인체의 열 생산 원리
우리가 섭취한 탄수화물과 지방이 주로 우리몸에서 에너지를 만드는데 탄수화물과 지방은 분해되면서 없어지지만
이 과정엔 많은 양의 NADH2가 생기게 되는데, 바로 이것이 에너지(ATP) 생성의 핵심 물질이 된다.
NADH2는 그 다음 '전자전달꼐'로 들어가면서 전자를 전달하게 되는데, 이는 그림과 같이 톱니바퀴처럼 연결되어
있고, 제일 마지막에 산소가 전자를 받아 물이된다.
그렇게 해서 돌고돈 전자전달계의 톱니바퀴들은 마지막으로 에너지(ATP),를 생성하는 톱니바퀴와 물려있게 된다.
ATP는 에너지를 머금고 있으며, 우리 몸의 여러 곳에서 에너지를 사용한 다음엔 ADP가 된다.
그렇게 ADP는 되돌아와서 전자저날계 톱니바퀴에 의해 다시 에너지(ATP)가 되며, 다른 여러 곳에서 사용된 다음
또다시 ADP가된다.
에너지는 이렇게 사용되는데 우리가 이 에너지를 사용안하면 안할수록 지방에 저장되어 게속 쌓이게 되어 비만이
됨니다.
[출처] 토요 과학 강연회- 비만,어떻게 연구하는가?|작성자 SeeCher
갈색지방내 미토콘드리아 에서는 ATP생성 없이 바로 열을 생산해 낸다. (--> 'UCP1 단백질' 개입으로 인한 '짝풀림 현상')
이 때에는 '양성자'가 열을 생성하는 원천이 된다.
[생물학] UCP1과 열생성(열생성과 비만)
주변 기온이 적당히 떨어질 경우, 우리 몸은 공격적으로열을 내는 방법으로 저온을 피해가려한다. 이를 적응적 열발생 (adaptive thermogenesis)이라고 하는데, 추운 곳에 있다가 실내에 들어올 경우, 실내가 그리 덥지 않은데도 상대적으로 덥게 느끼며 땀까지 흘리는 경우가 좋은 예가 될 듯 하다.
이런 적응적 열발생은 '미토콘드리아 언커플링(mitochondrial uncoupling)이라는 단계를 통해 많이 이루어지는데, 미토콘드리아가 원래 역할인 ATP생성 대신, 엄청난 고열을 확 내는 특이한 반응을 일으키는 것을 말한다.
경미한 추위(cold)와 열생성에 대해 알아보기 위한 한 실험에서는, 호흡실(respiration chamber)에 날씬하고 건강한 11명의 남성들을 정상온도와 약간 낮은 온도에 노출시키고 대사반응을 측정하였다. (이들은 호흡실에서 나오기 직전에 근육생검을 실시하여 골격근의 미토콘드리아 언커플링을 측정하기도 함)
그 결과, 약한 추위에 노출된 경우 정상온도에 비하여 24시간 에너지 지출이 2.8%(0.32 Mj/day) 증가한 것으로 나타났고, 에너지 지출의 증가는 미토콘드리아 언커플링과 상관관계를 보였다.(p<0.02, R2=0.50)
위의 실험을 통하여 경미한 추위에서의 에너지 지출의 차이가 비록 동물보다는 작지만(동물은 2~4배의 차이를 보인다.) 이러한 적응적 열생산에 의한 에너지 지출의 작은 차이가 장기적 혹은 규칙적으로 지속된다면 적응적 열생성의 능력이 향상될 수 있고, 이에 따라 체중감소에도 크게 기여할 수 있다고 생각된다.
(서울=연합뉴스) 우리 몸에는 두 종류의 지방이 있는 것으로 알려지고 있다.
하나는 지방을 저장해 체중을 증가시키는 백색지방(white fat)이고 또 하나는 지방을 연소시켜 체중증가를 억제하는 갈색지방
(brown fat)이다. 그런데 갈색지방과 같은 기능을 가진 제3의 지방인 베이지색 지방 (beige fat)이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.
미국 다나-파버 암연구소(Dana-Farber Cancer Institute)의 브루스 스피겔먼(Bruce Spiegelman) 박사는 갈색지방과 기능은
비슷하면서 유전적 특성은 완전히 다른 베이지색 지방이 인체 쇄골 부근 피부 밑, 척추를 따라 존재한다는 연구결과를 발표했다고
사이언스 데일리가 12일 보도했다.
스피겔먼 박사는 또 운동할 때 근육세포가 만드는 이리신(irisin)이라는 호르몬이 이 베이지색 지방세포를 자극해 활성화시킨다는
사실도 알아냈다.
갈색지방과 베이지색 지방세포는 모두 '미토콘드리아' 에 철분이 있어 갈색과 베이지색을 띠지만 두 지방세포는 엄연히 다르다고
스피겔먼 박사는 밝혔다.
우선 갈색지방 세포는 세포 내 발전소인 '미토콘드리아' 가 열을 생성시키는 데 필요한 단백질인 UCP-1을 많이 만드는데 비해
베이지색 지방세포는 정상적인 상태에서는 UCP-1을 적게 만든다.
그러나 베이지색 지방세포는 차가운 기온이나 이리신 같은 특정 호르몬에 반응해 UCP-1을 대량으로 만들어 낸다. 이 때는 칼로리를 연소시키는 효과가 갈색지방이나 다름없다.
또 하나 다른 점은 갈색지방 세포는 근육세포로 분화하는 줄기세포에서 생성되지만 베이지색 지방세포는 백색지방 세포층 안에서 베이지색 지방 전구세포로부터 만들어진다는 것이다.
사람의 경우 갈색지방은 태아와 신생아 때만 존재하고 성인이 되면 거의 없어져 대부분 백색지방만이 분포되어 있는 것으로
알려지고 있다. 동면을 취하는 동물엔 갈색지방이 많은데, 이는 저장된 에너지를 연소시켜 체온을 유지해 주기때문이다.
이 연구결과는 과학전문지 '셀(Cell)' 온라인판(7월12일자)에 실렸다