운동 대사

(1)

운동생리학(제4장) 1

운동 대사

(운동과 대사연료 선택)

제 5주차

(2)

학습목표



운동강도 및 시간에 따른 생체에너지 생성경로의 관계를 설명한다



산소결핍을 정의한다



젖산역치를 정의한다



점증적 부하 운동시 혈중 젖산 농도가 갑작스럽게 증가하는 몇 가지 원인을 설명한다



다양한 형태의 운동시 사용되는 대사 연료 선택을 조절하는 요인들을 열거한다

(3)

학습목표



지방대사가 탄수화물 대사에 왜 의존할 수밖에 없는지를 설명한다



산소부채를 정의한다



가벼운 운동 후의 산소부채보다 격렬한 운동 후의

산소부채가 더 크게 나타나는 현상을 생리학적인 관점에서 설명한다

(4)

◈운동초기와 운동 후 회복기의 대사 반응

4

(5)

운동초기 안정시에서 운동으로 전환



운동시 산소섭취량은 유산소성 ATP 생성 대사능력 지표



저,중강도 운동실시→산소섭취의 빠른 증가

-초기 무산소성 에너지대사 ATP생성 →젖산,해당작용 -1~4분 안에 항정상태에 도달(순수 유산소성 대사)



산소결핍

- 운동 초기에 산소섭취의 지연-미토콘드리아에서 산화적인산화가 즉각적으로 반응치 않음.

- 무산소성에너지 작용이 전체 ATP 생산에 기여



항정상태 도달 후 ATP는 유산소성 에너지 대사에 의해 충족

(6)

지구성훈련의 이점



지구성훈련은 심혈관계나 근조직의

적응으로 => 더 발달된 산소에너지생성 체계를강화=>빠른유산소ATP생성능력



=>낮은 젖산생성에 기여

(7)

운동 후 회복기 : 대사반응



운동 직후 몇분까지 대사증가-정도와 시간(운동강도영향)



산소부채 또는 운동 후 초과산소섭취량(EPOC)말함.

- 운동 직후 몇 분 동안의 휴식시 높아진 산소섭취량

 ‘빠른’산소부채

(20%)-2~3분 - 저장할 APT와 PC의 재합성 - 근육과 혈중 산소 재보충

 ‘느린’산소부채

(80%)-30분 이상 - 상승된 HR, 호흡수↑(산소소비 필요)

- 상승된 체온이 대사율 증가 (1도 상승 7%)

- 에피네프린과 노르에피네프린, 대사율 상승-빠르게 제거됨 - 간에서 젖산의 글루코오스로 전환(포도당 신생)

(8)

운동 후 젖산 제거

 운동 후 젖산제거

- 최근의 연구 : 운동 후 대부분의 젖산은 산화

- 운동 중 생성된 젖산 : 산화(70%), 포도당 (20%), 아미노산(10%)

- 운동성 회복 : 최대산소섭취량의 30~40%최고 효과 - 최대운동에서 휴식 회복시 혈중 젖산 농도 감소가

훈련자와 비훈련 피험자 간에 차이가 없 다고 보고

(9)

단시간의 고강도 운동

 2~20초 의 고강도 운동시: ATP-PC체계

 20초 이상 고강도 운동시: 무산소성 해당과정

 45초 이상 지속 고강도운동 : ATP-PC체계+

무산소성 해당과정+유산소성 체계

 2분 이상: 무산소성 해당과정+유산소성 체계

9 운동생리학(제4장)

(10)

대사 비율(%)

최대운동시 ATP생산에 기여하는 유,무산소성 비율

(11)

장시간 운동시 대사반응

 10분 이상의 장시간 운동

- 주로 유산소성 대사과정에 의해 ATP 생산

- 항정상태에서의 산소섭취량은 일반적으로 유지

 예외)고온 다습한 환경 또는 고강도 장시간(75%이상) 운동

- 항정상태를 이루지 않음

- 체온상승과 에피네프린,노르에피네프린의

혈중농도증가로 대사율과 시간에 따른 산소소비 증가

(12)

점증부하 운동시 대사반응



검사장비: 트레드밀, 사이클, 암에르고 미터(1~3분 단위 운동량 증가)



산소섭취량 – 산소 운반과 이용능력



산소섭취량은 최대산소섭취량에 도달 시까지 직선적으로 증가

- 운동량이 증가하여도 산소섭취량은 더 이상증가하지 않음



최대산소섭취량에 영향을 주는 생리학적 요인 - 근육으로 산소를 운반하는 심폐계의 능력

- 산소를 섭취하고 ATP를 유산소성으로 생산하는 근육의 능력

(13)

심혈관계의 기능적 평가 - VO _2max

(14)

젖산 역치

 점증부하 운동시 젖산이 갑자기 많이 증가하는 지점 - 무산소성 역치라고도 함

- 비훈련자 50~60%, 훈련자 65~80% VO ^2max

 젖산역치 발생 기전(요인)

- 근육의 낮은 산소량

- 해당작용(젖산시스템)의 활성화 - 속근 섬유 사용

- 혈액으로부터 젖산제거 비율 감소

 운동수행 예측과 훈련강도를 표시하는 데 사용

(15)

젖산역치에 대한 다른 기전



해당과정의 속도를 유지하는 미토콘드리아의 수소 운반체계의 실패

- 근형질에서 과도한 NADH는 피루브산에서 젖산으로 전환시킨다.



