우리 몸을 구성하는 분자들: 지질

저번 포스팅에선 우리 몸을 구성하는 대표적인 분자들 중 물과 탄수화물에 대해서 알아보고 특히 탄수화물의 여러 종류와 우리 몸에서 그의 기능을 알아보았는데요. 이번에는 나머지 분자들인 지질과 단백질에 대해서 알아보고자 합니다.

먼저 지질에 대해서 이야기 해보겠습니다. 지질을 사실상 여러 종류의 분자를 통칭하는 용어로 정의는 물에 녹지 않는 유기물입니다. 대표적인 종류로는 중성지방, 막지질, 스테롤이 있겠습니다. 지질이란 말이 여러 분자를 통칭하는 말인 만큼 지질의 각 종류는 하는 일이 다양하고 특수하므로 각 지질 종류의 하위 종류와 그 쓰임새에 대해서 자세히 알아볼 필요가 있습니다.

지질의 가장 대표격이라고 할 수 있는 것은 중성지방인데요. 중성지방은 우리가 흔히 생각하는 기름, 지방이라고 생각하시면 됩니다. 중성지방은 글리세롤 분자 1개와 지방상 3분자가 에스테르 결합으로 연결되어 있습니다. 여기서 에스테르 결합이란 산과 알콜에서 물을 제거할 떄 생성하는 결합으로 탈수축합 결합의 일종입니다. 이런 중성지방은 동물의 백색 지방세포에 주로 저장되고 에너지원으로 이용됩니다. 이렇게 우리 몸에서 지방을 저장하는 이유는 지방이 내장 기관을 감싸 보호하거나 몸의 절연체 기능을 수행하기 때문이기도 하지만 더 중요한 이유로 포도당이 너무 많아지면 글리코겐으로 저장을 하지만 이것도 너무 많아지면 삼투압에 영향을 줄 수 있기 때문입니다. 지방은 소수성이라 삼투압에 영향을 주지 않거든요.

이런 중성지방에도 사실 여러 종류가 있는데요. 이 중성지방의 종류는 붙어있는 지방산의 종류에 따라서 나뉩니다. 지방산에는 포화지방산이라는 선형 모양의 지방산이 있고 cis 불포화 지방산이라는 심하게 뒤틀린 지방산이 있습니다. 거기에 trans-불포화 지방산이라는 약간 뒤틀린 지방산도 있어요. 중성 지방에 cis 불포화 지방산이 있으면 중성지방이 많이 뒤틀어진 형태로 존재하기 때문에 분자들이 다닥다닥 붙지 못합니다. 따라서 고체 상태로 존재하는 것이 힘들어 진다는 거죠. 때문에 상온에서 액체로 존재하는데 우리가 흔히 보는 식물성 기름이 이에 속합니다. 이렇게 cis 불포화 지방산을 가지고 있는 중성지방은 단순히 에너지원으로 사용될 뿐만 아니라 여러가지 다른 물질, 예를 들면 아이코사이노이드 호르몬 계열로 전환될 수 있습니다. 때문에 우리 신체 내에서 상당히 중요하죠. 이 때문에 동물성 지방보다는 식물성 지방이 우리 몸에 더 좋다는 겁니다. 중성지방에 만약 불포화 지방산이 있으면 이런 지방산은 곧은 선형으로 서로 서로 붙어 있기가 좋습니다. 따라서 상온에서 고체로 존재하죠. 바로 동물의 지방입니다. 이런 포화 지방산은 사실상 에너지원 외로 쓰일 수 없습니다. trans-불포화 지방산은 사실상 자연에는 굉장히 소량으로 존재하나 인간이 액체성 기름을 운반을 용이하게 하기 위해서 고체로 바꾸면서 인공적으로 많이 탄생한 지방산입니다. 아무래도 원래 자연에 거의 없는 것이었기 땜누에 신체 내에서 분해도 잘 안되고요.몸에 쌓일 시 굉장히 해롭습니다. 주로 혈관에 쌓여서 심혈관계 이상, 당뇨병, 암, 알레르기 등의 질환을 유발하죠.

