생화학은 생물체의 구성물질 및 생물체 안에서의 화학반응을 해명하고, 생명현상을 화학적으로 연구하는 학문으로 생체물질의 구조결정, 작용기능, 대사(代謝)의 기구가 주된 연구대상이다.

영양학은 생물체의 영양작용과 영양상태 및 영양물에 관하여 연구하는 학문으로 생명의 유지 및 심신의 건강을 유지하기위한학문으로, 영양생리학ㆍ영양화학ㆍ영양병리학이있다.

치과위생사는 구강건강을 생각하는 전문인으로, 생명전체의 형태나 기능을 이해하는 것이 요구되고 있다. 그 직무의 하나로 섭취한 음식의 영양소는 우리 몸에 어떻게 소화ㆍ흡수되고, 필요한 에너지는 어떻게 획득하며 합성하는지를 먼저 이해해야한다. 그러기 위해 그 기반이 되는 생화학 학습은 건강지향이 높아지는 오늘날 그 중요성이강조되고필요하다.

이 책에서는 우리 신체를 만들고 있는 각종 구조물의 분자수준의 이해부터 체내의 동적인 활동으로써 에너지 대사나 물질대사, 유전자나 세포 내의 정보전달 활동까지 배우고, 영양의 기초, 즉 왜 영양학을 배우지 않으면 안 되는지 기본을 이해하고 한국인의 식생활, 영양소 섭취상황의 옳고 그름, 영양소의 소화흡수, 한국인의 식사 섭취, 각종 영양소의 영양적 활동, 바람직한 식생활, 국민의 건강과 영양의 실태, 조리와 라이프 스타일, 각종 식품의 성분과 분류ㆍ물질적 성질을 배우고, 구강의 특징적 치아, 치주조직, 타액, 치태를 대상으로 그 구성성분이나 이로부터 발생하는 현상, 특히 치아우식증과 치주질환을 생화학적으로 배울 수 있다. 이렇듯 생화학에서 얻을 수 있는 지식을 효과적으로 영양학 학습으로 연결하여 내용을 용이하게 이해할 수 있도록 새로운 구성으로 만들었다.

어느 해 보다 유난히도 추운 겨울, 오랜 시간 준비한 교과서가 새 옷을 입을 수 있게 분주히 애써주신 집필진 분들과 많은 시간을 할애하여 출간에 애써주신 군자출판사 장주연 대표님과 이윤희 차장님을 비롯한 군자 가족들께 감사드립니다.

