운동생리학 9강 : 에너지 시스템 [ATP 생산] (3) 유산소성 시스템 (산화 시스템)

안녕하세요, 밤샘공부입니다.

시험기간을 맞아, 운동생리학 관련 강의를 포스팅해볼까 합니다.

[운동생리학 9강]

많은 대학생 여러분 및 각종 시험을 준비하는 분들에게 도움이 되었으면 좋겠습니다.

 

질문은 아래 오픈채팅방이나 메일로 연락주시면 2시간이내에 답변드리겠습니다~

 

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본 강의는 이전 8강으로 부터 이어집니다. (8강 : https://study-all-night.tistory.com/115 )

 

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8강에서 무산소성 해당작용(젖산 시스템)에 대해 공부했습니다. 이제 9강에서는 ATP-PC 시스템 / 무산소성 해당 작용과 달리 산소를 이용하는 유산소성 시스템(산화 시스템)에 대하여 공부해보도록 하겠습니다.

 

5. 에너지 시스템 [ATP 생산] (3) 유산소성 시스템 (산화 시스템)

 (0) 생성 배경

  ① 산소를 이용하여 기질(탄, 단, 지)을 CO2와 H2O로 분해

  ② 미토콘드리아에서 생성 (세포 내호흡)

  ③ 탄수화물(해당작용으로 시작) or 지방으로 부터 생성

   - 탄수화물에서 생성시 1개 글루코스(글리코겐) : 32(33)개의 ATP

   - 지방으로부터 생성시 1개 FFA 유리지방산 : 100개 이상의 ATP 

    *팔미틱산의 경우 : 106개의 ATP

    *세포 외호흡으로는 한계가 있어서 세포 내호흡으로 미토콘드리아 활용(즉, 폐만으로는 부족)

  ④ 유산소성 시스템의 경로

   - 1단계. 해당작용(탄수화물) or 베타산화(지방) 

   - 2단계. 크렙스 회로(=TCA 회로)

   - 3단계. 전자 전달계

 

 

 (1) 탄수화물의 유산소성 시스템

  ① 해당작용 : 글루코스가 2개의 피루브산으로 전환되는 과정 [기질 수준 직접적 인산화 : 2 ATP]

  ② 크렙스 회로 : 2개의 아세틸 CoA가 되어 크렙스 회로 돌아감. (2개이므로 2바퀴) [기질 수준 직접적 인산화 : 2 ATP]

  ③ 전자전달계 : 해당작용과 2바퀴의 크렙스 회로에서 생성된 10NADH와 2FADH2가 전자전달계로 전달 [산화적 인산화 : 25+3 ATP]

   *따라서, 글루코스가 유산소성 시스템을 따르는 경우 : 총 32ATP가 생성됨 (글리코겐의 경우 33ATP)

[탄수화물의 유산소성 시스템 : 총 32ATP 생성됨]

    *NADH 1개당 2.5개 ATP

    *FADH2 1개당 1.5개 ATP

 

 

 (2) 지방의 유산소성 시스템

  ① 중성지방의 분해 : 글리세롤 1개 + 유리지방산 3개

  ② 지방산의 베타 산화 : 유리지방산이 아세틸 Co-A로 전환됨 [2ATP 소모]

   - 탄소가 16개인 유리지방산의 경우 : 8개의 아세틸 CoA가 생성됨.

   - 탄소가 16개인 유리지방산의 경우 : 베타 산화는 총 7번 일어나며 베타 산화 1번당 FADH2 NADH 1개씩 생성

[탄소가 16개인 팔미틱산의 베타산화]

    *7번의 베타 산화 -> FADH2 NADH 각각 7개씩 만들어짐.

  ③ 크렙스 회로 : 8개 아세틸 CoA -> 8바퀴 돌아감. [기질 수준 직접적 인산화 : 8 ATP]

  ④ 전자전달계 : 7번의 베타산화와 8바퀴의 크렙스 회로에서 생성된 NADH와 FADH2가 전자전달계로 전달 [산화적 인산화 : 100ATP]

	NADH	FADH2
7번의 베타 산화	7개	7개
8번의 크렙스 회로	24개	8개
총 개수	31개	15개
전자전달계에서의 ATP 생성량	77.5ATP	22.5ATP

    *따라서 탄소가 16개인 팔미틱산의 경우, -2+8+100 = 106 ATP가 생성됨

 

 

 (3) 단백질의 유산소성 시스템

  ① 에너지원으로는 잘 사용되지 않음

   - 아미노산이 글루코스로 전환됨 (글루코스 신생합성)

   - 아세틸 CoA로 전환될 수 있음(but. 일반적으로 적은 양이므로 단백질 대사는 무시됨)

 

 

 (4) 유산소성 시스템 총 정리

  ① 지방, 탄수화물, 단백질이 분해되어 모두 아세틸 CoA로 전환 될 수 있음.

[지방, 탄수화물, 단백질 경로]

  ② 에너지 대사 요약

[에너지 대사 요약]