에너지대사

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에너지대사에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

세포의 원형질에서 반응하는 것과는 달리 미토콘드리아 내에서 이루어진다.
ATP에너지의 유산소적 생산 장소인 미토콘드리아에서 글리코겐은 이산화탄소와 물로 완전히 분해되고 38몰의 ATP를 생산한다. 유산소적 대사중에 많은 ATP가 생산되지만 피로성 부산물(젖산)은 생성되지 않다.
분해에 요구되는 영양소의 종류에 관한 것 중 글리코겐뿐만 아니라 지방과 단백질도 유산소적으로 크렙스 사이클과 전자수송 시스템으로 알려진 화학적인 경로를 통해서 이산화탄소와 물로 분해하여 ATP합성을 하는데 필요한 에너지를 방출한다. 예를 들어 지방 256g의 분해로 130몰의 ATP를 얻을 수 있으며 단백질은 예외지만 글리코겐과 지방은 운동 중에 ATP생산의 중요한 에너지원이다.
유산소성 에너지 대사는 C H O + O → CO + H O → E
(탄수화물)
탄수화물의 산화
1. 해당과정
2. Krebs cycle
3. 전자운반연쇄
▶해당과정 시스템은 글루코스나 글리코겐이 해당과정 효소의 작용을 통하여 파루빅산으로 분 해되는 것을 포함한다. 산소가 사용되지 않으면서 이러한 과정이 진행되면 파루빅산은 젖산 으로 바뀌어지며, 1mole의 글로코스는 2mole의 ATP를 생산하며 1mole의 글리코겐은 3mole 의 ATP를 생산한다.
▶Krebs Cycle, 아세틸 코엔자임 A가 일단 만들어지면 Krebs cycle로 들어간 다음 일련의 복잡한 화학반응을 거치면서 아세틸 코엔자임 A가 완전히 산화되고, cycle이 끝나게 되면 2mole 의 ATP가 만들어지며 기질은 탄소화 수소로 분해되어 버린다. 탄소는 산소와 결합하여 이산화탄소를 만들고, 이산화탄소는 세포 밖으로 쉽게 빠져나오며 혈액에 의해 폐로 운반된 다음 인체 밖으로 배출된다.
Krebs cycle은 전자운반연쇄라고 알려져 있는 일련의 반응들과 밀접하게 관련되어 있다. 해당과정 그리고 Krebs cycle동안에 떨어져 나온 수소는 두 종류의 보효소(coenzyme)와 결합하고 이것들은 수소 원자를 전자운반연쇄로 이동시키며 그곳에서 수소는 양자(proton)와 전자로 분리된다. 연쇄의 끝에서 H+는 산소와 결합하여 물을 만들기 때문에 산성화가 방지된다. 수소로부터 분리된 전자는 일련의 반응을 거치면서 ADP의 인산화, 즉 ATP 생성에 필요한 에너지를 제공하게되고 이러한 과정은 산소가 필요하기 때문에 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)라고 부른다.
2) 크렙스 사이클
· 초성포도산에서 CO2가 제거되면서 3탄산 화합물에서 2탄산 화합물(아세틸기)로 전환
· 이 CO2는 혈액으로 확산되어 폐로 전달된다.
· 산화되면서 전자를 제거한다. ( H+<양성자,수소이온> + e-<전자>)
· 크렙스 사이클에서 CO2의 이탈과 전자가 이탈되는 것은 C,H,O로 구성된 피루부산에서 H가 이탈되면서 이산화탄소의 화학적 구성요소인 C,O만 남는다. 그래서 크렙스 사이클에서는 이산화탄소의 생성결과 피루브산이 산화되었다고 한다.
3) 전자전달계
4H + 4e- + O2 → H2O +ENERGY
· 과정요약
2H+ + 2e- +1/2 → H2O + ENERGY
ENERGY + 3A에 +Pi → 3ATP
· 크렙스 사이클에서 이탈된 수소이온과 전자는 급속히 이동됨으로써 H2O형성
· 이탈된 H+, e-는 ETS로 들어간때 높은 수준으 ENERGY로 H2O형성 여기서 2가지 화학반응
1) H+와 e-는 전자전달제에 의해 O2로 이동 → 일련의 반응을 통해 물이 형성
2) 그 과정에서 높은 NERGY로 ATP가 재합성된다. (3mole ATP 재합성)
글리코겐 ---→글루코스 ---→피루브산 ----→NADH
3ATP 3ATP FADH
전자전달계
* 1mole의 글리코겐으로 총 39mole의 ATP가 형성
∵ 실제로 1ATP가 글루코스(글루코스-1-인산)로 전환되는데 1mole의 ATP로 소비되므로 38mole의 ATP가 생성된다고 볼 수도 있다.
※ 참고
1mole(180g)이 분해되기 위해서 6mole의 O2가 필요하다. 표준온도와 표준압력 상태에서 가스 1mole의 부피는 22.4ℓ이므로 6mole의 O2는 134.4ℓ이다. 즉, 134.4ℓ의 O2가 39mole의 ATP 생성에 필요하므로 1mole의 ATP를 합성하기 위해 3.54ℓ의 O2가 필요하다.
이 과정은 보통 안정시에는 10~15분 정도 걸리지만 최대 운동 중에서는 단, 1분밖에 걸리지 않는다.
* 유산소와 무산소 과정의 비교
유산소와 무산소 과정의 특징을 비교하면
유산소과정에 산소가 필요하며 무산소과정은 산소가 필요 없고
(유산소) 반응속도 늦으며 (무산소) 반응속도가 빠르고
(유산소) 지속성은 길며 (무산소) 지속성이 짧다.
(유산소) 대사산물은 물과 이산화탄소 (무산소) 젖산이 있다.
* 유산소 운동과 무산소 운동의 특징
유산소 운동과 무산소 운동의 특징을 보면
유산소운동은 심장의 부하량이 충분 무산소운동은 심장부하에 부담을 준다.
(유산소) 유산축적이 적고 (무산소) 많다. (유산소) 지속시간이 길며 (무산소) 짧다.
(유산소) 소비에너지가 크며 (무산소) 적다
(유산소) 지방의 소비가 크고 (무산소) 적다
(유산소) 안정성이 높으나 (무산소) 때로는 위험하다.
에너지 대사의 측정방법
신체에서 소비되는 에너지를 열량(Kcal)을 중심으로 기초대사, 안정시, 운동시 에너지 대사율과 운동 종목별 에너지 소비율의 산출방법을 살펴본다.
1) 기초대사의 측정
신체의 에너지 대사는 활동, 운동, 음식섭취, 온도, 생활상태 등 여러 조건 에 의해 항상 변화하는데, 이러한 조건을 제외하고 단순히 생명 유지를 위한 생리적인 최소의 에너지 대사를 기초대사라고 한다. 기초대사의 측정조건은 저녁식사 12시간 경과 후, 아침 공복 상태, 쾌적한 온도조건(실온20도, 습도60%)에서 누워있는 안정상태 등을 의미한다.
기초대사 상태에서 인체의 각 기관의 에너지 소비율은 골격근에 dlm한 소비가 전체 소비 에너지의 1/3을 차지하고 간장, 위, 신장 순으로 소비가 많다. 그러나 각 기관 1g당 소비율을 살펴보면 신장에 의한 소비가 매우 많으며, 이는 골격근의 약 10배 정도이다.

키워드

에너지 대사,   미토콘드리아,   ATP-PC