[영양] 쓸데있는 영양 정보- 단백질과 아미노산:기능 및 대사 그리고 질소 균형

단백질 기능 및 대사, 질소 균형

체내 단백질의 역할

 

단백질은 체내에서 여러 구조적 및 기능적 역할을 합니다. 

1. 조직의 성장과 유지보수:
   - 단백질은 세포의 구조적 틀(세포골격)과 세포를 둘러싼 섬유(예: 뼈의 콜라겐)를 형성합니다.
   - 또한, 피부의 보호 장벽(케라틴)과 근육의 수축 성분을 형성합니다.
   - 따라서 단백질은 근육과 뼈 같은 조직의 성장과 수리, 그리고 피부 세포와 장 세포를 포함한 세포의 교체에 필요합니다.

2. 효소(enzyme): 단백질은 소화, 포도당 및 지방산의 에너지 분해, 글리코겐 및 단백질 합성 등 대사 반응을 촉진하는 효소로 작용합니다.

3. 호르몬: 인슐린과 같은 일부 호르몬은 단백질로 구성됩니다.

4. 체액 균형 조절:
   - 세포 내 및 혈장 내 단백질은 이러한 체액의 삼투압을 유지하여 체액 균형을 유지합니다.
   - 질병 중이거나 단백질 섭취가 매우 적을 때, 혈장 단백질이 주변 조직으로 누출될 수 있으며, 이로 인해 물이 단백질을 따라가면서 조직이 부어오르는 부종이 발생할 수 있습니다.

5. 산-염기 조절: 단백질은 체내 pH 균형을 조절하는 데 도움을 줍니다.

6. 운반:  단백질은 물질을 세포 안팎으로 운반하고, 혈액이나 림프를 통해 물질을 몸 전체에 운반합니다.

7. 항체: 단백질은 감염을 퇴치하는 항체로 기능합니다.

8. 혈액 응고: 단백질은 과도한 출혈을 방지하기 위해 혈액 응고에 관여합니다.

9. 에너지원: 단백질은 1g당 4 kcal의 에너지를 제공합니다.

10. 포도당신생합성을 통한 포도당 합성: 필요할 때 단백질은 포도당을 합성하는 데 사용될 수 있습니다.

 

단백질 및 아미노산 대사의 주요 측면 및 질소 균형

세포에서는 새로운 단백질을 만들기 위해 아미노산을 사용하며, 오래된 단백질은 아미노산으로 분해됩니다. 이러한 단백질의 지속적인 분해와 생성 과정을 단백질 전환이라고 합니다.

혈액과 세포에는 아미노산 풀(pool)이 있습니다. 이 아미노산 풀은 다음으로 구성됩니다:
1. 단백질 분해에서 나온 아미노산.
2. 식단에서 흡수된 아미노산.

그리고 이 아미노산들은,

- 새로운 단백질 및 기타 화합물(신경전달물질 포함) 합성.
- 기타 (비필수) 아미노산 합성.
- 필요할 때 포도당 합성.
- 에너지 및 포도당 공급이 충분할 때 지방으로 전환되어 저장. (아미노산이 지방 합성에 기여하는 비율은 미미하며,

 식단에서 총 에너지가 과잉 공급되지 않는 한 아미노산이 지방으로 전환될 가능성은 적습니다.)

아미노산을 포도당(또는 지방)으로 전환하려면 아미노 그룹을 제거해야 합니다.

 아미노 그룹은 다른 비필수 아미노산을 합성하기 위해 탄소 골격으로 이동되거나 요소로 전환되어 소변으로 배출될 수 있습니다.

단백질은 체내 주요 질소 공급원이므로, 질소 섭취량과 배출량(예: 소변의 요소를 통해)을 측정하여 단백질 섭취량 및 아미노산 분해를 추정할 수 있습니다. 이를 질소 균형이라고 합니다.

 

질소 균형:

- 질소 평형: 질소 섭취량이 질소 배출량과 동일할 때 사람은 질소 평형 또는 영 질소 균형 상태에 있습니다.

대부분의 성인은 질소 평형 상태에 있으며, 질소 균형 연구는 단백질 섭취 권장량을 설정하는 데 사용되었습니다.

양성 질소 균형: 질소 섭취량이 질소 배출량보다 많을 때 (N in > N out). 이는 임신, 어린 시절, 근육 성장과 같은 성장 기간 동안 발생합니다.
음성 질소 균형: 질소 섭취량이 질소 배출량보다 적을 때 (N in < N out). 이는 심한 스트레스나 질병 중에 체내 단백질이 분해될 때 발생합니다.