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음식 (Food) 이란? 생명의유지와신체의성장을위해섭취하는물질들의총칭. 6 대주요영양소 탄수화물, 지방, 단백질, 무기질, 비타민, 물 체내에최적량의영양소가있을때, 개인의건강과복지는최대화됨.
영양 (Nutrients) 이란? 음식물이체내에서영양소 (nutrients) 로섭취및전환되는모든과정을의미. 영양소는이러한섭취와전환의과정을통해신체기능유지. 에너지를생성하기위해 ( 탄수화물, 지방, 단백질 ), 조직을강화하고수리하기위해 ( 단백질, 지방, minerals), 골격계의성장과유지를위해 (calcium, 인, 단백질 ), 체내생리를조절하기위해 (vitamin, minerals, 지방, 단백질, 물 ) 사용. 즉, 영양이란음식으로부터생성되는것으로서신체내에서에너지를공급하거나신체구성물질로사용되며신체의성장에관여하고신체기능을유지 / 조절하고조직이손상되었을시수리를위해사용되는물질들을총칭.
6 대영양소 탄수화물지방단백질 무기질비타민물 주요영양소 (Macronutrients) 미세영양소 (Micronutrients) 산화시에너지생성 에너지생성과무관 1g CHO = 4 Kcal 1g Fat = 9 Kcal 1g Protein = 4 Kcal
영양은운동선수의수행능력을최적화시킬수있는중요한하나의요인. 1. 운동현장에있어최적의영양상태는피로를줄여더장시간의훈련을가능하게하며, 또한운동 / 훈련후회복을더빠르게함. 2. 적절한영양은운동 / 훈련에의한상해를줄이고, 상해로부터의회복속도를빠르게해훈련에따른최적의신체상태를유지시킴. 3. 적절한영양의공급은경기를위한최적의에너지저장상태를만들어기록단축에영향을미침. 4. 선수의전반적건강을위해중요 질병의발병을낮추어훈련시간의감소심지어는선수생명이단축되는것을예방함.
1. 탄수화물 주요에너지 ( 탄수화물, 지방, 단백질 ) 원의하나 - 탄소 (carbon), 수소 (hydrogen), 산소 (oxygen) 가결합되어있는복합체 (C 6 H 12 O 6 ) -1g 의탄수화물이산화시 4 kcal 의열량을발휘함 - 단순 (simple), 복합 (complex) 그리고식이섬유 (fiber) 로분류됨 단순 : 단당류 (monosaccharides) 와이당류 (disaccharides)
- 단당류 : 글루코스 (glucose), 과당 (fructose), 갈락토스 (galactose) - 이당류 : 맥아당 (maltose), 유당 (lactose), 자당 (sucrose) 맥아당 글루코스 + 글루코스유당 글루코스 + 갈락토스자당 글루코스 + 과당 - 복합 : 세개혹은그이상의글루코스분자가결합전분 ( 녹말 ) 탄수화물의저장형태 ( 식물계에존재 ) 말토덱스트린 스포츠음료에주로사용됨 식이섬유 : 고무질 (gums), 펙틴 (pectin), 셀룰로스 (cellulose) 등
STRUCTURE & CLASSIFICATION OF IMPORTANT DIETARY CARBOHYDRATES Monosaccharides GLU FRU GAL Disaccharides GLU GLU GLU FRU GLU GAL Maltose Sucrose Lactose Polysaccharides GLU GLU GLU GLU GLU GLU GLU Starch GLU GLU
- 주요공급원 : 전분, 과일, 채소류 > 육류, 유제품, 콩류 - 탄수화물은운동수행시주된연료 : 스포츠음료 (drink; 6-8%, 14-18 g), 스포츠젤리 (jelly; 20-30 g), 스포츠바 (bar; 고탄수화물 [19-50 g]/ 저단백질과지방 ) 게토레이 (Gatorade), 파워에이드 (powerade) 각각의상품들은탄수화물공급원으로글루코스, 과당, 자당, 글루코스중합체등을주로사용함. -일일권장량 (RDA) 이특별히정해져있지않음 단백질과지방도필요한글루코스를만들어낼수있기때문. -하지만건강한식이섭취를위해총열량섭취량중 55-60% 를탄수화물로부터취하라고권장. - 단순형태의탄수화물 : 10 % 로제한 - 복합형태의탄수화물 : 45-50 %
예. 2,000 kcal 의식단에서탄수화물의일일섭취기준치는약 300 g ( 약 60% 에해당 ). 식이섬유의섭취 : 하루 2,000 칼로리를섭취하는기준으로약 25 g 을권장. 운동선수와탄수화물의섭취 - 하루 3,000 칼로리를섭취하는운동선수를기준으로총열량섭취량중 55-60 % 를탄수화물로섭취 400-450 g (1,650-1,800 칼로리 ) - 지구성운동선수의경우총열량섭취중 70% 를탄수화물로부터취하는것이좋다고함. 3,500 칼로리기준 600 g.