2013년2월

대표저자박광균

chapter01 건강한식생활과생화학및영양학

Ⅰ. 생화학과 영양학 …………………………………………………………………………………… 2

Ⅱ. 치과위생사가 생화학 및 영양학을 배우는 의의 ………………………………………………… 4

chapter02 세포의구조와역할및생체내의물과생체분자

Ⅰ. 세포의 역할 ……………………………………………………………………………………… 6

1. 원핵세포와 진핵세포의 차이 …………………………………………………………………………6

2. 세포의 크기와 구조 ……………………………………………………………………………………6

3. 정보전달 ………………………………………………………………………………………………14

4. 세포의 분화 ………………………………………………………………………………………………15

Ⅱ. 생체에서의 물 ……………………………………………………………………………………… 15

1. 생체 내의 물의 분포 ………………………………………………………………………………16

2. 물의 성질 …………………………………………………………………………………………16

3. 물의 해리와 수소이온농도 ……………………………………………………………………19

4. 산과 알칼리(염기) ……………………………………………………………………………20

5. 완충작용과 완충액 ……………………………………………………………………………21

6. 생체에서의 pH 조절기구 ………………………………………………………………………22

Ⅲ. 생체 구성성분과 영양소 …………………………………………………………………………… 24

1. 우리의 몸을 구성하는 성분과 화학반응 ……………………………………………………………24

2. 탄수화물의 구조와 종류 ………………………………………………………………………………25

3. 지질의 구조와 종류 ………………………………………………………………………………………28

4. 단백질의구조와 역할 ………………………………………………………………………………31

5. 비타민 ………………………………………………………………………………………………………34

6. 무기질(mineral) ……………………………………………………………………………………36

Ⅳ. 생체에서의 항상성 유지와 물질대사의 역할 …………………………………………………… 36

1. 항상성(homeostasis)이란 ………………………………………………………………………36

2. 호르몬계와 자율신경계 ……………………………………………………………………………37

chapter03 생체내에서일어나는화학반응과소화및흡수

Ⅰ. 소화와 흡수 …………………………………………………………………………… 43

1. 탄수화물의 소화와 흡수 …………………………………………………………………43

2. 지방의 소화와 흡수 ………………………………………………………………………………44

3. 단백질의 소화와 흡수 ……………………………………………………………………………44

Ⅱ. 효소의 운반과 이산화탄소의 배출 ………………………………………………………………… 44

Ⅲ. 대사 ………………………………………………………………………………………………… 45

1. 효소의 역할 …………………………………………………………………………………………45

2. 효소의 분류 ……………………………………………………………………………………………46

3. 대사체계의 분석 …………………………………………………………………………………………46

4. 동화작용(catabolism)과 이화작용(anabolism) ……………………………………………………… 47

5. 에너지 대사와 아데노신-3-인산(ATP) …………………………………………………………………48

6. 소화·흡수된 영양소의체내 대사 …………………………………………………………………………… 49

7. 대사성 질환 ……………………………………………………………………………………………………54

chapter04 생명활동과에너지대사- 탄수화물과지질의대사

Ⅰ. 에너지 대사의 이해 ………………………………………………………………………………………… 58

Ⅱ. 탄수화물의 대사와 에너지의 생성 ……………………………………………………………………… 58

1. 해당작용(glycolysis) ………………………………………………………………………………………58

2. 당 신생과정(gluconeogensis) …………………………………………………………………………… 61

3. 글리코겐의 합성과 분해 …………………………………………………………………………………63

4. 오탄당 인산경로(펜토오스 인산경로) ……………………………………………………………………64

5. 피루브산에서의 아세틸-CoA 생산과 구연산회로 ……………………………………………………65

6. 전자전달계 …………………………………………………………………………………………………67

7. 탄수화물의 대사에 의해 얻는 에너지량 ……………………………………………………………………68

8. 동물과 식물과 지구온난화 …………………………………………………………………………69

9. 기아 대응형 인류와 다이어트 …………………………………………………………………………… 70

10. 생명은 왜 따뜻한가? ………………………………………………………………………………………71

Ⅲ. 지방의 대사와 에너지의 생성 …………………………………………………………………………… 72

1. 지방산의산화(β-산화) ………………………………………………………………………………………72

2. 지방산의생합성 …………………………………………………………………………………………………76

3. 케톤체 생성 …………………………………………………………………………………………………78

4. 프로스타글란딘 합성 ………………………………………………………………………………………79

chapter05 단백질, 아미노산및핵산대사와고분자화합물의생합성

Ⅰ. 단백질과 아미노산 …………………………………………………………………………………………… 82

Ⅱ. 아미노산의 공급과 이용 ……………………………………………………………………………………… 83

Ⅲ. 아미노산의 체내 이용 …………………………………………………………………………………… 84

1. 탈아미노반응 ………………………………………………………………………………………………84

2. 아미노산의 이화작용과 연관된 선천성 유전질환 …………………………………………………………86

