최신 미병의학 6강 - Ⅱ. 힘(力), 기(氣), 에너지(ATP) 발생과정

[윤정희(울산)]

Ⅱ. 힘(力), 기(氣), 에너지(ATP) 발생과정

1. 해당과정 1단계

 포도당(glucose) 1몰(180g)이 해당과정(EMP 경로)을 거쳐 아래와 같이 피루브산(pyruvate)으로 대사된다.

1몰 glucose → EMP 경로 → 2몰 pyruvate + 2몰 ATP + 2NADH + H+

C6H12O6 + 2ADP+ 2NAD+ + 2Pi(무기인산, H3PO4) → 2CH3COCOOH + 2ATP + 2NADH + H+

여기서 2NADH+ H+ 는 전자전달계를 거쳐 6몰 ATP를 발생시킨다.

결국, 1몰의 포도당은 해당과정에서 2 + 6 = 8몰 ATP를 만든다.

2. 전자전달계

 포도당의 해당과정으로 생긴 피루브산은 아래와 같이 탈탄산 되면서 NADH + H+ 를 발생시킨다.

2몰 pyruvate → 2몰 이산화탄소 + 2몰 아세틸코엔자임A(acetylCoA) + 2NADH + H+

2CH3COCOOH + 2NAD+ + 2CoA → 2CO2 + 2CH3CO-CoA + 2NADH + H+

여기서 발생한 2NADH+ H+ 도 전자전달계를 거쳐 6몰 ATP를 발생시킨다.

3. 에너지 발생

 피루브산(pyruvate)의 대사되어 생긴 아세틸코엔자임A(acetylCoA)는 TCA(Tricarboxylic Acid Cycle, Krebs Cycle) 대사 경로를 거치면서 이산화탄소로 완전히 산화되고, 그 과정에 아래와 같이 에너지가 발생한다.

 2몰 아세틸코엔자임A(acetylCoA) → 4몰 이산화탄소 + 2몰 GTP + 2FADH2 + 6NADH + H+

2CH3CO-CoA + 2GDP + 2FAD + 6NAD+ → 4CO2 + 2CoA + 2GTP + 2FADH2 + 6NADH + H+

여기서 6NADH + H+ 는 전자전달계를 거쳐 18몰 ATP를, 2FADH2 는 전자전달계를 거쳐 4몰 ATP를 각각 발생시키며, GTP는 ATP와 거의 같은 에너지를 갖고 있다(즉, 2몰 GTP = 2몰 ATP).

 따라서, 2몰의 아세틸코엔자임A(acetylCoA)는 TCA 대사 경로를 거치는 동안, 18+ 4 + 2 = 24몰 ATP를 생산하게 된다.

4. 에너지 저장

 위의 1, 2, 3 단계에서 생긴 에너지를 전부 합하면 8 + 6 + 24 = 38 ATP로, 이것은 포도당 1몰이 인체 내에서 이산화탄소와 물로 완전히 분해대사 될 때에 얻을 수 있는 에너지로 즉 인체 내에 ATP형태로 저장되는 에너지이다.

5. 에너지를 칼로리로 환산

 위 에너지를 칼로리 단위로 환산하면 아래와 같다.

1ATP= 7,300cal(칼로리)이며,

38ATP = 38×7300cal= 277,400cal 가 된다.

즉, 포도당 1몰(180g)이 277,400cal를 발생시키는 것이다.

따라서, 포도당 1g으로 부터 얻는 열량은,

277,400cal÷180g = 1541cal/g = 1.54kcal/g이 된다.

포도당과 당분의 열량이 거의 비슷함으로 당분을 100g 먹었을 때, 154 kcal 가 얻어지게 될 것이다.

6. 에너지 전환률

 참고로 포도당 1몰이 이산화탄소와 물로 완전히 연소(화학적 산화)될 때, 이론상으로 686,000cal가 발생하는데 우리는 이것을 깁스자유에너지(Gibb´s free energy)라고 한다.

 C6H12O6(포도당) + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 686,000cal

인체가 1몰 포도당을 소화시켜 얻을 수 있는 에너지가 277,400cal이므로, 277,400cal ÷ 686,000cal = 0.40 = 40%가 된다.

결국, 인체는 에너지 전환효율이 약 40%인 기계로 생각할 수도 있을 것이다.

항노화 미병의학, 2021, 한국 약초 대학, 신삼기

(연재물의 무단복제는 저작권보호를 위하여 절대 금지함)