탄수화물의신체내대사 - 탄수화물은다당류 ( 전분 ), 이당류 ( 자당, 유당 ), 혹은단당류 ( 글루코스, 과당 ) 의형태로섭취됨. - 소화와흡수를통해신진대사를위해세포로옮겨짐. - 소화 : 소화계에서음식을기계적, 화학적으로분해시켜흡수할수있는형태로변화 특정의효소가다당류와이당류를단당류로분해시킴 소장에서흡수됨.
혈당지수 (Glycemic Index; GI)-1 - 혈당지수는식후혈중글루코스의농도를관찰하면서이미알려져있는 ( 일반적으로글루코스혹은빵을이용 ) 값과비교해식후실제의혈당치의반응을관찰해서열을매긴값. - 테스트는약 8-12 시간 ( 밤새 ) 금식후이루어지며, 50 g 의탄수화물을섭취해혈중글루코스농도의변화를관찰이값을비교하고자하는또다른탄수화물을똑같은양 (50 g) 섭취후관찰된값과비교해값을얻는다. - 혈당지수는탄수화물이풍부하게함유된음식물의소화와흡수에대한율을반영한다.
혈당지수 (Glycemic Index; GI) 2 -혈당계수는영양교육, 특히나대사적으로문제가있는사람들을대상으로하는유용한도구로사용될수있다. 예. -당뇨를가진사람에게낮게설정된혈당지수의음식물을적용. -고지혈증과식후의혈당상승을조절하는데도움 -고혈당지수의음식물을삼가. 저혈당지수의음식물의섭취를늘림 -고혈당지수의음식물을섭취시췌장으로부터의인슐린분비를증가 결국에저혈당증 [hypoglycemia; 40-50 mg/dl 이하혹은 2.5 mmol 이하 ] 의원인. -운동전, 중, 후에실질적으로응용해사용이가능함즉, 운동의형태에따라, 혹은운동지속시간에따라다르게됨
혈액의글루코스 혈중글루코스는대사와함께에너지를생성. 특히, 뇌와신경계등의중요한기관에에너지공급. 장기간의운동시일시적인저혈당증을보이기도함. 혈중글루코스는간및근글라이코진으로저장됨. 간내에저장된글라이코진은필요시다시글루코스로분 해되어혈액으로전달, 근에저장된글라이코진은필요시 곧바로사용.
만일혈중의글루코스가인체가요구하는에너지를초과하거나 간과근육에서글라이코진으로저장되는능력을초과한다면 지방으로전환되어지방조직에저장되게됨. 단당류의소화는신속하게일어나므로그양이초과되었을때 일부가소변으로배출되기도함.
신체내탄수화물의저장량 근원그램 (g) 칼로리 (kcal) 혈중글루코스 5 20 간글라이코진 75-100 300-400 근육글라이코진 300-400 1,200-1,600 정상인, 좌업성인을기준 계산법만일근내글라이코진의함량이 66 mmol.kg -1 이었다고하면, 그것은 1kg 내에글라이코진이 12 g 함유되어있다는것을의미함. - 훈련군 ( 혹은고탄수화물식이요법을실시할 ) 의경우, 근육내의글라이코진의함량이늘어남.
