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• 음식 (Food) 이란?
생명의 유지와 신체의 성장을 위해 섭취하는 물질들의 총칭.
• 6대 주요 영양소
탄수화물, 지방, 단백질, 무기질, 비타민, 물
• 체내에 최적량의 영양소가 있을 때, 개인의 건강과 복지 는 최대화됨.
• 음식물이 체내에서 영양소 (nutrients)로 섭취 및 전환되는 모든 과정을 의미.
• 영양소는 이러한 섭취와 전환의 과정을 통해 신체 기능 유 지.
에너지를 생성하기 위해 (탄수화물, 지방, 단백질),
조직을 강화하고 수리하기 위해 (단백질, 지방, minerals),
골격계의 성장과 유지를 위해 (calcium, 인, 단백질),
체내 생리를 조절하기 위해 (vitamin, minerals, 지방, 단 백질, 물) 사용.
영양 (Nutrients) 이란?
즉, 영양이란 음식으로부터 생성되는 것으로서 신체내에서
에너지를 공급하거나 신체 구성물질로 사용되며 신체의 성장에 관여하고 신체 기능을 유지/조절하고 조직이 손상되었을 시 수리를 위해 사용되는 물질들을 총칭.
6대 영양소
탄수화물 지방 단백질 무기질 비타민 물
주요 영양소 (Macronutrients)
미세 영양소 (Micronutrients)
산화시 에너지 생성
1g CHO = 4 Kcal 1g Fat = 9 Kcal
1g Protein = 4 Kcal
에너지 생성과 무관
• 영양은 운동 선수의 수행 능력을 최적화 시킬 수 있는 중요한 하나 의 요인.
1. 운동 현장에 있어 최적의 영양 상태는 피로를 줄여 더 장시간의 훈련을 가능 하게 하며, 또한 운동/훈련 후 회복을 더 빠르게 함.
2. 적절한 영양은 운동/훈련에 의한 상해를 줄이고, 상해로 부터의 회복 속도를 빠르게 해 훈련에 따른 최적의 신체 상태를 유지시킴.
3. 적절한 영양의 공급은 경기를 위한 최적의 에너지 저장 상태를 만들어 기록 단축에 영향을 미침.
4. 선수의 전반적 건강을 위해 중요 질병의 발병을 낮추어 훈련 시간의 감소 심지어는 선수 생명이 단축되는 것을 예방함.
주요 에너지 (탄수화물, 지방, 단백질) 원의 하나
-탄소 (carbon), 수소 (hydrogen), 산소 (oxygen) 가 결합되어 있는 복합체 (C6H12O6)
-1g 의 탄수화물이 산화시 4 kcal의 열량을 발휘함
- 단순 (simple), 복합 (complex) 그리고 식이 섬유 (fiber)로 분류됨
단순 : 단당류 (monosaccharides) 와 이당류 (disaccharides)
1. 탄수화물
-단당류: 글루코스 (glucose), 과당 (fructose), 갈락토스 (galactose)
-이당류: 맥아당 (maltose), 유당 (lactose), 자당 (sucrose) 맥아당 글루코스 + 글루코스
유 당 글루코스 + 갈락토스 자 당 글루코스 + 과당
-복합: 세 개 혹은 그 이상의 글루코스 분자가 결합
전분 (녹말) 탄수화물의 저장 형태 (식물계에 존재) 말토덱스트린 스포츠 음료에 주로 사용됨
식이섬유: 고무질 (gums), 펙틴 (pectin), 셀룰로스 (cellulose) 등
STRUCTURE & CLASSIFICATION OF IMPORTANT DIETARY CARBOHYDRATES
Monosaccharides GLU
Disaccharides
Polysaccharides
FRU GAL
GLU GLU GLU FRU GLU GAL Maltose Sucrose Lactose
GLU GLU GLU GLU GLU GLU
Starch GLU GLU
GLU
-주요 공급원: 전분, 과일, 채소 류 > 육류, 유제품, 콩 류
- 탄수화물은 운동 수행 시 주된 연료:
스포츠 음료 (drink; 6-8%, 14-18 g), 스포츠젤리 (jelly; 20-30 g), 스포츠 바(bar; 고 탄수화물 [19-50 g]/저 단백질과 지방)
게토레이 (Gatorade), 파워에이드 (powerade)
각각의 상품들은 탄수화물 공급원으로 글루코스, 과당, 자당, 글루코스 중합체 등을 주로 사용 함.
-일일 권장량 (RDA)이 특별히 정해져 있지 않음 단백질과 지방도 필요한 글루코스를 만들어 낼 수 있기 때문.