3. 탈탄산 반응 ……………………………………………………………………………………………87

4. 암모니아처리 공장인 요소회로 …………………………………………………………………………87

Ⅳ. 고분자 화합물의 생합성 ………………………………………………………………………………… 89

1. DNA 원본에서RNA 복사하기 ………………………………………………………………………………89

2. RNA 코돈 암호 해독하기 ……………………………………………………………………………92

3. 유전자의구조 …………………………………………………………………………………………………94

4. 유전자 발현 …………………………………………………………………………………………………94

5. 유전자 발현의 조절 ……………………………………………………………………………………96

6. 단백질 합성 ……………………………………………………………………………………………97

chapter06 영양의기초지식

Ⅰ. 식생활과 영양 ………………………………………………………………………………… 100

1. 영양에 관한 지식을 배우는 이유 …………………………………………………………………… 100

2. 한국인의영양섭취 상황 ……………………………………………………………………………101

Ⅱ. 영양소의 소화 및 흡수 …………………………………………………………………………… 111

1. 소화 작용의 종류 …………………………………………………………………………………… 111

2. 소화작용의 구조 ………………………………………………………………………………………113

3. 소화액 …………………………………………………………………………………………113

4. 소화효소 ……………………………………………………………………………………………117

5. 호르몬 ………………………………………………………………………………………………117

6. 영양소의 소화 ………………………………………………………………………………………118

7. 영양소의 흡수 …………………………………………………………………………………………118

8. 영양소의 역할 ………………………………………………………………………………………………120

chapter07 영양섭취기준

Ⅰ. 에너지 필요추정량 …………………………………………………………………………………… 124

1. 음식물의 에너지 ……………………………………………………………………………………………124

2. 인체의 에너지 요구량 ………………………………………………………………………………………125

3. 개인의 에너지 필요추정량 구하는 법 …………………………………………………………………129

4. 지방 에너지 비율 ………………………………………………………………………………………130

5. 부가운동에 의한 에너지 소비량의증가 ……………………………………………………………………130

Ⅱ. 기초대사 ………………………………………………………………………………………………… 132

1. 기초대사량 …………………………………………………………………………………………………132

2. 기초대사량에 영향을 주는 인자 ……………………………………………………………………132

Ⅲ. 한국인의 영양 섭취기준 ………………………………………………………………………………… 133

1‘. 한국인의 영양 섭취기준’의 의의 ……………………………………………………………………133

2. 한국인의 영양 섭취기준 ……………………………………………………………………………………135

3‘. 한국인의 영양 섭취기준’의 기본적인활용방법 …………………………………………………………136

4‘. 한국인의 영양 섭취기준’을 사용함에있어서 유의할 점 ………………………………………… 144

chapter08 영양소의작용

Ⅰ. 탄수화물의 영양학적 의미 ………………………………………………………………………… 148

1. 탄수화물의 종류 ………………………………………………………………………………………148

2. 탄수화물의 영양학적 의미 ………………………………………………………………………………151

Ⅱ. 단백질의 영양학적 의미 ………………………………………………………………………………… 155

1. 단백질의종류 ………………………………………………………………………………………………155

2. 단백질의영양학적 의미 ………………………………………………………………………………………158

Ⅲ. 지방의 영양학적 의미 ………………………………………………………………………………… 162

1. 지방의 종류 …………………………………………………………………………………………………162

2. 지방의 영양학적 의미 ……………………………………………………………………………………164

Ⅳ. 비타민의 영양학적 의미 ……………………………………………………………………………… 165

1. 비타민의종류 …………………………………………………………………………………………………165

2. 비타민의영양학적 의미 ……………………………………………………………………………………166

Ⅴ. 무기질의 영양학적 의미 ……………………………………………………………………………… 178

1. 무기질의종류 …………………………………………………………………………………………………178

2. 무기질의작용과 결핍 및 과잉증 ……………………………………………………………………… 179

Ⅵ . 물의 영양학적 의미 ………………………………………………………………………………… 190

1. 물의 작용과 대사 ………………………………………………………………………………………… 190

2. 물의 필요량과급원 …………………………………………………………………………………………191

Ⅶ. 식이섬유의 영양학적 의미 …………………………………………………………………………… 191

1. 식이섬유의 작용 …………………………………………………………………………………………… 192

2. 식이섬유의 섭취량과 급원 ……………………………………………………………………………………192

Chapter09 식생활과건강

Ⅰ. 국민건강과 영양의 현상 ……………………………………………………………………………… 196

1. 식생활의변천과 질병구조의 변화 …………………………………………………………………… 196

2. 한국인의식생활 현황과 과제 …………………………………………………………………………… 198

Ⅱ. 바람직한 식생활 ……………………………………………………………………………………… 204

