지방질 마스터하기: 구조, 대사, 건강 영향

지방 (Lipid): 구조, 대사 및 건강의 역학

지방은 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기 화합물이며, 물에 녹지 않고 유기 용매에 녹는 성질을 가집니다. 체내에서는 에너지 저장, 체온 유지, 충격 흡수 등 다양한 생리적 역할을 수행합니다.

1. 지방질의 복합적인 분류 체계

지방은 화학 구조에 따라 크게 세 가지로 분류되며, 이 중 중성지질(Neutral fat)이 식품과 체내의 대부분을 차지합니다.

단순 지방질 (Simple Lipids)

글리세롤(Glycerol)과 지방산(Fatty Acid)의 에스테르 결합으로만 이루어진 지방입니다.

  • 중성지질 (Neutral Fat): 1분자의 글리세롤과 3분자의 지방산으로 구성. 체내 주요 저장 형태.
  • 왁스 (Wax)

2. 지방산의 길이 및 결합 유형

지방산은 탄소 사슬의 길이와 이중 결합 유무에 따라 특성이 달라지며, 이는 식품의 성질과 건강에 직접적인 영향을 미칩니다.

지방산 사슬 길이별 분류

  • 짧은 사슬 지방산: 탄소수 4~6개 (예: $\text{Butyric acid}$ – 버터)
  • 중간 사슬 지방산: 탄소수 8~12개 (예: $\text{Caprylic acid}$ – 야자유)
  • 긴 사슬 지방산: 탄소수 12~20개 (대부분의 동물성, 식물성 유지)
  • 매우 긴 사슬 지방산: 탄소수 22개 이상

이중 결합 유무에 따른 분류

  • 포화 지방산 (SFA): 이중 결합 없음. 주로 상온에서 고체 (예: $\text{Stearic acid}$, 동물성 기름, 버터).
  • 단일 불포화 지방산 (MUFA): 이중 결합 1개 (예: $\text{Oleic acid}$, 올리브유). 체내 합성 가능.
  • 다가 불포화 지방산 (PUFA): 이중 결합 2개 이상 (예: $\text{Linoleic acid}$, 콩기름). 상온에서 액체.
  • 오메가 계열: 이중 결합 위치에 따라 $\text{\omega}-6$ 계열 ($\text{Linoleic acid}$), $\text{\omega}-3$ 계열 ($\text{\alpha-Linolenic acid}$) 등으로 분류.

3. 콜레스테롤과 심혈관계 건강

콜레스테롤(Cholesterol)은 스테로이드의 대표적인 물질로, 주로 동물 조직에서 발견되며 세포막 구성 및 호르몬 합성에 중요합니다. 하지만 과도한 섭취는 심혈관 질환의 위험을 높입니다.

콜레스테롤의 기본 구조 (Steroid Ring)

콜레스테롤은 특징적인 탄화수소 고리 구조(A, B, C, D 링)와 수산기($\text{OH}$), 긴 탄소 사슬($\text{CH}$ 그룹)을 가지고 있습니다.

화학적 특징: 4개의 탄화수소 고리(스테롤) | $\text{C}$ 수: 27 | $\text{OH}$ 기 보유 | 체내: 간과 소장에서 주로 합성.

식품 속 콜레스테롤 함유량 (mg/100g)

다량 함유 (100mg 이상): 오징어, 계란 노른자, 명란젓, 새우, 내장, 쇠기름, 버터
중등 함유 (51~100mg): 치즈, 아이스크림, 육류, 돼지기름, 도넛, 생선류
소량 함유 (0~50mg): 우유, 식물성 기름, 견과류(땅콩, 잣), 계란 흰자

권장 섭취량: 성인 하루 300mg 이하 권장.

건강과 트랜스 지방

트랜스 지방은 액체 식물성 기름을 고체로 가공할 때 수소를 첨가하는 과정에서 생성되며, 심근경색 등 각종 심혈관 질환을 유발하는 주요 원인입니다.

주요 함유 식품 ($\text{g/100g}$): 전자레인지용 팝콘 (11.0), 도넛 (4.7), 감자튀김 (2.9), 케이크 (2.5) 등

4. 케톤체 생성 및 이용 (Ketogenesis & Ketolysis)

심한 기아나 당뇨병 등 저탄수화물 상태에서 지방산이 산화되어 케톤체(Ketone body)가 생성됩니다. 케톤체는 에너지원으로 이용되지만, 과잉되면 케톤증(Ketosis)을 유발합니다.

지방산 산화에서 케톤체 이용까지의 경로

(1) $\text{\beta-}$산화 ($\text{Fatty Acid}$ $\text{Oxidation}$) [클릭]
(2) $\text{Acetoacetyl-CoA}$ 형성 [클릭]
(3) 케톤체 생성 ($\text{Ketogenesis}$) [클릭]
(4) 조직으로의 수송 [클릭]
(5) 케톤체 분해 ($\text{Ketolysis}$) 및 $\text{TCA}$ 회로 [클릭]
케톤증 예방: 저탄수화물 고지질 식이 시 케톤증이 심화될 수 있으므로, 포도당을 공급하여 $\text{TCA}$ 회로의 흐름을 원활하게 해야 합니다.

5. 지방의 소화 및 흡수 경로

지방은 물에 녹지 않아 수성 소화 효소와 융합되지 않기 때문에, 소화 과정이 탄수화물/단백질과 다소 복잡합니다.

(1) 입 & 침샘 (Mouth) [클릭]
(2) 위 (Stomach) [클릭]
(3) 담즙 분비 (Bile Secretion) [클릭]
(4) 췌장 효소 작용 [클릭]
(5) 흡수 및 담즙산 재순환 [클릭]

(6) 대장 및 항문 (Excretion) [클릭]