-하지만 건강한 식이 섭취를 위해 총 열량 섭취량 중 55-60%를 탄수화물로 부터 취하라고 권장.
- 단순 형태의 탄수화물: 10 %로 제한 - 복합 형태의 탄수화물: 45-50 %
예.
2,000 kcal의 식단에서 탄수화물의 일일 섭취 기준치는 약 300 g (약 60%에 해당).
식이 섬유의 섭취:
하루 2,000 칼로리를 섭취하는 기준으로 약 25 g을 권장.
운동 선수와 탄수화물의 섭취
- 하루 3,000 칼로리를 섭취하는 운동선수를 기준으로 총 열량 섭취량 중 55-60 %를 탄수화물로 섭취
400-450 g (1,650-1,800 칼로리)
-지구성 운동 선수의 경우 총 열량 섭취 중 70%를 탄수화물로 부터 취하는 것이 좋다고 함. 3,500 칼로리 기준 600 g.
탄수화물의 신체내 대사
-탄수화물은 다당류 (전분), 이당류 (자당, 유당), 혹은 단당류 (글루코스, 과당)의 형태로 섭취됨.
-소화와 흡수를 통해 신진대사를 위해 세포로 옮겨짐.
-소화: 소화계에서 음식을 기계적, 화학적으로 분해 시켜
흡수할 수 있는 형태로 변화 특정의 효소가 다당류와 이당류 를 단당류로 분해 시킴 소장에서 흡수됨.
혈당 지수 (Glycemic Index; GI)-①
- 혈당지수는 식후 혈중 글루코스의 농도를 관찰하면서 이미 알려져있는 (일반적으로 글루코스 혹은 빵을 이용) 값과
비교해 식후 실제의 혈당치의 반응을 관찰해 서열을 매긴 값.
-테스트는 약 8-12 시간 (밤새) 금식 후 이루어지며, 50 g의 탄수화물을 섭취해 혈중 글루코스 농도의 변화를 관찰 이 값을 비교 하고자 하는 또 다른 탄수화물을 똑같은 양 (50 g) 섭취 후 관찰된 값과 비교해 값을 얻는다.
-혈당지수는 탄수화물이 풍부하게 함유된 음식물의 소화와 흡수에 대한 율을 반영한다.
혈당 지수 (Glycemic Index; GI) –②
-혈당계수는 영양 교육, 특히나 대사적으로 문제가 있는 사람들을 대상으로 하는 유용한 도구로 사용될 수 있다.
예.
-당뇨를 가진 사람에게 낮게 설정된 혈당 지수의 음식물을 적용.
-고지혈증과 식후의 혈당 상승을 조절하는 데 도움
-고혈당 지수의 음식물을 삼가. 저혈당 지수의 음식물의 섭취를 늘림 -고혈당 지수의 음식물을 섭취시 췌장으로부터의 인슐린 분비를 증가
결국에 저혈당증
[hypoglycemia; 40-50 mg/dl 이하 혹은 2.5 mmol 이하]의 원인.
-운동 전, 중, 후에 실질적으로 응용해 사용이 가능함
즉, 운동의 형태에 따라, 혹은 운동 지속 시간에 따라 다르게 됨
• 혈액의 글루코스
• 혈중 글루코스는 대사와 함께 에너지를 생성.
• 특히, 뇌와 신경계 등의 중요한 기관에 에너지 공급.
• 장기간의 운동시 일시적인 저혈당증을 보이기도 함.
• 혈중 글루코스는 간 및 근 글라이코진으로 저장됨.
• 간내에 저장된 글라이코진은 필요시 다시 글루코스로 분
• 해 되어 혈액으로 전달, 근에 저장된 글라이코진은 필요 시
• 곧바로 사용.
• 만일 혈중의 글루코스가 인체가 요구하는 에너지를 초과 하거나
• 간과 근육에서 글라이코진으로 저장되는 능력을 초과한 다면
• 지방으로 전환되어 지방조직에 저장되게 됨.
• 단당류의 소화는 신속하게 일어나므로 그 양이 초과되었 을 때
• 일부가 소변으로 배출되기도 함.
신체내 탄수화물의 저장량
근원 그램 (g) 칼로리 (kcal)
혈중 글루코스 5 20 간 글라이코진 75-100 300-400 근육 글라이코진 300-400 1,200-1,600
정상인, 좌업성인을 기준
계산법
만일 근내 글라이코진의 함량이 66 mmol.kg-1 이었다고 하면,
그것은 1kg 내에 글라이코진이 12 g 함유되어 있다는 것을 의미함.
