제9장. 비만에서의 지방대사 이상 서론 다량 축적된 지방은 지방산화에 영향을 주어 탄수화물 대사와 인슐린 감수성에 영향을 준다. 에너지 부족시 중성지방은 분해되어 fatty cid+glycerol 로 방출된다. 지방의 합성과 분해는 호르몬에 의해 조절된다. 본장에서는 지방조직에서의 호르몬 역할(인슐린, 카테골아민, LPL, Laptin) 비만과 지방대사 이상 지방축적에서 liphoprotein 역할, 비만인에서 지방의 역할 체지방 축적에서 불포화지방산의 역할을 이해할 수 있다.
2. 지방질의 일반적인 대사 가. Lipids(지방질)의 생물학적인 기능 ㈎ 세포막의 구성분자이다 ㈏ 고농도의 에너지원이다 ㈐ 장기의 보호막이나 단열물질이다 ㈑ 생리활성물질이다 ㉮ 지용성 비타민(A, D, K, E), ㉯ 필수 지방산, ㉰ Steroid 호르몬 생성 ㉱ 담즙산(슬개즙, bile acid), ㉲ prostagladin등은 대사경로를 조절한다.
3. 지방질의 생화학적인 분류 TG : 지방조직 중량의 65%는 저장 TG가 된다. Phospholipid Steroid Fatty Acid Ketone Bodies: 혈중의 FFA가 높을 때 생긴다.
(1) TG의 생합성 TG의 합성은 간, 지방조직, 소장에서만 일어난다. 간은 TG를 저장할 능력이 제한되어 있으며, 나머지는 VLDL의 형태로 혈액으로 분비된다. 식이 지방이 저장되기 위해 지방조직으로 혈관을 통해 운반되는 것은 VLDL과 chylomicron이다.
(2) TG 의 가수 분해 enzym 체내 저장 지방을 에너지로 이용되기 위해서는 TG를 가수 분해하여 지방산을 유지하여야 하는데, 이 때 관여하는 enzym로서는 ㉮ Lipoprotein Lipase: LPL 순환 혈중의 Lipoprotein 중에 있는 TG를 분해한 유리지방산을 지방조직으로 들어가는 것을 조절한다. LPL은 모세혈관 벽의 내피세포 표면에 널리 분포 ㉯ 호르몬 감수성 TG lipase 저장된 지방조직의 TG를 분해하여(TG-lipase) 혈중으로 유리지방산의 방출을 촉진하는 enzym이고, 지방분해 호르몬인 Catecholamine과 Glucagon에 의해 그 활성이 높아진다.
4. 지방조직에서 지방분해의 조절 ㈎ 저장 TG의 분해를 촉진하는 요인 Catecholamine, Glucagon, ACTH, GH, TSH, Vasopressin, MSH ※ 참고 EP는 지방조직에서 adenyl cyclase를 자극하여 cyclic AMP 농도를 증가시킨다. cyclic AMP는 protein kinase를 자극하고, TG lipase의 반응을 증가시킨다. ㈏ 지방분해를 저해하는 요소 Lipase, Phosphatase, adenosine, Insulin, caffein, 고농도의 FFA
5. 지방조직에서 호르몬의 역할 1) Insulin ㈎ Insulin은 지방조직에서 hormone sensitive lipase(HSL)를 불활성화시켜 지방분해를 억제한다. ㈏ 지방조직에서 LPL를 활성화시켜 지방합성을 촉진한다.
5. 지방조직에서 호르몬의 역할 2) Catecholamine Epinephrin, nor-Ep등의 ℬ-adrenaline 작용제는 adenylate cyclase를 활성화 시켜 c-AMP를 형성한다. c-AMP는 protein kinase A를 활성화시키고, 이 kinase는 조직에서 lipase를 활성화시켜 지방조직에 저장된 중성지방(TG)을 분해한다.
5. 지방조직에서 호르몬의 역할 3) LPL 지단백을 분해하는 enzym다. LPL은 지방세포에서 합성되고 분비되어 모세혈관의 내피세포로 운반되어 여기서 중성지방(TG)을 분해한다. 비만 인은 단위 세포당 LPL 활성은 증가되어 있으나, 식후에는 LPL이 활성화 되지 않은 것은 일반인과 차이가 있다. LPL의 활성을 증가시키는 것으로는 insulin과 glucose이며, catecholamine은 LPL을 억제시킨다.
5. 지방조직에서 호르몬의 역할 4) Laptin 지방조직에서 생성되는 ob 유전자 단백질이다. Lapin은 CNS에 작용하여 식이섭취 감소와 에너지 소모를 증가시킨다. Laptin은 지방세포 내에서 지방산과 중성지방(TG) 합성을 감소시킨다.
