탄수화물의 분류(3)

1. 식물 탄수화물[Cx(H2O)y]

식물 탄수화물은 '저장 형태 탄수화물'과 '세포벽 비 전분성 다당류'로 나눕니다. 저장 형태의 탄수화물로는 전분(amylose & amylopectin), 이눌린, Fructans, 올리고당(대두 올리고당으로 raffinose, stachyose, 식이 올리고당으로 FOS, GOS), 세포벽 비 전분성 다당류에는 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 펙틴(pectins)이 있습니다. 

 

2. 올리고당 

올리고당은 식물의 라피노스, 말토덱스트린, 셀로덱스트린과 동물의 글리칸(glycan)이 있습니다. 글리칸은 glyco-conjugate(protein, lipid)의 탄수화물(올리고당) 부분을 말한다. glycoprotein 중 특이한 형태 proteoglycan이 있는데 이때 붙어 있는 탄수화물은 다당류이다. 글리칸의 기능은  세포 인식, 세포 접합 - 항원, 수용체 역할입니다. 

 

 

3. 과당(fructose) & 액상과당(high fructose corn syrup)

설탕(sucrose=glucose+fructose)과 액상과당(high fructose corn syrup)의 섭취는 지난 100년 동안 급격히 증가했으며, 비만, 대사증후군 및 당뇨병의 증가와 밀접한 관련이 있습니다. Sugar가 몸에 안 좋다고 하니 학자들은 옥수수의 포도당을 과당으로 인위적으로 전환시킨 것이 액상과당이다. 액상과당이 Sugar보다 더 나쁩니다.

과당(Fructose)은 첨가당의 주요 성분으로 다른 당과 구별됩니다.

과당은 거의 간에서 대사 되어 지방으로 저장되어 지방간이 증가합니다. F-1-P가 되면 phosphate가 잘 안 떨어집니다. ADP가 ATP로 전환이 되지 않아 요산(Uric acid)이 증가합니다. 요산의 증가는 대사성 증후군, 당뇨병, 비만의 위험성을 증가시킵니다. 과당의 에너지 대사는 'pentose phosphate shunt pathway'가 없기 때문에 NADPH가 만들지 못합니다. 과당의 지방 독성(lipotoxicity) -> 미토콘드리아 산화스트레스 증대, 요산 증가로 산화스트레스가 심해집니다. 과당은 장내 균주의 변화를 일으키고 세균 내 독소가 많이 흡수가 됩니다. 과당은 포만 신호가 없어 계속 먹게 됩니다.

출처 metabolism of glucose, galactose and fructose in the liver, Modified from J Clin Invest. 2016 ; 126:2031

 

액상과당(High Fructose Corn Syrup)

액상과당은 많은 가공식품에 사용되는 주요 감미료로 주로 청량음료에 많이 사용됩니다. 액상과당은 포도당과 과당의 조합으로 되어있는데 여기서 과당은 옥수수의 덱스트로스를 과당으로 전환시킨 당입니다. 액상과당의 제제는 구성 비율이 다양하지만 대부분은 과당 50%와 포도당 50%로 구성돼 있습니다. 몇몇 연구에서 액상과당과 과당을 비교하고 뚜렷한 차이점이 있다는 것을 확인하였습니다. 제2형 당뇨병 환자에서 같은 양의 과당에 비해 액상과당은 혈당과 인슐린 수치를 크게 증가시키는 것으로 나타났습니다.

4. 갈락토오스(galactose)

갈락토오스의  식품원은 유제품, 아보카도, 사탕무, 다른 gums, mucilasges에서 발견됩니다. 그것은 또한 여러 조직에서 당지질과 당단백질의 일부를 형성하는 몸에 의해 합성됩니다. 갈락토오스는 우유에서 자연적으로 발생하는 단당류입니다. 갈락토오스는 포도당과 결합하여 우유와 유제품의 주요 당인 유당을 형성합니다. 갈락토오스는 초기 인간 발달에 특히 중요합니다. 신생아의 장내 균주를 좋게 하는 목적으로 우유에 많다고 합니다. 포도당과 과당에 비해 갈락토오스는 모든 식품에서 다량으로 발견되지 않습니다. 갈락토오스가 많이 함유된 식품으로는 우유로 만든 푸딩, 달달한 요구르트, 체리, 꿀, 셀러리, 키위, 햄버거(조미료 포함), 자두, 저지방 모자렐라 및 아보카도가 포함됩니다.

 

갈락토오스의 임상적 유해성

갈락토오스는 프리바이오틱스  GOS(galactooligosaccharide)로 작용하고 글리칸 생합성을 합니다. 하지만 생쥐, 쥐, 초파리를 대상으로 한 실험에서 갈락토오스를 오랫동안 복용시켰더니 노화가 가속화되었습니다. 그리고 몸무게 kg당 120mg 고농도의 갈락토오스를 섭취한 설치류에서 정자의 농도와 정자 운동성이 감소되었습니다.

 

갈락토오스와 난소암은 관계없는 것으로 확인

우유 속의 갈락토오스가 난소암을 일으킨다는 두 연구가 있었는데 최근 하버드 공중보건 대학이 실시한 합동 분석은 갈락토오스를 함유한 음식과 난소암 사이에 특별한 상관관계가 없는 것으로 나타났으며, 하루 30g 이상 갈락토오스를 섭취했을 때 통계학적으로 무의미하였습니다. 갈락토오스는 국소 분절 사구체 경화증(FSGS) 치료에 역할을 할 수 있습니다. 이는 갈락토오스가 FSGS factor에 결합과 관련이 있다고 보고 있습니다.

 

갈락토오스와 ABO 혈액형 결정

갈락토오스는 ABO 혈액형 시스템에서 혈액형을 결정하는 혈액 세포에 존재하는 항원의 구성 성분입니다. O형 항원과 A형 항원에는 갈락토오스의 단량체가 2개, B형 항원에는 갈락토오스의 단량체가 3개 있습니다 갈락토오스의 두 단위인 galactose-alpha-1,3-galactose로 구성된 이당류는 포유류 육류에 존재하는 잠재적인 알레르겐으로 작용될 것으로 알려져 있으며, galactose-alpha-1,3-galactose 알레르기는 별 진드기에 물리면 유발될 수 있습니다. 갈락토오스를 많이 섭취하면 galactitol이 증가, 단백질에 붙어 AGE 형성으로 산화스트레스를 야기함으로써 유전자 손상 등 노화를 유도합니다.