1.에너지
(1)정의 : 일을 수행할 수 있는 능력 (2) 에너지의 형태 : 열, 빛, 기계, 화학, 전기, 핵에너지
(3)물리적,화학적 변화를 일으킬 수 있으며, 일정 과정을 통해 상호 전환될 수 있다.
2.대사과정
(1)정의 : 체내에서 일어나는 물질과 에너지의 변화과정으로 동화작용과 이화작용이 있다.
(2)목적 : 체내에 유입된 물질을 화학반응을 통해 필요한 에너지 형태로 바꿔 이용하기 위해
(3)동화작용 : 물질을 합성하여 에너지를 저장 하는 과정.
ex) 식물이 작은 물질들을 이용하여 열매와 같이 큰 물질을 합성하는 과정.
포도당으로부터 글리코겐 합성, 아미노산으로부터 단백질 합성.
(4)이화작용 : 물질을 분해하여 에너지를 소모 하는 과정.
ex) 인간이 큰 물질을 섭취하여 신체 내에서 작은 물질로 분해하는 과정.
탄수화물 , 지방, 단백질 같은 분자들에서 이산화탄소, 물 등과 같은 단순 분자로 분해되는 과정.
3.에너지원
운동을 위한 에너지원
탄수화물 - 특징 신체에 가장 빠르게 에너지 제공 에너지 생산 1g = 약 4kcal
(1)종류별 특징 - 단당류 - 포도당(혈당) : 음식과 다당류의 탄수화물 분해 결과
과당: 과일이나 꿀에 포함
이당류 - 2개의 단당류가 결합하여 형성되며 사탕수수설탕, 사탕무, 꿀 등에 존재
자당(각설탕) : 포도당 + 과당
맥아당 : 포도당 + 포도당
다당류 - 3개 이상의 단당류를 포함하는 복잡한 탄수화물
식물섬유소 : 소화작용시 섬유를 형성하여 찌꺼기로 버린다.
전분 : 단당류로 분해되어 세포의 에너지원으로 사용된다.
당원 : 동물조직에 축적되어 있는 다당류로 포도당 분자를 연결하여 생산한다.
당원은 근섬유 와 간에 저장되어 있다.
근육세포의 당원분해 : 포도당을 방출하여 수축하기 위한 에너지의 원천으로 사용.
간의 당원분해 : 포도당을 방출하여 신체의 각 조직으로 이동시켜 사용하게 된다.
지방 - 특징 많은 양의 에너지를 포함하고 있기 때문에 장시간 운동에 적합한 연료 에너지 생산 1g = 9kcal
(1)종류별 특징 - 중성지방 - 신체의 에너지원으로 매우 중요한 역할
글리세롤 한 분자에 3개의 지방산이 연결되어 있다.
지방산(->베타산화과정)
- 근세포에서 에너지를 생산하기 위해 사용되는 주요 지방 형태
신체 내에서 중성지방으로 저장되어 있다.
지방세포에 주로 저장되어 있으며, 골격근과 그밖의 여러 세포에도 저장되어 있다.
지방분해를 거쳐 지방산은 연료기질로 사용되며 글리세롤은 간에서 포도당을 합성하는데 사용.
인지질 - 에너지원으로 사용되지 x , 세포 내의 지질과 인산의 결합으로 구성
세포막의 구조를 형성, 신경세포 주위에서 절연체 역할을 함.
스테로이드 - 에너지원으로 사용되지 않음. 대부분의 스테로이드는 콜레스테롤로서 세포막을 구성하 는 요소. 성호르몬인 에스트로겐, 프로게스테론, 테스토스테론을 합성 한다.
단백질 - 구성 : 펩티트결합이라는 화학적 결합에 의해 아미노산 고리로 형성. 아미노산은 조직,효소, 혈중 단백질 등을 형성. - 체내에서 합성되지 않는 9개의 필수 아미노산은 음식을 통해 섭취해야 한다. -에너지 생산 : 1g=4kcal
에너지로 사용되는 단백질 - 알라닌은 간에서 포도당으로 전환되어 당원을 합성하는데 사용.
이소류신,알라닌, 류신 , 발린 등의 아미노산들은 근육세포 내의 생체 에너지를 생산하는데
필요한 대사 매개물질로 전환되어 에너지원으로 사용된다.
요약 탄 - 포도당 -< 해당과정
- 글리코겐( 근,간)
지 - 중성지방 - 글리세롤 - 당신샘
- 지방산(3) - 베타산화과정
단 - 알라닌 - 알라닌회로(당신샘)
- 류신,이소류신, 발린 -> 대사매기물질로변환
고에너지 인산염 - 근수축을 위한 즉각적인 에너지원 이다.
- 탄수화물, 지방, 단백질 등의 영양소를 대사작용을 통해 에너지원인 ATP를 만든다.
고에너지 인산염의 표기
(1)ATP = 아데노신 3인산염
(2)ATP = 아데노신 2인산염 + 무기인산(Pi)
(3)ATP = 아데노신 + 인산3고리
(4)ATP = 아데닌 + 리보스 + 인산3고리
(5)ADP = 아데노신 2인산염
(6)ADP = 아데노신 1인산염 + 무기인산(Pi)
(7)AMP = 아데노신 1인산염
(8)AMP = 아데노신 + 무기인산(Pi)
에너지의 화폐, 에너지의 현금, 에너지의 통화, 에너지 기증자
(1)고에너지 결합 : 다양한 분자와 화학적 결합 내에는 비교적 많은 양의 잠재적 에너지를 함유하고 있다.
(2)ATP와 Pi의 화학적 결합체에 에너지가 저장되는데 이를 고에너지 결합이라고 한다.
(3)ATPase에 의해 결합체가 분해되면서 에너지가 방출되어 에너지원으로 사용된다.
(4)고에너지 결합이 분해될때 방출되는 에너지
ATP - > ADP : 7.3kcal ADP -> AMP : 3.4kcal
생체에너지학
산화-환원 반응
1)산화 : 원자나 분자로부터 전자를 제거하는 과정.
2)환원 : 원자나 분자에 전자를 추가하는 과정.
3)세포의 산화-환원 반응 - (1) 자유전자보다 수소 원자의 이동에 의해 일어난다.
(2) 수소원자를 잃는 것을 산화되었다고 하며
수소원자를 얻는 것을 환원되었다고 한다.
NAD+와 FAD, 그리고 NADH와 FADH
1)NAD+, NADH
(1)니아신에서 유래,(2)NAD+:산화상태 (3)NADH:환원상태
2)FAD,FADH
(1)리보플라빈에서 유래,(2)FAD:산화상태(3)FADH:환원상태
3)역할 : NAD+와 FAD를 사용하여 탄,단,지 의 수소이온을 제거하여 산화시키며, NADH와 FADH로 환원되어 수소이온 전달체로 작용한다.
ATP 생산 방법
1)무산소성 대사작용 : 산소 사용 X
(1)크레아틴인산(PC)에 의한 생성 (2)해당작용에 따른 포도당이나 당원의 분해에 의한 생성
2)유산소성 대사작용 : 산소를 사용한 산화 작용에 의한 생성
(1) 크렙스 사이클 (2) 전자전달체계
무산소성 ATP 생산
1)ATP-PC 체계(인산시스템, 인원질과정)
(1)전체반응 PC+ADP ->ATP+C
(2)세부반응(짝반응, 연결반응) - (1) PC - > Pi + C +Energy : 크레아틴인산을 분해하여 인산기와 에너지를 방출
(2) Energy+ADP+Pi->ATP:PC의 인산기 기증과 방출된 에너지를 통해 ADP를 ATP로 전환
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