탄수화물

탄수화물
탄수화물은(carbohydrates)은 우리 식사 가운데 총 섭취 열량의 60%를 차지하는 주된 열량 영양소이므로 매우 중요합니다 . 탄수화물은 탄소, 수소, 산소를 그 분자 내에 가지고 있는 유기화합물로서 식물체나 동물에 의해 만들어질수 있으나 주로 식물체에 의해 형성되고, 식물체는 아주 중요한 반응인 광합성(photosynthesis)을 통하여 공기중의 이산화탄소와 토양 중의 물로부터 탄수화물을 합성합니다.


탄수화물의 종류
◆ 단당류
단당류는 당을 구성하는 탄소의 수에 따라 7탄당(sedogeptulose), 6탄당(hexoses),5탄당(pentoses), 4탄당(tetroses), 3탄당(trioses)등이 이있습니다.
그중 자연식품에서 흔히 볼수 잇는것은 6탄당이고, 5탄당과 6탄당은 동물의 세포내 대사과정에서 중요한 역활을 합니다. 6탄당은 다시 포도당(glucose), 과당(fructose), 갈락토스(galactose)로 나누어 집니다.
5탄당은 ribose와 deoxyribose, ribitol 이 있는데 ribose는 체내에서 deoxyribose와 ribitol로 전환되어집니다. ribose와 deoxyribose는 핵산 (DNA, RNA)의 구정성분으로 ribose를 가지고 있는것을 RNA, deoxyribose를 가지고 잇는것을 DNA라고 합니다.

◆소당류(이당류)
단당류보다 조금더 복잡한 구조를 가지고 있으며 서당(sucrose), 맥아당(maltose), 유당(lactose)이
있습니다. 이 세가지 이당류는 포도당(glucose)를 모두 가지고 있으며 다른 나머지 한개의 단당류가 무엇인가에 따라 구분되어집니다.
glucose + glucose --> maltose
glucose + fructose --> sucrose
glucose + galactose --> lactose

◆ 다당류
수많은 단당류가 결합되어 만들어진 복잡한 중합체로써 종류의 단당류만으로 구성된 omopolysaccharides와 몇종류의 단당류나 단당류의 유도체로 구성된 heteropolysaccharides가 있습니다. 주요 다당류에는 전분(starch),dextrin,glycogen(동물의 에너지저장형태), cellulose,pectin등이 있습니다.

◆ 올리고당류
단당류3개 내지는 10개 정도가 모여서 이루는 당류는 올리고 당으로 분류합니다. 단당이나 이당류보다는 단맛이 덜하지만 단맛을 가지고 있고, 식품중에 많이 들어있지 않으며 탄수화물의 소화과정 중에 형성되기도 합니다.


탄수화물의 기능
◆ 에너지 공급
신체 활동을 위해서는 에너지가 끊임없이 요구됩니다. 중추신경계는 에너지 급원으로 오직 포도당만을 사용하므로 중추신경계의 원활한 작용을 위해서는 탄수화물은 꼭 있어야 하고 지방도 에너지 급원으로 쓰여지긴 하지만 이때에도 탄수화물이 필요합니다. 탄수화물은 지방이 에너지로 쓰일때 그 과정에서 중간대사 산물인 케톤체(ketone bodies)가 지나치게 쌓여 일어나게 되는 비정상적인 상태인 케톤뇨를 예방해줍니다.

◆ 단백질 절약 작용
탄수화물의 다른 중요한 기능 중의 하나는 단백질 절약 작용(protein sparing action)입니다. 단백질도 에너지를 낼 수 있으나 단백질의 에너지를 내는 일 외에도 단백질 고유의 중요하고도 필수적인 기능이 있습니다.
그러나 식사 중에 탄수화물이나 지방에 부족하게 되면 단백질은 이 기능을 못하고 에너지를 내는데 쓰이게 됩니다. 그러므로 탄수화물과 지방은 단백질이 에너지원이 되는 것보다 단백질의 고유기능을 행하도록 단백질을 절약 시켜주는 작용이 있다고 볼 수 있습니다.

