우리 몸의 작동 원리 : 뇌, 간

1. 우리 몸은 어떻게 작동할까요?

우리의 몸은 어떻게 작동이 될까요? 우리 몸의 이루는 가장 작은 단위가 바로 세포입니다. 비슷한 형태와 기능을 가진 세포들이 모여 조직을 이루고 여러 조직이 결합하여 특정 기능을 수행하는 것을 몸의 장기(기관)라고 불립니다. 이렇게 형성된 여러 기관이 모여 하나의 몸을 구성합니다. 예를 들어 간세포가 모이면 간, 근육세포가 모이면 근육, 뇌세포가 모이면 뇌가 됩니다. 세포들이 정상적으로 작동하게 되면 몸은 건강해지지만 세포에 이상이 생기게 되면 몸은 불편함이 생기게 됩니다. 세포가 제대로 가능해려면 에너지가 필요합니다. 생명을 유지하기 위해서는 반드시 에너지를 공급받아야 하는데 인간은 식물이 아니므로 태양광이나 흙에서 에너지를 얻을 수 없습니다. 따라서 음식을 섭취하여 영양소를 흡수하고 이를 에너지로 변환하는 과정이 필요한 것입니다. 세포에는 주로 탄수화물과 지방, 단백질을 이용하여 에너지를 만들어 냅니다. 단백질은 주로 효소나 근육을 구성하는 곳에 쓰이며 간세포는 지방을 주요 에너지원으로 사용합니다. 대부분의 세포는 탄수화물(포도당)과 지방을 에너지원으로 활용할 수 있습니다. 그러나 뇌세포는 지방을 에너지원으로 사용할 수 없고 오직 포도당만을 사용해야 합니다. 그렇기 때문에 우리 몸은 포도당을 효율적으로 공급하고 조절하는 복잡한 대사 시스템을 갖추고 있는 것입니다. 

 

2. 오직 포도당으로만 쓰이는 뇌

뇌는 24시간 동안 약 120g 정도의 포도당을 사용합니다. 작은 티스푼 하나에 담긴 포도당이 약 3~5g이므로 뇌가 필요로 하는 양은 상당히 많은 양입니다. 그렇다면 혈액 속에는 얼마나 많은 포도당이 있을까요? 공복 상태에서의 혈당치는 100mg/dl 정도입니다. 우리 몸의 혈액량은 약 5L(50dL)이며 혈액 속 포도당의 총량은 100mg × 50dL = 5000mg = 5g입니다. 즉, 우리 혈액에 존재하는 포도당의 양은 겨우 5g에 불과한 것입니다. 한편, 뇌가 사용할 수 있는 포도당의 양을 계산해 보면 뇌는 하루에 120g의 포도당을 사용하게 됩니다. 혈액 속 포도당(약 13g)을 모두 사용한다고 가정한다면 뇌는 약 2시간 30분 정도밖에 버티지 못하게 되는 것입니다. 즉, 뇌는 끊임없이 포도당을 공급받아야 합니다. 그래서 우리는 지속해서 음식을 섭취하여 포도당을 보충해야 합니다. 하지만 여기서 중요한 문제가 있습니다. 우리는 하루에 5~8시간 정도 잠을 잡니다. 그동안은 음식을 섭취할 수 없는데도 뇌는 여전히 포도당이 필요하게 합니다. 그렇다면 우리는 어떻게 밤새 포도당을 공급받을 수 있을까요? 

 

여기서 포도당이란? 우리 몸이 에너지를 얻는 주요 원료로 탄수화물이 소화되면서 생성되는 단순한 당입니다. 과일, 꿀, 일부 채소, 빵, 쌀 등에 포함되어 있으며 소화과정을 거쳐서 만들어지게 됩니다. 

 

3. 잠들어 있어도 포도당을 공급해 주는 간

다행히 우리 몸은 잠이 들어 있을 때도 뇌와 다른 장기에 포도당을 공급하는 저장소가 있습니다. 바로 간입니다. 간은 여러 가지 역할을 수행하는데 그중에 하나가 혈당을 일정하게 유지하는 역할입니다. 음식을 섭취하여 몸에 있는 영양분은 우리 몸의 세포에 필요한 만큼 사용된 후, 남는 영양분은 간과 지방세포에 저장하게 됩니다. 필요시에 이를 분해하여 혈액 속으로 포도당을 방출하게 됩니다. 간에 남아있는 포도당은 글리코겐이라는 형태로 저장됩니다. 수용성은 글리코겐은 부피가 커져 많은 양을 저장할 수 없으며 저녁 식사 후 3~4시간 지나면 음식에서 섭취된 포도당은 바닥이 나게 됩니다. 이때부터 간은 활동을 시작하며 글리코겐을 분해하여 포도당을 만들게 됩니다. 하지만 이것만으로 몸의 세포에 모두 쓰이기는 어렵습니다. 그래서 간은 근육과 지방세포에서 나온 원료들도 이용하여 포도당을 만들어 냅니다. (당 신생 작용) 그래도 포도당이 모자라 공급할 수 있을 때 몸은 또 다른 전략을 만들어 냅니다. 포도당을 쓰지 않는 것입니다. 뇌와 적혈구를 제외하면 우리 몸의 거의 모든 장기는 지방산과 포도당을 에너지원으로 쓰게 되는데, 식후 포도당이 충분히 많을 때는 모든 장기에 포도당이 쓰입니다. 그러나 우리가 잠들어 있거나 끼니를 거를 때 포도당이 부족해지면 간에서 공급하는 포도당은 뇌와 적혈구만 쓰고 지방으로 축적됩니다.