원료 ≫ 탄수화물 ≫ 포도당

해당과정 : glycolysis

핵심대사 :  영양 의미
- ATP : ATP효소, 4H+ O2, 포도당
- glycolysis, Glucogenesis
- Krebs회로, 미토콘드리아,  Coenzyme
- 글루카곤 : Glucogenesis

 


 


 

 


phosphoglucose isomerase
 

Pyruvate --> Acetyl CoA

 

우리는 교과서에서 포도당이 둘로 깨지면서 소량의 에너지가 만들어지는 해당 과정을 배운다. 해당 과정은 10단계로 구성되는데 짐작하다시피 출발 물질은 포도당이다. 따로 언급하지는 않지만 해당 과정은 세포 안에서 벌어진다. 우리가 먹은 음식물에서 시작하면 소화, 흡수를 거쳐 몸 안으로 들어온 포도당이 혈액을 타고 특정 세포 안에 도달하는 일이 먼저 벌어져야 한다. 생물학자들은 해당 과정을 담당하는 효소를 알아내고 반응 유형도 알아냈지만 정작 아침에 먹은 밥알이 어떤 세포에 얼마만큼 분배되는지 알지 못한다. 빌 브라이슨은 [바디]에서 ‘그냥 일어서는 데만 100개의 근육’이 사용된다고 했다. 참고로 우리 몸은 약 600개가 넘는 근육으로 구성된다. 근육 키우기에 관심이 큰 사람일지라도 근육 10가지 이상 대기 어려울 것이다. 지금 귀가 간지러워 타자 치던 내 오른손이 잠시 외출했을 때 포도당은 어느 세포를 향하고 있었던 것일까?
모른다. 그래서 아마도 기본적인 대사 경로는 생활사 짧고 세포 구조가 단순한 대장균 같은 모델 생명체가 필요했을 것이다. 사실 이렇게 써놓고도 주저하게 된다. 어떻게 세포가 생겼는지도 모르는 사람들이 대장균을 두고 ‘단순’하다니. 대장균이 기겁할 일이다. 선문답 같은 소리는 그만두고 이제 해당 과정을 잠시 살펴보자. 이 과정의 첫 단계는 포도당의 한쪽 끝에 인산기를 붙이는 일로 시작한다. 이 작업은 두 가지 의미를 지닌다. 첫째 인산기가 달라붙은 포도당은 포도당이 아니다. 세포 밖에 많은 포도당이 세포 안으로 계속해서 들어올 동력이 마련되는 것이다. 물론 그 일은 포도당 운반체 소임이라는 것쯤은 미루어 짐작하자. 인산은 전자처럼 전기적으로 음성인 물질이다. 이런 화학적 성질을 가진 인산이 포도당에 붙으면 이 포도당은 세포막을 쉽사리 통과하지 못한다. 세포 안에 갇힌 신세가 된 인산 포도당은 이제 꼼짝없이 다음 단계로 넘어갈 기로에 선 셈이다.

다량으로 저장하기에 적당하지 않은 탓이다. 왜? 물 때문이다. 글리코겐은 물을 끌어들인다. 근육 생리학자들은 글리코겐 1그램이 물 3그램을 끌어들인다고 분석했다. 간도 뭐 크게 다르지는 않을 것이다. 어른의 간은 두 근 반이다. 얼추 무게가 1.5킬로그램이다. 부피로는 간의 약 90퍼센트에 육박하는 간세포 세포질에 글리코겐 과립이 들어간다. 바로 이 세포질의 부피가 얼추 1리터다. 그 안에 글리코겐이 70그램 들어있다. 글리코겐 과립을 둘러싸고 물 약 200그램 정도가 더 필요하다. 간에 글리코겐을 저장하는 일은 그야말로 ‘간을 붓게’ 만드는 일에 다름 아니다. 커다란 기관인 근육은 좀 사정이 나을지 모르겠다. 장거리 이족보행 동물로서 안도감이 약간 든다.
이 상황을 이 상황을 다른 방식으로 접근해 보자. 일 리터 부피의 간에 글리코겐 70그램이 포도당 형태로 녹아 있다고 가정하는 것이다. 분자량이 180그램이므로 1리터에 포함된 70그램의 포도당은 430밀리몰이고 이는 체액의 삼투압을 넘어 ‘몹시 짜’다. 달리 말하면 피보다 진하다. 어쨌든 매일 글리코겐으로 저장했다 다시 포도당으로 순환하는 일을 순조롭게 처리해야 하는 간 입장에서는 삼투압을 생각하지 않을 수 없을 것이다. 글리코겐이 물을 한껏 품고 있다는 점도 물론 잊지는 말아야 한다.