4장 운동 대사 운동 생리학.

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1 4장 운동 대사 운동 생리학

2 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.

3 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?

4 3분 운동후 PC의 변화 또는 작용

5 훈련자와 비 훈련자의 항정상태 도달 시간

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

7 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.

8 <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.

9 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.

10 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)

11 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.

12 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

13 VO2max를 증가시키는 요인

14 1회 박출량을 증가시키는 요인

15 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

16 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.

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

18 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.

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

20 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

21 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

22 운동시 근육당원의 사용기전

23 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.

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

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

26 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

27 코리 싸이클 ; 연로로서의 젖산염

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