인체에서탄수화물의기능 - 에너지공급 특히, 뇌속의신경세포, 망막, 적혈구등의기관들은에너지원을글루코스에의존함. 무산소성 (2 혹은 3 ATP) / 유산소성해당과정 (36-39 ATP) - 당단백질 (glycoprotein) 은세포막을이루는구성성분 - 라이보스 (ribose; 5 탄당 ) 는세포내리보핵산 (RNA; ribonucleic acid) 를이루는구성성분
2. 지방 1. 신체내에서잠재적으로가장많은에너지를공급 약 94,500 kcal (10,500 g x 9.0 kcal; 120 hr 의마라톤 ) ; 탄수화물로부터는단지약 2,000 kcal (1.6 hr 의마라톤 ) 2. 중요기관보호를위한쿠션 (cushion) 의역할 심장, 간, 신장 ( 콩팥 ), 비장, 뇌, 척수등 3. 추운환경으로부터절연 (insulation) 기능 4. 지용성비타민 (A, D, E, K) 의운반체역할 약 20g 이필요 ; 지방섭취가전혀없으면비타민부족증의원인이됨
지방의분류 1. 중성지질 (triglyceride; 지방혹은중성지방 ) 인간이섭취하여인체에저장되는일반적인형태 2. 콜레스테롤 (cholesterol) 스테롤로알려진지질의일종 동물성에만존재 3. 인지질 (phospholipid) 필수영양소는아니며인체내에서중성지질로부터합성 2 지방산 + 1 글리세롤 + 인산염
1. 중성지질 두합성체가결합된형태 (3 지방산 + 1 글리세롤 ). 에스터 (ester) 산 ( 지방산 ) + 알코올 ( 글리세롤 ) 지방산 (fatty acid) 탄소, 산소, 수소원자의결합체 길이에따라 - 단쇄지방산 (short-chain fatty acid) 6 개미만의탄소 - 중쇄지방산 (medium-chain fatty acid) 6-12 개의탄소 - 장쇄지방산 (long-chain fatty acid) 14 개이상의탄소
포화도에따라 1. 중성지질 1 포화지방산 (saturated fatty acid) 결합가능한수소이온모두를함유한것. 즉, 모든화학적결합이꽉차있음 2 불포화지방산 (unsaturated fatty acid) 결합되지않은고리 혹은중결합의여지가있어추가적인수소이온을흡수가능
1. 중성지질 1 불포화지방산 - 단일불포화 (mono-unsaturated) 단일이중결합 ; 두수소이온과결합가능 - 다가불포화 (poly-unsaturated) 두개이상의이중결합을가지고있음 ; 4 개이상의수소이온과결합가능 상온에서포화지방산 : 고체형태불포화지방산 : 액체형태유지
음식과지방함유량 1. 고지방음식 - 동물성음식 ( 육류 / 우유 ): 포화지방이다량함유우유 : 한컵에약 8그램 ( 저지방우유에는약 0.5-1 그램 ) - 트란스지방산 쇠고기, 버터, 우유에소량함유 ; 튀긴음식 / 완제품음식들 ( 마가린, 칩, 케잌, 쿠키 ) 에는상당량함유 - 일부의식물류 : 너트, 씨, 아보카도 불포화지방산 ( 하지만코코넛 / 팜커넬의경우포화지방산이많음 ) - 일부의생선 ( 연어 / 고등어 ): 대부분오메가-3 지방산
2. 저지방음식 - 대부분의생선 ( 광어 / 참치 ) - 대부분의식물음식 채소, 과일, 콩류, 자연산곡류 ; 대부분불포화지방산
2. 콜레스테롤 - 동물성에만존재 - 일부빵 / 시리얼류에포함되기도함 콜레스테롤을함유한동물성 ( 주로계란 ) 재료에기인 - 지방산을함유하지는않지만많은부분의물리적 / 화학적특성을지질과유사하게가지고있어지질로간주되고있음 - 모든세포의혈장막 (plasma membrane) 에분포 - 식사를통해 (exogenous cholesterol) 혹은세포내에서 (endogenous cholesterol) 합성되기도함
- 식사시콜레스테롤을섭취하지않더라도, 세포내에서합성되는양이하루에약 0.5-2.0 g 정도임. - 포화지방산을많이섭취시합성량은더늘어남 - 유아기를제외한다면외부의섭취없이도콜레스테롤의최소필요량은충족된다고함.
총콜레스테롤의 70% 는간에서합성되나, 동맥혈관벽과장에서도합성됨 중력에의한밀도 (gravitational density) 에의해 - 카일로마이크론 (chylomicron) - 초저밀도지단백질 (very low density lipoprotein; VLDL) - 저밀도지단백질 (low density lipoprotein; LDL) - 고밀도지단백질 (high density lipoprotein; HDL) 혈청지질은콜레스테롤 트리그리세라이드 인지질 유리지방산등으로구성되어있다. 이들은 지단백질 (lipoprotein) 의형태로체내에서이동하며, 지단백질은 4 가지로분류한다.
카일로마이크론 중성지방 (TG) 86%, 콜레스테롤 3%, 인지질 9%, 단백 2% 로구성된안정된작은방울. 식사중이나식후에소장림프관과혈액에서볼수있으며흡수된장쇄 (long-chain) 의지방과콜레스테롤이장으로부터이동되는상태. 간에서대사화되거나, 지방조직으로운반되어저장됨. 지용성비타민 (A, D, E, 그리고 K) 등의전달자역할을하기도함.
