미토콘드리아를 소개합니다

미토콘드리아는 거의 모든 세포에 들어있는 아주 작은 세포기관으로 중요한 역할 중의 하나가 우리가 섭취한 당과 지방에서 나온 영양소를 우리가 들이마신 산소와 결합해서 에너지를 생산하는 일이다. 미토콘드리아의 총무게가 우리 몸무게의 대략 10%를 차지하며, 성인의 세포 속 미토콘드리아를 합치면 평균 1경개 정도가 된다고 한다. 여성의 생식 세포인 난모세포에는 미토콘드리아가 수십만 개나 있지만 성숙한 적혈구나 피부세포에는 미토콘드리아가 아주 적거나 아예 없기도 하다. 대부분의 세포에는 미토콘드리아가 80~2000개 정도 있다. 심장, 뇌, 간, 신장, 근육세포처럼 대사작용이 활발하게 일어나는 세포일수록 미토콘드리아가 더 많다. 그러므로 미토콘드리아가 건강하고 제 기능을 잘할수록 건강에 더 긍정적인 영향을 미칠 것이다.
미토콘드리아는 에너지 분자인 아데노신 3인산 (ATP)을 생성한다. 매일 ATP를 50kg이나 만들어 낸다. 매일 한순간도 쉬지 않고 일하고, 에너지 생성률은 태양보다 1만 배나 더 높다. 매초마다!  그러므로 최적의 미토콘드리아 기능은 원활한 신진대사의 비결이다.
생명을 유지하는데 필수적인 생물 기능인 호흡과 음식섭취과정을 거쳐 미토콘드리아에서 ATP가 생성되는 과정을 산화적 인산화라고 한다. 산화적 인산화가 일어나는 동안 미토콘드리아는 복잡한 화학반응이 일어난다. 크렙스 회로와 전자전달계라고 부르는 이 두 과정은 서로 연계해서 우리가 섭취한 음식에서 얻은 전자와 회로 안에 들어 있는 양성자를 이용해서 에너지를 생산한다. 일부 전자는 전자전달계에서 빠져나가 활성산소(ROS, reactive oxygen species)를 만든다. 활성 산소는 짝을 이루지 못한 홀전자를 하나 이상 가진 산소 원자가 포함된 불안정한 분자다. 활성산소는 다른 분자와 산화반응을 일으켜서 자신이 가진 불안정한 전하를 중화하려 한다. 즉 분자가 다른 분자에서 전자를 훔쳐가면 전자를 뺏긴 분자는 새로운 활성산소가 되면서 생물적 대학살이 이어진다. 빠르게 늘어난 활성산소는 세포 안에서 무리 지으면서 지질과 산화반응을 통해 세포막과 미토콘드리아 막을 분해 한다. 이 상황에 이르면 막은 불안정해지면서 물질이 새어나가기 쉬운 상태가 되고 결국 세포와 미토콘드리아는 붕괴한다. 활성산소는 DNA 복제과정과 보수과정을 방해하고 DNA 구조를 변형시켜서 DNA를 손상할 수도 있다. 활성산소는 하루 1만 번에서 10만 번 정도, 거의 매초에 한 번씩 DNA를 공격한다고 한다. 이 모든 요인은 조직파괴로 이어질 수 있으며 질병의 위험을 높인다.

대략 90% 이상의 활성산소가 미토콘드리아에서 생성된다. 그러나 정상적인 생리조건에서는 활성산소는 중요한 세포 기능을 조절하고 환경 스트레스 인자에 반응하는 등 중요한 역할을 한다. 다만 과잉의 활성산소가 생성되는 현상이 문제가 되는 것이다. 하지만 건강한 미토콘드리아는 알맞은 양의 활성산소를 생성한다. 그러므로 대중적인 접근법으로 항산화제 보충제를 먹어서 무분별하게 활성산소를 억제하면 오히려 활성산소의 중요한 기능까지 억제해 버린다. 이상적인 해결책은 애초에 활성산소가 너무 많이 생기지 않도록 관리하는 것이다. 여기서 우리가 먹는 음식이 중요하다. 고품질의 지방이 많고 순탄수화물(총탄수화물에서 식이섬유를 뺀 것)은 적으며 단백질은 적당한 식단으로, 케톤을 연소하는 미토콘드리아 능력을 최적화하는 것이다. 저탄수화물 고지방식단은 미토콘드리아가 30~40% 적게 산화스트레스에 노출되게 한다. 즉 우리 몸이 포도당 대신 케톤과 지방을 연료로 태우는 '지방에 적응하면' 미토콘드리아 DNA, 세포막, 단백질은 더 강해지고 건강해지며 회복력이 높아진다.

조셉 머콜라의 《 케톤 하는 몸 》에서