해 글리코겐이 분해되면 글루코스 6-인산이 생성되며, 간은 글루코스 6-인산 분해효소로 작용하여 포도당으로 전환해 혈액으로 내보내 혈당을 조절한다. 근육은 분해 효소가 없어 혈당 조절 기능을 수행하지 않고 자체적인 에너지원을 공급할 때 포도당을 쓴다.

탄수화물은 단백질 절약할 수 있다.
탄수화물 섭취가 부족시 단백질로부터 포도당을 새롭게 합성할 수 있다. 이는 포도당 신생합성 과정으로 주로 간과 신장에서 진행된다. 따라서 탄수화물을 충분히 섭취 시 체내 단백질이 포도당 합성에 쓰이지 않기에 단백질을 절약할 수 있다. 포도당 신생합성 과정의 공급원으로는 근육, 간, 심장, 신장 등 기관에서 단백질이 분해되어 사용된다. 기아 상태에서 포도당 신생합성 과정이 지속되면 해당 기관의 단백질이 급격히 손실되어 건강에 위험요인이 된다.

탄수화물은 케톤증 예방한다
적절한 탄수화물 섭취는 지방 산화에 매우 중요하다. 저탄수화물 식사를 지속하면 인슐린 분비가 감소하면서 지방분해와 포도당 신생합성이 촉진된다. 당이 부족할 때 간에서 만들어지는 성분으로 탄수화물을 절제 식이요법을 하는 사람들은 체지방을 연소시켜 케톤이 체내에 분비되고, 이것이 체외로 퍼지면서 입 냄새의 주원인이 된다. 케톤도 뇌와 근육 등에 에너지원으로 사용되는데, 케톤은 지방이 분해되어야 하는 과정을 거치기에 갑자기 공급량을 늘리기는 어렵다. 

 

지방분해 과정에서 생성된 아세틸 CoA를 완전히 연소하기 위해 옥살아세트산이 필요하며, 옥살로 아세트산은 포도당 신생합성 기질이다. 따라서, 아세틸 CoA가 대사 되지 못하고 누적되면 아세톤 등의 케톤체로 전환되어 혈액과 조직에 이 케톤체가 축적된다.

 

탄수화물을 절제 식이요법을 포함해 다량의 체지방 연소의 고강도 다이어트를 하는 경우, 급격한 체내 케톤산 축적에 의한 부작용인 '케톤증' 나타난다. 대표 증상으로는 피부 가려움증과 발진을 유발하는 색소성 양진으로, 가렵다고 긁거나 그냥 방치하면 발진 부위에 색소침착이 생길 수 있으니 주의가 필요하다. 케톤증을 예방을 위해서는 하루에 50~100g의 탄수화물 섭취가 필요하다. 이는 밥 한 공기에 65.5g의 탄수화물이 있기에 어렵지 않게 섭취할 수 있다.

 

고혈당으로 인해 포도당이 체외로 배출되어 부득이하게 지방을 연소시키게 되는 당뇨병의 경우도 관리를 잘하지 못하면 당뇨병성 케톤산혈증에 시달리게 된다.

탄수화물은 식품에 단맛과 향미 제공한다.
당은 단맛과 독특한 향미를 가지고 있어, 식품의 수용도가 높다. 당의 종류에 따라 감미도는 다르며, 당뇨병과 같은 당 질환 식이요법 개선책으로 여러 대체감미료도 이용되고 있다. 최근 식품 제조사에서는 단맛 외에도 물성의 향상을 위해 당을 사용한다. 예를 들면 콘 시럽의 경우 옥수수 녹말로 만든 감미료로, 과당이 40~90%이면서도 설탕보다 저렴하고 결정을 형성하지 않기에 동결해도 물성이 좋아 음료수, 사탕, 잼, 젤리, 후식 등에 널리 사용된다.