1. 국민건강만들기에 있어서 식생활 개선의 대응 ……………………………………………………… 204

2. 식사환경 ……………………………………………………………………………………………………217

3. 식사계획 ………………………………………………………………………………………………218

Ⅲ. 생애주기별 영양과 조리 …………………………………………………………………………… 222

1. 성장기의 영양과 조리의 특성 ………………………………………………………………………222

2. 성인기의 영양과 조리의 특성 ……………………………………………………………………224

3. 고령기의 영양과 조리의 특성 ……………………………………………………………………226

4. 영양보급법 ……………………………………………………………………………………227

Chapter10 음식과건강

Ⅰ. 식품의 성분과 분류 …………………………………………………………………………… 234

1. 식품성분표 ………………………………………………………………………………………………234

2. 우리나라의 식사구성안 …………………………………………………………………………235

Ⅱ. 음식의 물성 ………………………………………………………………………………………… 240

1. 음식의 맛 ………………………………………………………………………………………………240

2. 음식의 물성과 텍스처 ……………………………………………………………………………241

Chapter11 치아와치주조직의생화학

Ⅰ. 치아와 치주조직 ………………………………………………………………………………………… 244

Ⅱ. 결합조직 ………………………………………………………………………………………………… 246

1. 결합조직의 조성과 기능 …………………………………………………………………………………246

2. 섬유상 단백질 ………………………………………………………………………………………………247

3. 프로테오글리칸(proteoglycan) ………………………………………………………………………257

4. 부착 단백질(attached protein) ………………………………………………………………………259

5. 콜라겐의 합성 ………………………………………………………………………………………262

6. 세포외기질의 분해 ……………………………………………………………………………………263

Ⅲ. 치아 ……………………………………………………………………………………………… 263

1. 치아의 조성 ………………………………………………………………………………………………263

2. 치아의 무기성분 …………………………………………………………………………………264

3. 치아의 유기성분 …………………………………………………………………………………………275

Chapter12 석회화조직의생화학

Ⅰ. 혈액 중의 칼슘과 인산 ……………………………………………………………………………… 284

Ⅱ. 석회화의 구조 ………………………………………………………………………………………… 285

1. 기질소포에 의한 콜라겐성 석회화 ……………………………………………………………………… 285

2. 치아와 뼈의 석회화 특징 ………………………………………………………………………287

Ⅲ. 뼈의 생성과 흡수 …………………………………………………………………………………… 291

1. 골아세포(뼈모세포)와 파골세포(뼈파괴세포) ………………………………………………………… 291

2. 혈중 칼슘 조절 호르몬 ……………………………………………………………………………293

Ⅳ. 치아의 탈회와 재석회화 ……………………………………………………………………… 297

1. 치아의 탈회와 킬레이트 작용 ……………………………………………………………………… 297

Chapter13 타액생화학

Ⅰ. 타액의 조성과 기능 …………………………………………………………………………………… 304

1. 무기질 ………………………………………………………………………………………………304

2. 유기질 ……………………………………………………………………………………………311

3. 저분자량성분 …………………………………………………………………………………316

Chapter14 치아표면부착물의생화학

Ⅰ. 획득피막(pellicle) …………………………………………………………………………………… 318

1. 획득피막의 조성 ……………………………………………………………………………………… 319

2. 획득피막의 형성 ……………………………………………………………………………………… 320

3. 획득피막의 작용 …………………………………………………………………………………… 320

Ⅱ. 치태의 생물활성 ………………………………………………………………………………… 320

3. 치태에 의한 당으로부터의 산 생산 ………………………………………………………………323

4. 바이오필름의 생화학적이해 …………………………………………………………………………325

Ⅲ. 치태에 의한 치아우식증 발생기전 : 다인자성 질환으로서의 우식 ………………………… 330

1. 당 …………………………………………………………………………………………330

2. 치태 …………………………………………………………………………………………334

3. 치아 ……………………………………………………………………………………………………335

4. 타액 ……………………………………………………………………………………………335

5. 식생활 …………………………………………………………………………………………………336

6. 치아우식증 예방법 …………………………………………………………………………………………338

Ⅳ. 치태에 의한 구취 발증기구 ……………………………………………………………………… 342

Ⅴ. 치태에 의한 치주질환 발증기전 …………………………………………………………………… 343

1. 세균활성 …………………………………………………………………………………………………343

2. 생체방어기구와 염증반응 ………………………………………………………………………………346

3. 리포다당(LPS) ……………………………………………………………………………………349

1. 치태의 종류 ………………………………………………………………………………………321

2. 치태형성 …………………………………………………………………………………………322

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