-훈련군 (혹은 고탄수화물 식이요법을 실시할) 의 경우, 근육내의 글라이코진의 함량이 늘어남.
인체에서 탄수화물의 기능
-에너지 공급 특히, 뇌 속의 신경세포, 망막, 적혈구 등의 기관들은 에너지원을 글루코스에 의존함.
무산소성 (2 혹은 3 ATP) / 유산소성 해당과정(36-39 ATP)
- 당단백질 (glycoprotein) 은 세포막을 이루는 구성성분
- 라이보스 (ribose; 5탄당) 는 세포내 리보핵산 (RNA;
ribonucleic acid)를 이루는 구성성분
1. 신체내에서 잠재적으로 가장 많은 에너지를 공급
약 94,500 kcal (10,500 g x 9.0 kcal; 120 hr의 마라톤) ; 탄수화물로 부터는 단지 약 2,000 kcal
(1.6 hr의 마라톤)
2. 중요 기관 보호를 위한 쿠션 (cushion)의 역할 심장, 간, 신장 (콩팥), 비장, 뇌, 척수 등
3. 추운 환경으로 부터 절연 (insulation) 기능
4. 지용성 비타민 (A, D, E, K) 의 운반체 역할 약 20g 이 필요; 지방 섭취가 전혀 없으면 비타민 부족증의 원인이 됨
2. 지방
지방의 분류
1. 중성지질
(triglyceride; 지방 혹은 중성지방)인간이 섭취하여 인체에 저장되는 일반적인 형태
2. 콜레스테롤
(cholesterol)스테롤로 알려진 지질의 일종 동물성에만 존재
3. 인지질
(phospholipid)필수영양소는 아니며 인체 내에서 중성지질로 부터 합성
2 지방산 + 1 글리세롤 + 인산염
두 합성체가 결합된 형태 (3 지방산 + 1 글리세롤).
에스터 (ester) 산 (지방산) + 알코올 (글리세롤)
• 지방산 (fatty acid)
탄소, 산소, 수소원자의 결합체
길이에 따라
-단쇄 지방산 (short-chain fatty acid) 6개 미만의 탄소 -중쇄 지방산 (medium-chain fatty acid) 6-12 개의 탄소 -장쇄 지방산 (long-chain fatty acid) 14개 이상의 탄소
1. 중성지질
포화도에 따라
① 포화지방산 (saturated fatty acid)
• 결합 가능한 수소이온 모두를 함유한 것.
• 즉, 모든 화학적 결합이 꽉 차 있음
② 불포화지방산 (unsaturated fatty acid)
• 결합되지 않은 고리
• 혹은 중결합의 여지가 있어 추가적인 수소이온 을 흡수 가능
1. 중성지질
① 불포화지방산
- 단일 불포화 (mono-unsaturated)
단일이중결합; 두 수소 이온과 결합 가능 - 다가 불포화 (poly-unsaturated)
두개 이상의 이중결합을 가지고 있음;
4개 이상의 수소 이온과 결합 가능
상온에서
포화지방산: 고체 형태
불포화지방산: 액체 형태 유지
1. 중성지질
음식과 지방 함유량
1. 고지방 음식
- 동물성 음식 (육류/우유): 포화지방이 다량 함유
우유: 한컵에 약 8그램 (저지방 우유에는 약 0.5-1 그램) - 트란스 지방산 쇠고기, 버터, 우유에 소량 함유
; 튀긴 음식/완제품 음식들 (마가린, 칩, 케잌, 쿠키) 에는 상당량 함유
- 일부의 식물류: 너트, 씨, 아보카도 불포화지방산 (하지만 코코넛/팜커넬의 경우 포화지방산이 많음) - 일부의 생선 (연어/고등어): 대부분 오메가-3 지방산
2. 저지방 음식
- 대부분의 생선 (광어/참치)
- 대부분의 식물음식 채소, 과일, 콩류, 자연산 곡류;
대부분 불포화지방산
2. 콜레스테롤
-동물성에만 존재
- 일부 빵/시리얼류에 포함되기도 함
콜레스테롤을함유한 동물성 (주로 계란) 재료에 기인
-지방산을 함유하지는 않지만 많은 부분의 물리적/ 화학적 특성 을 지질과 유사하게 가지고 있어 지질로 간주되고 있음
- 모든 세포의 혈장막 (plasma membrane) 에 분포
- 식사를 통해 (exogenous cholesterol) 혹은 세포 내에서 (endogenous cholesterol) 합성되기도 함
- 식사 시 콜레스테롤을 섭취하지 않더라도, 세포 내에서 합성되는 양이 하루에 약 0.5-2.0 g 정도임.