초저밀도지단백질 (VLDL) 고농도의중성지방 (60%) 중등도농도의인지질 콜레스테롤, 그리고저농도의단백질함유 간에서지방, 탄수화물, 알코올과콜레스테롤로부터 생성된중성지방을근육과지방조직으로전달함.
저밀도지단백질 (LDL); Bad Cholesterol 콜레스테롤의함량이많고인지질및단백질의함량은중등도이며, 중성지방의함량이적음. 고밀도지단백질 (HDL); Good Cholesterol 중성지방과콜레스테롤의함량이적고, 인지질의함량은중등도이며단백질의함량이많은 (45-50%) 혈장지단백질
콜레스테롤의기능 -혈장막 (plasma membranes) 을이루는성분 -비타민 D 합성을위한전구체 -부신 (adrenal gland) 과에스트로진 (estrogen), 안드로진 (androgen), 프로제스테론 (progesterone) 등의홀몬전구체 -소화중지방의합성에관여하는담즙 (bile) 의형성 -주요공급원계란노른자, 육류 (red meats), 간, 신장, 뇌와같은기관, 조개류 (shell fish) 특히새우, 아이스크림, 크림치즈, 버터, 전지우유 식물류의음식에는없음.
3. 인지질 (phospholipids) -하나의글리세롤 + 두개의지방산 + 한분자의인산염 -인산염은 choline phosphate phosphatidylcholine ethanolamine phosphate phosphatidylethanolamine serine phosphate phosphatidylserine inositol phosphate phosphatidylinositol 등
3. 인지질 (phospholipids) - 일반적으로중성지방의경우하나이상의이중결합을 가지고있는경우가드물지만, 인지질들은 4개정도의이중결합은가지고있다. -더많은수의 2중결합을가질수록지방산은액체적특성을보인다. -주로세포막을이루고있음 혈장막 (plasma membrane), 마이토콘드리아막 (mitochondria), 핵막 (nucleus), 라이소솜 (lysosomes), 근형질세망 (endoplasmic reticulum)
지방의체내흡수 - 섭취지방 중성지방 (95%) + 스테롤과인지질 (5%) 1 지질이소장에이르면장으로부터의홀몬분비를자극. 2 담낭에서는담즙을, 췌장 ( 이자 ) 에서는라이페이즈를분비. 3 담즙염이유탁제역할을하여지질덩어리를작은덩어리로깸. 4 작은덩어리들은지질분해효소, 췌장라이페이즈, 콜레스테라이제에의해가수분해.
5 유리지방산, 글리세롤, 콜레스테롤, 인지질로분해후장의점막세포로흡수됨. 6 카일로마이크론이란지방덩어리로조합됨. 7 장의세포로부터이동하여융모에서유즙관을통해흡수됨
3. 단백질 20 여가지의아미노산으로구성. 그중 8 가지아미노산은인체내에서만들어지지않기때문에필수아미노산으로분류. 음식을통해섭취.
불필수아미노산 : 나머지 12 종의아미노산으로탄수화물이나지방, 필수아미노산의질소를이용해서간에서합성. Histidie 은어린이이경우성장에필요한요구량을만들어낼수없기때문에어린이에게한정된필수아미노산으로분류.
탄수화물과동일한열량 (4.1kcal) 을가지고있지만에너지대사에크게영향을주지못한다. 탄수화물과지방이부족할경우에만에너지원으로작용. 골격근발달과형성과정에서신체의구성성분으로중요한역할.
단백질과잉섭취에따른부작용 (1) 비만 인체에필요한칼로리이상으로사용되고남은여분의단백질은인체에저장되지않기때문에간에서지방으로전환되어체내에저장. 따라서많은양의단백질이나아미노산보충제를섭취하는것은비만의원인.
(2) 통풍 이스트 (yeast), 단백질보충제, 알코올과도섭취. Purine 성분은혈중요산 (uric acid) 농도를증가. 요산이관절에서결정체로변화되면통풍의증상유발
(3) 탈수 단백질이체내에서대사되는과정에분리된질소와그밖의노폐물의배설을위해서는인체의수분을이용하여소변을만든다. 즉, 혈액속의질소를제거하기위해서는신장에서많은양의수분을사용해야하기때문에수분손실이증가하게됨.
4. 비타민
5. 무기질
6. 물