4장 운동 대사 운동 생리학

고강도, 점증부하적, 지속성 운동에 따른 대사적 반응 운동대사 운동은 활동 근에서 일어나는 생체에너지 경로에 중요한 변화를 초래한다. 에너지 생산의 증가는 골격근 수축 시 ATP를 제공 골격근의 에너지 이용이 휴식시보다 최대 200배 이상 증가 본 수업의 목적 운동 초기와 운동 후 회복기의 대사적 반응 고강도, 점증부하적, 지속성 운동에 따른 대사적 반응 ATP 생성을 위한 연료의 선택 어떻게 운동대사가 조절되는지 살펴본다.

but 항정 상태에 도달하면 신체에서 요구하는 안정시에서 운동으로 전환 산소결핍(oxygen deficit) 운동 초기에 산소섭취 지연에 따른 현상 운동시작 후 1분~4분 사이에 항정상태 도달 운동 초기에 순간적으로 산소섭취량이 증가하지 않는가? because 무산소성 에너지가 ATP 생산에 기여하고 있으므로 but 항정 상태에 도달하면 신체에서 요구하는 ATP는 유산소성 대사 작용에 의하여 충족됨. Why?

3분 운동후 PC의 변화 또는 작용

훈련자와 비 훈련자의 항정상태 도달 시간

운동 강도에 따른 산소결핍과 부채 산소부채의 빠른 영역은 운동 후 산소섭취량이 빠르게 감소 산소부채의 느린 영역은 서서히 감소

운동 후 회복기 : 대사반응 운동 후 초과산소섭취량에 기여하는 요소 산소부채 = 운동 후 초과산소섭취량(EPOC) : 운동 후 산소섭취량이 안정시보다 높은 것. 운동 후 초과산소섭취량에 기여하는 요인들 운동 후 초과산소섭취량에 기여하는 요소 - 회복기 초기에 사용하는 산소는 근육 내의 PC를 재합성하는데 사용되며 근육과 혈액의 산소를 재 보충함. - 운동 후 초과산소소비량의 느린 부분에 기여하는 요인은 상승된 체온, 젖산을 혈당(포도당신생)으로 전환하는데 필요 한 산소 그리고 혈중 에피네프린과 노르에피네프린의 상승 등이 있음.

<운동성회복> 운동 중 생성된 젖산의 약 70%는 산화되고, 20%는 포도당으로 전환되고, 나머지 10%는 아미노산으로 전환되는 것으로 추정 회복운동의 적정 강도는VO2max의 30~40%정도이다. 최대운동에서 휴식 회복시 혈중 젖산 농도 감소가 훈련피험자와 비훈련 피험자간에 차이가 없다고 보고하였다. 격렬한 운동 후의 젖산 제거 회복기 때 가벼운 운동을 지속 적으로 해주는 것이 젖산을 더 빠르게 제거할 수 있다.

운동에 따른 대사적 반응 : 강도와 지속시간의 영향 단시간 고강도 운동 - 1-5초 사이의 고강도 운동시 근육의 ATP 생산은 ATP-PC체계에 의해 공급 - 5-6초 이상 지속하는 고강도 운동(20초)은 무산소성 해당과정으로 필요한 ATP를 생산 - 45초 이상 지속하는 고강도 운동은 근수축에 필요한 ATP생산을 위하여 ATP-PC체계, 해당과정(glycolysis)그리고 유산소성 체계를 사용 장시간 운동 - 10분 이상의 장시간 운동을 수행하는데 필요한 에너지는 주로 유산소성 대사과정에 의해 생산. - 저강도로 장시간 운동시 : 일반적으로 산소섭취량의 항정 상태를 유지할 수 있으나 고온다습한 환경에서 운동을 하거나 높은 강도로 운동을 실시하면 시간이 지날수록 더 많은 산소를 소비함으로 항정 상태를 유지할 수 없음.

장시간 운동 (a) 고온 다습한 환경에서 장시간 운동 중 VO2 변화 (b) 높은 강도의 장시간 운동 중 VO2 변화의 비교, VO2 가 꾸준히 상승하고 있다. (>75%VO2max)

운동에 따른 대사적 반응 : 강도와 지속 시간의 영향 점증부하운동 - 운동 중 산소 운반과 이용의 최대능력(최대산소섭취량 또는 VO2max) 측정 - 점증부하 운동검사시 산소섭취는 최대산소섭취량에 도달할 때까지 직선적 형태를 나타냄. 점증부하운동검사시 혈중 젖산농도가 비직선적으로 증가하는 지점을 젖산역치(Lactate Threshold) 또는 무산소성역치(Anaerobic Threshold)라 함.