이번엔 지질의 다른 종류인 막지질에 대해서 설명해보도록 하겠습니다. 막지질은 한쪽 끝은 소수성 다른 쪽 끝은 친수성인 성질을 지닙니다. 그러다보니 물속에서 친수성 부분은 물과 붙고 소수성 부분은 자기들끼리 붙어서 이중층의 막 구조를 형성하게 됩니다. 막 구조를 만드는데 용이하다 보니 생체막의 구성성분을 이룹니다. 하지만 이런 생체 막이라고 해서 전혀 통과할 수 없는 그런 막이 아니라 선택적으로 물질을 투과시키는 반투과막이라고 보시면 되겠습니다.

이런 막지질에도 중성지방과 같이 3가지 종류가 있는데요. 하나는 인산지질(인지질), 다른 하나는 당지질, 마지막 하나는 스핑고 지질입니다. 셋다 기본 구조는 다르지만 어떤 물질이 첨가되었냐에 따라서 종류가 나뉩니다. 먼저 인산 지질은 글리세롤 1분자와 지방산 2개 인산 그리고 R기가 결합한 형태입니다. (여기서 R기란 임의적 분자 구조를 말합니다. R기에는 다양한 다른 물질이 있으며 이에 따라서 인지질의 종류를 나눕니다.) 인지질의 지방산은 보통 한개는 포화지방산이고 다른 하나는 불포화 지방산을 씁니다. 이런 인지질은 보통 세포의 막이나 세포 소기관의 막을 이루고 있습니다.

당지질은 인지질과 같은 구조에 단 인 대신에 당이 와있는 구조인데요. 동물에서는 거의 찾아볼수가 없고 보통 식물 엽록체 틸라코이드 내막의 70~80%를 이룹니다. 이는 동물은 상대적으로 인을 얻을 수 있는 방법이 다양하지만 토양에는 인이 부족하다 보니 식물은 인이 그렇게 많이 얻을 수 없습니다. 때문에 인을 아끼려고 인이 없는 막지질을 대신 사용하는 겁니다. 이 당의 자리에는 보통 갈락토실이나 황이 올 수 있습니다.

스핑고지질은 위의 2개 분자들과는 조금 다르게 스핑고신 1분자 + 지방산 1개 + R기 가 붙어 있는 형태입니다. 스핑고 지질은 종류도 많고 우리 몸에서 중요한 역할을 하며 여러 질병과도 관련이 있는데요. 스핑고 지질의 종류에 대해서 알아보도록 하겟습니다. 스핑고 지질의 한 종류인 스핑고마이엘린은 마이엘린 수초라고 불리우는 우리의 신경세포에서 절연체 역할을 하는 부분의 성분으로 쓰입니다. 락토실세라마이드는 세포막의 당질피질층에 박혀있으면서 ABO식 혈액형을 구분하는 역할ㅇ르 합니다. 갱글리오사이드는 세포막에 필요한 물질인데요. 우리몸에 꼭 필요한 물질이기는 하지만 텍이-삭스 병의 원인이 되기 도 합니다. 테이-삭스 병이란 갱글리오사이드를 분해하는 효소인 헥소사미니데이즈 A가 결핍되어서 갱글리오사이드를 분해할 수 없어서 생겨나는 병으로써, 갱글리오사이드가 뇌에 축적되어서 신경세포를 죽이는 결과는 낳습니다. 결과적으로 이런 병을 가지고 태어난 아이는 이 지질을 분해하지 못하고 결국 2~3세에 죽게 됩니다.

이렇게 크게 2가지 종류의 지질에 대해서 설명을 해드렸습니다. 마지막으로 스테롤에 대해서 설명을 드리고자 해요. 스테롤은 4개의 고리 구조의 화합물을 통칭하는 말로써 6탄소 고리 3개, 5탄소 고리 한개로 이루어져 있으며 평면 구조를 띱니다. 스테롤의 종류에는 콜레스테롤, 피토스테롤, 에르고스테롤 등이 있는데요. 동물은 콜레스테롤을 보통 가지고 있습니다. 이런 스테롤은 우리 몸에서 여러 기능을 하는데요. 이런 기능에 대해서 알아보도록 하죠.

일단 스테롤의 가장 큰 역할을 세포막의 안정성을 유지하는 겁니다. 스테롤은 막지질의 사이사이에 껴서 더울 때 막지질이 해리되는 것을 막아주고 추울 때 응고되는 것을 막아줍니다. 또한 스테로이드 호르몬을 이루기도 해요. 바로 성호르몬과 부신피질 호르몬이 콜레스테롤로부터 만들어지는 물질입니다. 또한 비타민 D가 여기서 만들어 질 수 있습니다.

다음 포스팅에서는 단백질에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.