외과적 대사

수술 혹은 외상 후의 초기 대사작용은 총 체내 에너지 소비량과 뇨중 질소 배출량을 줄이는 방향으로 일어납니다.

단백질, 탄수화물, 지방의 대사

• 수술 후 스트레스 상황에서의 주에너지원은 체내에 저장된 지방
• 포도당이 부족해지면 근육에서 유리된 glutamine이 장에서 alanine으로 대사되어 포도당 신합성에 사용
• 근육에서 나와 혈중 glucose를 유지하는데 중요한 역할을 하는 단백질은 glutamine과 alanine

지방 대사

• 수술 후 스트레스 상황에서의 주에너지원은 체내에 저장된 지방
• 포도당이 부족해지면 간에서 중성지방이 Acetyl-coA로 전환되고 이것이 또 TCA cycle을 통해 ATP로 전환된다.
• 지방 분해를 유발하는 자극
  • 카테콜라민 호르몬(m/i)
  • 부신피질 자극 호르몬갑상선 호르몬, 코티졸, 글루카곤, 성장호르몬 분비, 인슐린 분비 감소, 증가된 교감신경 자극
• 그러나 Acetyl-coA 가 너무 많이 생성되면 TCA cycle로 유입되지 못하고 케톤으로 전환된다. 스트레스에 의한 인슐린 증가, 자유지방산의 조직 내 산화 정도가 케톤 형성의 속도를 좌우한다.

탄수화물 대사

• 수술 환자(혹은 금식 환자)에서의 포도당 공급
  1. 근육 소실 억제 목적(m/i)
  2. 소량의 포도당(대략 50g/d) 공급 → TCA 주기에서 지방이용 촉진, 케톤화 감소
• 패혈증, 외상환자
  1. 포도당 공급: 외부에서 포도당을 공급하더라도 포도당 신합성을 위한 단백 분해를 완전히 억제하지 못한다.(스트레스 상황에서 다른 호르몬과 전염증proinflammatory 매개체가 단백 분해에 큰 영향을 미치기 때문)
  2. 인슐린 투여: 심한 스트레스에서 골격근에서 단백 합성 촉진 및 간세포의 단백 분해 억제. 근육세포의 RNA 합성에서 핵산의 필수전구체 흡수 촉진

단백질 및 아미노산 대사

• 인슐린 분비의 감소와 코르티솔 증가에 의해 단백분해가 가속화되고, 소변을 통한 질소 배설량이 증가하게 된다.
  • 근육에서 glutamine이 유리되어 장과 신장으로 이동한다.
  • 장으로 간 glutamine은 ammonia와 alanine으로 대사된다.
  • Alanine은 간으로 가서 urea와 포도당이 된다.(alanine은 간에서 포도당 생성에 가장 중요한 물질)
  • 신장으로 간 glutamine은 분해되어 ammonia가 된다.
  • 생성된 ammonia는 모두 간으로 가서 urea로 변환된다.
  • Urea는 소변으로 배설된다.

분해된 단백질은 당신합성과 급성기 단백(e.g., CRP) 합성에 이용됩니다. 결론적으로 근육에서 나와 혈중 glucose를 유지하는데 중요한 역할을 하는 단백질은 glutamine과 alanine이라 할 수 있습니다.

금식 시 대사 적응

단기간 금식 

• 포도당 에너지에 절대적으로 의존하는 장기= 뇌,적혈구, 콩팥
• 단기간 금식 시 체내에서 일어나는 반응:Glycogenolysis, Proteolysis, Lipolysis, Glycogenesis, 말초조직에서 케톤체 이용 증가

단기 금식 대사 변화

포도당 에너지에 절대적으로 의존하는 뇌, 적혈구, 콩팥 등을 위해 온갖 노력을 다해 혈중 포도당을 유지시키려 하는 반응입니다.

1. 간에서 glycogen을 분해한다. (Glycogenolysis 증가)
2. 단백질과 지방의 분리가 발생한다. (Proteolysis, lipolysis 증가)
3. 간에서 lactate, glycerol, glutamine, alanine을 이용한 포도당 신합성이 증가한다. (Glycogenesis 증가)
4. 말초 초직에서 ATP 형성을 위한 자유지방산과 케톤체(Ketone body) 이용률이 증가한다.

장기간 금식

1. 1주일이상 금식시 뇌에서 ATP 형성을 하는데 포도당이 아닌 케톤체를 이용
2. 포도당 신합성, proteolysis 감소

장기 금식 대사 변화

• 금식 시간이 길어지면 우리 몸이 적응을 하게 된다. 뇌에서 ATP 형성을 하는데 포도당이 아닌 케톤체를 이용하게 되면서 체내 단백질 분해를 통한 포도당 신합성은 감소한다. 그러면서 proteolysis도 감소하게 된다. 이렇게 적응하는 데는 약 1주일이 필요하다.

내분비 변화

• 수술 후 호르몬의 반응은 숙주에 유리한 생리학적, 생화학적 변화를 보인다.
  1. 염분과 수분의 유지 : 순환 혈장량 유지
  2. 간의 포도당 생성 증가 : 신경계, WBC, RBC, 상처회복에 연료 제공
  3. 골격 근육의 단백 분해 : 포도당 신합성과 간의 단백 합성에 필요한 amino acid precursor(Alanine & Glutamine) 제공
  4. 지방 분해 : 에너지원으로서의 free fatty acid 제공
• 수술 후 증가 또는 감소하는 호르몬의 종류

증가하는 호르몬

• Cortisol, Catecholamine(Epi, NE), Glucagon, GH, Vasopressin, Aldosterone, Renin, Angiotensin II, Endogenous opiates, Somatostatin, Serotonin, β-endorphin, AVP, Prolactin, ACTH

감소하는 호르몬

• Insulin, IGF, TSH, T3, T4, FSH, LH, Estrogen, Testosterone

참고자료

• 대한외과학회. 외과학 2판(2017). 121-144