영양학

과당 섭취와 체지방, 체지방에 대한 과당의 작용은? 4

체지방이 축적되는 시스템은 영양학적으로 보면 매우 단순하게 볼 수 있다. 칼로리 섭취와 칼로리 소비 사이에 계산에 의해 일어난다고 봐도 과언이 아닌데, 내가 섭취한 열량이 사용한 열량보다 많으면 체중이 늘게 되고 이에 대한 구성 중에 체지방이 포함되어 있다. 반대로 내가 쓴 열량이 섭취한 열량보다 많으면 체중이 감소하게 되고 이에 대한 구성도 역시 체지방이 포함된다.

생리학적으로 보면 체지방의 증감이나 체중의 증감은 단순히 에너지 섭취의 고저에 의한 부분으로 설명하긴 어렵다. 대표적으로 여러가지 호르몬의 영향, 주변 기후의 영향 등도 고려해야 하는 등 실제적으로 내 몸의 변화에 대해 생각해볼 것이 너무 많다. 지난번 포도당과 과당의 인슐린과의 관계, 흡수 시스템에 이어서 오늘은 과당의 흡수시스템과 지방과 관련된 내용을 진행해보려고 한다. 과당의 섭취는 체지방에 어떤 영향을 줄까? 

사실 과당을 많이 먹는다고 과당이 다 흡수되는 것은 아니다. 포도당과 마찬가지로 너무 과도한 과당의 섭취(예로서 순도 100%에 가까운 결정과당을 상당히 많이 먹는다면)는 소장에서 과당 흡수 시스템의 불량을 유발하면서 설사를 일으키게 된다. 아이러니 하게도 이때 포도당을 함께 섭취(시중 음료의 형태로, 혹은 설탕으로)하면 과당의 흡수률을 증가시키고 설사 등 트러블을 막기도 한다. 그래서 운동 중에 당을 먹는다면 설탕이나 꿀 등 포도당과 과당이 적절하게 배합된 제품을 먹는 것이다(스포츠음료들이 대표적인 예). 게다가 계속적으로 과당을 섭취하면 과당 흡수 시스템이 적응하면서 과당의 흡수되는 양이 증가하게 된다.

과당을 흡수하는 수송체인 GLUT5가 각 조직에서 미량으로 생성되지만 간(LIVER)이 과당 대사에 대표적인 기관임에는 변함없으며, GLUT5에 의해 소장에서 흡수된 과당은 정맥을 거쳐 간으로 이동하고 대사가 진행된다. 적절한 과당을 섭취한 경우, 예외없이 간으로 흡수되게 되는데, 1g/kg의 과당을 섭취하면 혈중 과당 수준은 0.5mmol/L 증가하게 되며 이는 대부분 간에서 대사가 되고 있음을 보여주는 대표적인 증거가 된다. 

반대로 당뇨병 여부를 체크하기 위한 과정으로 경구당부하검사가 있는데, 이 과정은 포도당 75g을 경구로 섭취시키고 혈당의 증가 수준 및 인슐린 반응을 보는 검사이다. 이 경우 혈중 포도당 수준이 ~10mmol/L까지 증가하게 되는데, 결국 포도당 대사는 과당과 다르게 간에서 주로 일어나지 않고 혈액을 통해 근육 등 조직으로 전달된 후 진행되는 것이다.

간에서 과당은 효소에 의해 순차적으로 triose phosphate, glyceraldehyde, dihydroxyacetone phosphate이라는 중간 물질이 되는데 이중 triose phosphate으로 부터 나온 탄소(C : Carbon)의 양만으로도 당신생이 가능하고 결국 이는 포도당으로 전환되어 혈중에 분비된다. 과당을 섭취하고나서 혈중 포도당이 소량이지만 측정가능한 수준으로 증가되는 이유는 과당에 의한 당신생에 진행된다는 근거가 된다.

과당으로부터 나온 많은 양의 탄소(C)가 해당작용에 들어가서 젖산으로 대사되고 혈중으로 분비되며, 일부는 피루브산(Pyruvate) 등 물질로 분비가 된다(체내 산소 상태에 따라 무산소 대사에는 젖산, 유산소 대사에는 피루브산). 일반 식이에서 45g의 과당을 섭취하면 젖산 농도는 3배가 증가(~2mmol/L)되나, 같은 양의 포도당을 섭취하면 젖산 농도는 25% 수준인 0.5 mmol/L가 증가된다. 

이 과정에서 발생되는 젖산의 일부는 간에 의해 흡수되고 당신생으로 들어가서 포도당과 글리코겐을 만들거나 Acetyl-CoA로 전환되어 지방을 합성하게 된다. 설탕, HFCS(액상과당) 등으로 과량의 과당을 섭취하면 과당 유래 탄소의 상당수는 효소 작용에 의해서 해당작용으로 들어가게 되고 간에서 VLDL(초저밀도지단백질 : 콜레스테롤편 참고)과 지방 합성을 촉진한다.

중간물질들에 의해 해당 과정이 포화되면, 글리세롤-3-인산으로 전환되고 중성지방 합성에 필요한 글리세롤(글리세롤은 지방의 골격물질이다)을 제공하게 된다. 이런 중간물질들은 미토콘드리아에서 피루브산, acetyl-CoA, 구연산으로 대사될 수 있으며 지방 신생합성을 유발하게 되고 장쇄사슬지방산은 중성지방으로 합성된다.

포도당 대사와 다르게 높은 수준의 과당은 간의 acetyl-CoA 생산의 근원으로 제한없이 제공되며, 1~3% 정도의 포도당 유래 탄소가 지방 합성과 중성지방의 생성에 참여하는 반면, 비율적으로 훨씬 더 많은 양의 과당 유래 탄소가 중성지방으로 합성된다. 결국 임상실험에서 과당 섭취는 지방 합성 속도의 증가를 보여주었고 같은 열량의 포도당 섭취에서는 이런 반응이 나타나지 않음이 증명되었다. 

결론적으로 과당이 포도당보다 더 지방을 만들기 좋은 탄수화물이며 식후 고중성지방혈증을 유발하는 주요 원인으로 간주되고 있다. 과당을 공급하는 설탕을 많이 먹었을 경우, 공복 상테에서도 중성지방의 혈중 농도를 증가시켰고 같은 양의 포도당 섭취에서는 더 낮은 중성지방 농도를 보여줌도 입증되어 같은 열량으로 포도당과 과당을 섭취한 경우 체지방이 증가되는 수준은 과당이 더 큼을 보여주고 있다. 

MONSTERZYM SPORTS SCIENCE TEAM

글 작성 : 이호욱