운동에 따른 대사적 반응 : 강도와 지속 시간의 영향 운동에 따른 대사적 반응 : 강도와 지속 시간의 영향 VO2max 결정 기준 점증적 운동부하 검사 시 산소섭취가 더 이상 증가하지 않을 때 호흡교환율 1.15 또는 그 이상일 때 최대심박수(220-Age)의 10회 이내 혈중 젖산농도 8mmol/L 자각도(RPE) 17이상- Brog scale(6-20) 더 이상의 심박수 증가가 없을 때 VO2max= 최대심박수ⅹ최대1회박출량 ⅹ최대 동정맥산소차

VO2max를 증가시키는 요인

1회 박출량을 증가시키는 요인

젖산역치(LT) - 젖산역치는?? ① 근육의 낮은 산소량, ② 해당작용의 활성화, ③ 속근섬유 사용, ④ 젖산 제거비율의 감소 등과 같은 요인에 의해서 단독으로 또는 종합하여 설명 할 수 있음. 젖산역치는 운동수행을 예측하거나 훈련강도를 평가하는 데 사용. 젖산역치를 발생하는 잠재적 요인

NADH + H + 생성속도를 유지하기 위한 수소 왕복체계가 실패하면 젖산 역치(LT) 젖산이 근육통증을 유발하는가?? - 운동 후 골격근에서 젖산 생성, 근육과 혈액으로부터 젖산 제거가 빨리 이루어짐. - 잘 훈련된 선수는 근육통증을 느끼지 않음 - 요즘의 이론 : 근섬유의 미세한 파열에 의한 근육통증 미토콘드리아에서 NADH + H + 생성속도를 유지하기 위한 수소 왕복체계가 실패하면 피루브산이 젖산으로 전환된다.

점증부하 운동시 젖산역치를 설명하는 다양한 기전들 점증부하 운동시 젖산역치를 설명하는 다양한 기전들

운동 중 연료이용의 평가 호흡교환율(respiratory exchange ratio:R)  이산화탄소 생산량을 산소소비량으로 나눈 비율임 (VCO2/VO2) 지방(팔미르산) = C16H32O2 C16H32O2 + 23O2 → 16CO2+16H2O+?ATP R = VCO2/VO2 = 16CO2/23O2 = 0.70 포도당 = C6H12O6 C6H12O2 + 6O2 → 6CO2+6H2O+?ATP R = VCO2/VO2 = 6CO2/6O2 = 1.00 운동시 사용되는 연료를 평가하는 척도인 호흡교환율은 피험자가 항정 상태에 도달할 때 알 수 있으며 오직 항정 상태의 운동에서만 조직에서 이산화탄소와 산소의 대사적 가스 교환을 반영하기 때문.

운동 중 연료이용의 평가 연료사용의 표시 0.70 = 100 % 지방 0.85 = 50% 지방, 50% 탄수화물 1.00 = 100% 탄수화물 연료사용의 표시

운동강도와 연료 선택 저강도 운동(<30% VO2max) - 지방이 주요한 연료 고강도 운동(>70% VO2max) - 탄수화물이 주요한 연료 ‘교차’ 개념 - 운동강도가 증가할 때 지방대사에서 탄수화물 대사로의 변환 - 어떤 요소에 의해서 변환되는가? 속근섬유 사용 혈중 에피네프린 수준 증가에 기인

장시간 낮은 강도 운동 중 탄수화물대사에서 지방 운동 시간과 연료 선택 장시간 낮은 강도 운동 중 탄수화물대사에서 지방 대사로의 전환으로 지방 분해 비율의 증가 - 중성지방은 글리세롤과 유리지방산으로 분해 - 혈중 에피네프린 수준의 증가에 의해 영향 운동과 지방대사 : 지방연소에 저강도 운동이 좋은가?? Question

운동시 근육당원의 사용기전

지방/탄수화물 대사의 상호작용 “지방은 탄수화물의 불꽃 안에서 탄다” 글리코겐은 장시간 고강도 운동 중 고갈 - 해당과정의 속도와 피루브산 생산 감소 - 크렙스 사이클 중간 물질 감소 - 지방 산화 감소 : 지방은 크렙스 사이클에 의해 대사된다.

신체연료 운동강도가 근육 연료 사용에 미치는 영향 -고도로 훈련된 운동선수-

-고도로 훈련된 운동선수들의 자료를 요약하였음- 운동시 탄수화물 최대하 운동시 (VO2max65~75%)4가지 주요 에너지원에서 사용된 에너지비율 -고도로 훈련된 운동선수들의 자료를 요약하였음-

운동 중 신체연료 에너지원 조절 운동 강도 시간 음식 코리 사이클 운동시 사용되는 에너지원 조절 요소 탄수화물 지 방 단백질 혈중젖산 혈중 포도당 근 글리코겐 혈장 FFA 근육 내 중성지방 총 에너지 생산의 2%(장시간 운동시 5~15% 공급) 코리 사이클을 통해 포도당 신생

코리 싸이클 ; 연로로서의 젖산염