6. 비만과 지방대사 이상 복부비만은 포도당대사 이상, 고인슐린증, 고지혈증, VLDL 증가 등으로 심장병, 당뇨병을 일으킨다. 내장지방 증가는 혈중 유리지방산 농도를 증가시켜 LPL 생산의 감소로 LPL 활성화가 감소되고, LPL 보조요소인 apo-C2와 LPL 작용이 비정상적이어서 식후에 중성지방(triglyceride) 제거가 제대로 일어나지 못함으로 인해 VLDL과 LDL 생성이 증가되어 동맥경화의 원인이 된다. 유리지방산은 간에서 포도당 합성을 촉진하여 지방산 합성, acetyl coA carboxylase, malic enzyme, pyruvate kinase, PEPCK 등 enzym에 영향을 미친다. 근육에서 혈중 유리지방산의 증가는 포도당 이용에 영향을 준다. 이는 유리지방산이 근육에 유입되면 glycogen 합성 enzym가 감소되고 근육 내 중성지방(triglyceride) 저장이 증가되어 결국 포도당 산화가 감소된다. 또한 증가된 유리지방산 농도는 인슐린 수용체의 감소나 결합 후 저항성을 유도하여 인슐린 저항성을 초래하게 된다. 비만 인은 혈중에 중성지방(triglyceride), cholesterol의 증가, HDL-C의 감소, VLDL-TG의 상승이 특징이며, 특히 내장비만에서 현저하다.
7. 체지방 축적에서 지방질의 역할 탄수화물 섭취는 적은 양만 축적되며ㅡ 섭취 후 산화가 촉진된다. 지방질 섭취 후에 저장이 우선적이다.⇒ 비만의 원인이 된다. 지방대사에 필수인 LPL의 작용은 지방조직과 근육에서 다르게 조절된다. p.117(그림 참조) ㉮ 지방조직에서의 LPL은 insulin에 의해 활성화된다. 식후 insulin 농도가 높아지면 지방조직의 LPL은 활성화되어 혈중의 lipoprotein에서 유리지방산을 조직으로 끌어들여 TG로 저장한다. 즉, 지방조직의 LPL은 식후에는 혈중의 VLDL과 chylomicron을 지방조직으로 끌어들여 저장하고, 금식 시에는 근육으로 끌어들여서 산화시킨다. ㉯ 근육조직에서의 LPL은 인슐린에 의해 억제되고 식전에 활성화된다.
<참고> 지방과 근육조직에서의 LPL 작용
8. 비만 인에서 지방의 역할 비만인은 정상인에 비해 근육에 저장되어 있는 중성지방(TG)의 함량은 매우 높다(6배 정도). 지방 합성에 관여하는 enzym들이 비만 인에게 증가되어 있다(G-6-P dehydrogenase, malic enzyme, acyl-CoA synthetase ) 보통 탄수화물을 섭취하면 지방산화가 감소되지만, 비만인은 지방산화의 감소는 일어나지 않는다.. 내장지방(visceral fat)형과 피하지방(subcutaneous fat)형에서 포도당과 지질대사에 차이가 있다. ㉮ 내장지방형이 피하지방형보다 대사 이상이 많다. ㉯ 내장지방/피하지방(=V/S ratio) 비율이 혈중 중성지방(TG) 농도에 가장 큰 영향을 미쳐서 복부에 지방이 많을수록 혈중 중성지방(TG) 농도가 높다.
8. 비만 인에서 지방의 역할 <참고> 내장지방이란 위장이나 간 등의 내부장기를 둘러싸고 있는 장간막 사이사이에 쌓인 지방을 말한다. 컴퓨터단층촬영한 저장지방의 분포형태(이중에너지 엑스선: DXA), L4-5번에서 CT촬영한 신뢰도 높음. 내장지방면적/피하지방 면적 >=0.4 이상을 내장형 비만으로 판정함
9. 체지방 축적에서 불포화 지방산의 역할 지방산의 종류에 따라 체지방 축적 양에 차이를 보인다. 포화 지방산(SFA)과 불포화 지방산(PUFA)을 같은 열량으로 공급 시 포화 지방산이 체지방으로 축적되는 비가 높았다. 산소 소비가 SFA > PUFA 산화속도는 SFA < PUFA 혈중 FFA 농도는 SFA > PUFA 관계다. PUFA 군은 혈중 중성지방이 근육으로 더 빨리 유입되어 혈중 중성지방이 낮아지고 지방산 산화 속도가 빠르다. PUFA는 간에서 지방산과 중성지방의 합성을 감소시킨다. 이는 PUFA가 지방산 합성 enzym와 acetyl Co-A carboxylase 합성을 억제한다.