글리코젠

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
글리코젠
Glykogen.svg
일반적인 성질
이름 글리코젠
화학식 (C6H12O6)60000
물리적 성질
상태 고체
분자량 10,809,360 g/mol
형태 황색(포도당)
열화학적 성질
안전성
섭취 글리코젠이 이상으로 지나치게 부족해지면 당뇨가 발생할 수 있다.

글리코젠(영어: Glycogen) 또는 글리코겐포도당으로 이루어진 다당류로, 동물 세포에서 보조적인 단기 에너지 저장 용도로 쓰인다. 주로 간과 근육에서 만들어지지만, ,뇌, 자궁, 그리고 질에서도 만들어질 수 있다.[1] 글리코젠은 녹말동소체라는 이유로 동물성 녹말이라고 불리기도 한다. 글리코젠의 구조는 아밀로펙틴과 흡사하다. 글리코젠은 많은 세포의 세포질에서 과립 상태로 존재하며 포도당 대사 회로에서 중요한 역할을 한다. 글리코젠은 인체에서 포도당을 급히 필요로 할 때 신속하게 저장된 포도당을 공급할 수 있지만, 포도당을 저장하는 효율성은 지방에 비해 떨어진다. 간세포의 경우, 식사 직후에는 글리코젠이 전체 세포 무게의 8%(성인의 경우 100~120g)까지 늘어나기도 한다. 오직 간에서 생성된 글리코젠만이 다른 장기에서도 사용된다. 근육세포에서는 글리코젠의 농도가 간에서보다 훨씬 낮지만(전체 세포 무게의 1%), 전체적인 양에서는 간에 저장된 글리코젠을 앞선다. 신장에도 적은 양의 글리코젠이 있으며, 매우 적은 양의 글리코젠이 뇌의 몇몇 신경 지지질 세포와 백혈구에서 발견되기도 한다. 임신중인 여성의 자궁에도 글리코젠이 저장되는데, 이는 태아에게 영양을 공급하기 위한 것이다. 분자식은 포도당 60,000 개이므로 C6H12O6 X 60,000, 결국 C360,000H720,000O360,000→(C6H12O6)60000이다.

생화학적 구조[편집]

글리코젠의 구조

글리코젠은 약 60,000개의 포도당으로 이루어진 중합체로, 가지가 많은 구조를 하고 있으며 분자량은 106~107 돌턴에 달한다. 대부분의 포도당들은 α-1,4 글리코시드 결합으로 연결되어 있으며, 약 12개 중 하나의 비율로 α-1,6 글리코시드 결합을 형성하여 가지를 만들기도 한다. 글리코젠은 대부분 환원성 말단기가 없다. 비록 포도당은 환원성 당으로서 환원성 잔기를 가지고 있지만, 글리코젠에서는 이 잔기가 글루코제닌이라는 단백질에 공유결합으로 묶여 있다. 글루코제닌은 글리코실화 효소 중 하나로, 글리코젠의 중심부에 이합체로 존재한다. 하지만 글리코젠의 중심부는, 글리코제닌에 의해 묶여있지 않으므로 그대로 환원성 말단을 가지고 있다. 글리코젠 과립은 글리코젠과 글리코젠 합성, 분해를 위한 효소를 모두 포함한다. 이 효소들은 글리코젠 분자의 가지들 사이에 자리잡고 있으며 글리코젠의 비환원성 잔기에 작용한다. 따라서, 많은 수의 비환원성 잔기들은 글리코젠의 빠른 합성과 분해를 촉진한다.

간에서 글리코젠의 작용과 혈당 조절[편집]

탄수화물을 섭취하여 소화시키면 혈당이 증가하고, 이자는 인슐린을 분비한다. 포도당은 간문맥 혈관을 통해 간세포로 들어간다. 인슐린은 간세포에 작용하여 여러 효소들의 작용을 촉진하는데, 이때 글리코젠 합성 효소도 활성화된다. 이 효소는 포도당을 결합시켜 긴 포도당 사슬을 만든다. 인슐린과 포도당이 충분히 남아 있는 동안 이 작업이 계속된다. 식후 상태에서는 간이 혈액으로부터 포도당을 흡수한다.

어느 정도 소화가 되고 혈당이 떨어지기 시작하면, 인슐린의 분비가 줄어들고 글리코젠 합성이 멈춘다. 식사 후 네 시간쯤 지나면 글리코젠은 포도당으로 분해되기 시작한다. 글리코젠의 분해에는 글리코젠 인산화효소가 주로 작용한다. 그 다음 8~12시간 동안 혈당의 대부분은 간의 글리코젠을 분해하여 얻으며, 이는 몸 전체의 연료 역할을 한다.

글루카곤은 이자에서 분비되는 호르몬으로, 몸의 많은 부분에서 인슐린의 반대 작용을 한다. 혈당이 정상 이하로 떨어지면, 글루카곤의 분비량이 늘어난다. 글루카곤은 인슐린이 많이 존재하는 경우에도 글리코젠의 분해를 촉진한다.

근육과 기타 세포에서 글리코젠의 작용[편집]

근육세포에서, 글리코젠은 긴급히 포도당이 필요할 때 즉시 포도당을 공급하는 역할을 한다. 기타 세포들도 조금씩 글리코젠을 저장하고 사용한다. 근육세포에는 포도당육인산화효소(글루코스-6-포스파타아제)가 없어 포도당을 혈액으로 운반할 수 없다. 따라서, 간세포와는 달리, 근육 내부에 저장된 글리코젠은 근육세포에서만 소모된다.

글리코젠 부채[편집]

인체는 글리코젠을 약 2,000 Cal의 열량을 내는 양밖에 저장할 수 없다. 따라서, 마라톤 주자들이나 크로스컨트리 선수들처럼 장시간 운동을 하는 사람들은 종종 글리코젠 부채라는 현상을 경험한다. 이 현상은 운동 선수가 오랫동안 에너지를 섭취하지 않고 운동하여 몸에 저장된 글리코젠이 바닥나는 현상이다. 이런 상태를 흔히 "한계에 다다랐다"고 한다. 주자와 코스에 따라 다르지만, 마라톤 주자들은 보통 약 32km 지점에서 이 현상을 느낀다. 글리코젠 부채가 일어날 때 선수들은 움직일 수 없을 정도로 극심한 피로를 느낀다.

글리코젠 대사 장애[편집]

비정상적인 글리코젠 대사로 인한 가장 흔한 질병은 당뇨이다. 인슐린이 비정상적으로 분비되어 간에 저장된 글리코젠이 지나치거나 부족하게 되는 병이다. 포도당 대사가 정상적으로 회복되면, 대체로 글리코젠 대사도 정상으로 돌아간다.

저혈당증은 과다한 인슐린 분비 때문에 발생한다. 간에 저장된 글리코젠은 많지만, 인슐린 농도가 높아 적당한 혈당을 유지하는 데 필수적인 글리코젠 분해가 일어나지 않는다. 저혈당증의 치료를 위해 보통 글루카곤이 처방된다.

여러 선천적 대사 장애는 글리코젠 합성이나 분해에 필요한 여러 효소들이 부족하여 발생한다. 이런 질병들을 통틀어 글리코젠 저장 장애라고 한다.

같이 보기[편집]

주석[편집]

  1. Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.

바깥 고리[편집]