◆ 장내 운동성
식이섬유질(dietary fiber)은 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 펙틴질, 검 같은 것들이 이에 속합니다. 이것들은 장내에서 물을 흡수하여 부드러운 덩어리를 만들고, 이것이 소화기관 근육의 수축을 자극하여 장내에서 음식물이 잘 이동하도록 연동운동을 돕는 역할을 합니다.

◆ 신체 구성 성분
탄수화물은 함께 신체내에서 중요한 몇 가지의 화합물을 형성하는데 주로 윤활물질이나 손톱, 뼈, 연골 및 피부등의 중요한 구성요소가 되고 있습니다. 그 외에도 단당이면서 5탄당인 리보스는 DNA와 RNA의 중요한 구성성분이 되며 이당류인 유당은 칼슘의 흡수를 돕는 작용을 합니다.


탄수화물의 소화와 흡수

◆ 소화
탄수화물의 소화는 입에서부터 일어나는데 입에서는 기계적으로 씹어 잘게 부수어 줄 뿐만 아니라 침과도 잘 섞이게 해줍니다. 입에서는 이런 물리적인 분해뿐 아니라 화학적으로도 소화작용이 일어나는데 프티알린이라는 타액 아밀라제(salivary amylase)가 분비되어 전분의 일부를 덱스트린이나 맥아당으로 소화시킵니다.
위에서는 아무런 탄수화물 분해효소도 분비되지 않고 . 다만 위액중 염산은 이당류인 서당을 단당류인 포도당과 과당으로 분해시키기도 하나 위에서 주된 소화작용은 음식물을 유미즙 상태로까지 액화시키는 장소 제공으로서의 역할이며, 이 역할이 끝나면 탄수화물은 작은 창자로 내려가 그곳에서 더 소화됩니다.

◆ 작은 창자에서의 소화
작은 창자로는 췌장액, 작은 창자 벽에서 분비되는 액, 그리고 간으로부터의 담즙 등 여러가지 소화액이 분비되어 액성을 알카리성으로 만들어주는데 이런 상태에서는 탄수화물의 소화가 잘 일어나게 됩니다. 췌장 아밀라아제는 타액 아밀라아제와는 그 구조가 약간 다르나 전분을 분해하는 효소라는 점에서는 같습니다. 이 효소는 전분에 작용하여 전분을 덱스트린으로 만들고, 다시 이당류인 맥아당으로까지 소화시키고 이렇게 되어 모두 이당류가 되면 그 다음으로는 작은 창자의 점막세포에서 분비되는 이당류 분해효소들이 작용을 시작하여 이당류들을 단당류고 소화시킵니다. 말타제는 맥아당을 포도당2분자로, 수크라제는 서당을 포도당과 과당으로, 락타제는 유당을 포도당과 갈락토스로 분해시킵니다.

◆ 흡수
소화가 가능한 이당류나 다당류들이 모두 단당류로 소화가 되고 나면 흡수가 일어나는데 소화기관 중 흡수가 일어나는 주된 부위는 작은 창자 중에서도 중간 부위인 공장으로서 단당류들은 이곳에 있는 융모와 미세융모를 통해 수동적 확산(passive diffusion)과 능동적 운반(active transport)에 의해 작은 창자 벽을 지나 흡수됩니다. 흡수된 단당류는 융모의 상피세포의 세포막을 지나 그곳에 있는 모세혈관으로 들어가게 되고, 문맥을 통해 간으로 운반됩니다. 간에서 포도당이 아닌 다른 단당들은 모두 포도당으로 전환되는데 이는 포도당이 신체 내에서 가장 유용한 형태의 단당이기 때문이고 과당은 거의 확산에 의해 흡수되며, 포도당과 갈락토스도 혈액의 농도보다 작은 창자내의 농도가 높을 때는 역시 확산에 의해 흡수됩니다.