- 포화지방산을 많이 섭취 시 합성량은 더 늘어남
- 유아기를 제외한다면 외부의 섭취 없이도 콜레스테롤
의 최소 필요량은 충족된다고 함.
• 총 콜레스테롤의 70%는 간에서 합성되나, 동맥 혈관벽 과 장에서도 합성됨
• 중력에 의한 밀도 (gravitational density)에 의해 - 카일로마이크론 (chylomicron)
- 초저밀도 지단백질 (very low density lipoprotein;
VLDL)
- 저밀도 지단백질 (low density lipoprotein; LDL) - 고밀도 지단백질 (high density lipoprotein; HDL)
혈청지질은 콜레스테롤·트리그리세라이드·인지질·유리지방산 등으로 구성되어 있다. 이들은 지단백질(lipoprotein)의 형태로 체내에서 이동하며, 지단백질은 4가지로 분류한다.
• 카일로마이크론
• 중성지방 (TG) 86%, 콜레스테롤 3%, 인지질 9%, 단백 2%
로 구성된 안정된 작은 방울.
• 식사중이나 식후에 소장림프관과 혈액에서 볼 수 있으며 흡수된 장쇄 (long-chain)의 지방과 콜레스테롤이 장으로 부터 이동되는 상태.
• 간에서 대사화 되거나, 지방조직으로 운반되어 저장됨.
• 지용성 비타민 (A, D, E, 그리고 K)등의 전달자 역할을 하기도 함.
•
초저밀도 지단백질 (VLDL)
• 고농도의 중성지방 (60%)
• 중등도 농도의 인지질
• 콜레스테롤, 그리고 저농도의 단백질 함유
• 간에서 지방, 탄수화물, 알코올과 콜레스테롤로 부터
• 생성된 중성지방을 근육과 지방조직으로 전달함.
• 저밀도 지단백질 (LDL); “Bad” Cholesterol
• 콜레스테롤의 함량이 많고 인지질 및 단백질의 함량은 중등도이며, 중성지방의 함량이 적음.
• 고밀도 지단백질 (HDL); “Good” Cholesterol
• 중성 지방과 콜레스테롤의 함량이 적고, 인지질
의 함량은 중등도이며 단백질의 함량이 많은
(45-50%) 혈장 지단백질
콜레스테롤의 기능
-혈장막 (plasma membranes) 을 이루는 성분 -비타민 D 합성을 위한 전구체
-부신 (adrenal gland) 과 에스트로진 (estrogen),
안드로진 (androgen), 프로제스테론 (progesterone) 등의 홀몬 전구체
-소화 중 지방의 합성에 관여하는 담즙 (bile)의 형성
-주요 공급원
계란 노른자, 육류 (red meats), 간, 신장, 뇌와 같은 기관, 조개류 (shell fish) 특히 새우, 아이스크림, 크림 치즈, 버터, 전지 우유 식물류의 음식에는 없음
.
3. 인지질 (phospholipids)
-하나의 글리세롤 + 두개의 지방산 + 한 분자의 인산염
-인산염은
choline phosphate phosphatidylcholine
ethanolamine phosphate phosphatidylethanolamine serine phosphate phosphatidylserine
inositol phosphate phosphatidylinositol 등
-일반적으로 중성지방의 경우 하나 이상의 이중결합을 가지고 있는 경우가 드물지만, 인지질들은 4개 정도의 이중결합은 가지고 있다.
-더 많은 수의 2중 결합을 가질수록 지방산은 액체적 특성을 보인다.
-주로 세포막을 이루고 있음 혈장막 (plasma membrane), 마이토콘드리아막 (mitochondria), 핵막 (nucleus),
라이소솜 (lysosomes), 근형질세망 (endoplasmic reticulum)
3. 인지질 (phospholipids)
지방의 체내 흡수
- 섭취 지방 중성지방 (95%) + 스테롤과 인지질 (5%)
① 지질이 소장에 이르면 장으로부터의 홀몬 분비를 자극.
② 담낭에서는 담즙을, 췌장 (이자) 에서는 라이페이즈를 분비.
③ 담즙염이 유탁제 역할을 하여 지질덩어리를 작은 덩어리로 깸.
④ 작은 덩어리들은 지질 분해효소,
췌장 라이페이즈, 콜레스테라이제에 의해 가수분해.