LDH의 유형

- 피루브산을 젖산으로 전환시키는 효소

- 속근섬유에서의 LDH는 젖산의 형성을 촉진

(16)

경기력 향상비법

 젖산이 근육통증을 유발하는가? ? NO!!

** 이유

1. 운동 후 골격근에서 젖산 생성, 근육과 혈액 으로부터 젖산 제거가 빨리 이루어짐(60분이내 회복기수준).

2. 잘 훈련된 선수는 근육통증을 느끼지 않음

- 요즘의 이론 : 2~3일 통증은 근섬유의 미세한 파열(염증, 부종)에 의한 근육통증

(17)

운동 중 연료이용 의 평가



호흡교환율(RER 또는 R) – VCO ² /VO ²



지방(팔미르산) = C ¹⁶ H ³² O ²

C ¹⁶ H ³² O ² + 23O ² → 16CO ² +16H ² O+?ATP R = VCO ² /VO ² = 16CO ² /23O ² = 0.70



포도당 = C ⁶ H ¹² O ⁶

C ⁶ H ¹² O ⁶ + 6O ² → 6CO ² +6H ² O+?ATP R = VCO ² /VO ² = 6CO ² /6O ² = 1.00

(18)

운동 중 연료이용 의 평가



연료사용의 표시 0.70 = 100 % 지방

0.85 = 50% 지방, 50% 탄수화물 1.00 = 100% 탄수화물



항정상태의 운동

- VCO ² 와 VO ² 는 세포 수준에서 O ² 소비와 CO ² 생성을 반영

(19)

ATP생성을

위한 연료 선택

(20)

운동강도와 연료 선택

 저강도 운동(<30% VO2max) - 지방이 주요한 연료

 고강도 운동(>70% VO2max) - 탄수화물이 주요한 연료



‘교차 ’ 개념

- 운동강도가 증가할 때 지방대사에서 탄수화 물대사로의 변환

- 이것은 …

속근섬유 사용

혈중 에피네프린 농도 증가에 기인-

운동강도증가시(당원분해,탄수화물대사,젖산증가-지방대사억제)

20

(21)

운동 시간과 연료 선택

 장시간 운동 중 탄수화물대사에서 지방대사로의 전환

 지방 분해 비율의 증가

- 중성지방은 글리세롤과 유리지방산으로 분해(리파아제 효소)

- 혈중 에피네프린,글루카곤, 노르에피네프린 수준의 증가에 의해 영향(자극영향)

* 단백질은 2%(60분 미만), 5~15%(3~5시간)연료 사용

☞높은 수준의 인슐린과 젖산은 유리지방산의 혈액이동 억제와 리파아제효소활동 방해함

-운동시작 30~60분전의 고 탄수화물 식사나 음료는 인슐린 증가로 지방분해억제와 지방대사 감소 야기

(22)

지방/탄수화물 대사의 상호작용



“지방은 탄수화물의 불꽃 안에서 탄다”



글리코겐은 장시간(120분 이상) 고강도 운동 중 고갈- 근피로유발

- 해당과정의 속도와 피루브산 생산 감소

- 크렙스 사이클 중간 물질 감소

(전구체-옥살로아세트산, 말산malate)

- 유산소 ATP생성속도 감소 - 지방 산화 감소

: 지방은 크렙스 사이클산화에 의해 대사되므로 .

당원감소-크렙사이클 중간물질감소 –지방대사 ATP 감소

(23)

경기력 향상비법



스포츠 음료를 통한 탄수화물 섭취는 지구력 수행을 향상시킨다.

- 최대하와 장기간 운동 중에 탄수화물 섭취는 지구력 수행능력을 향상시킨다.

- 매시간 30~60g

- 그렇다면 단시간 운동에서는?

- VO ^2max 의 80%, 60분간의 운동에서 6.5%의

향상을 보임

(24)

운동 중 신체연료

☞탄수화물

- 혈중 포도당 - 근 글리코겐

☞ 지방

- 혈장 FFA

- 근육 내 중성지방

☞ 단백질

- 총 에너지 생산의 2%(장시간 운동시 5~15% 공급)

☞ 혈중 젖산

- 코리 사이클을 통해 포도당 신생

(25)

전문가 의견



운동 대사

운동 대사

(운동과 대사연료 선택)

학습목표

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학습목표

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◈운동초기와 운동 후 회복기의 대사 반응

운동초기 안정시에서 운동으로 전환

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지구성훈련의 이점

지구성훈련은 심혈관계나 근조직의

적응으로 => 더 발달된 산소에너지생성 체계를강화=>빠른유산소ATP생성능력

=>낮은 젖산생성에 기여

운동 후 회복기 : 대사반응





 ‘빠른’산소부채

 ‘느린’산소부채

운동 후 젖산 제거

 운동 후 젖산제거

단시간의 고강도 운동

 2~20초 의 고강도 운동시: ATP-PC체계

 20초 이상 고강도 운동시: 무산소성 해당과정

 45초 이상 지속 고강도운동 : ATP-PC체계+

무산소성 해당과정+유산소성 체계

 2분 이상: 무산소성 해당과정+유산소성 체계

대사 비율(%)

최대운동시 ATP생산에 기여하는 유,무산소성 비율

장시간 운동시 대사반응

 10분 이상의 장시간 운동

- 주로 유산소성 대사과정에 의해 ATP 생산

- 항정상태에서의 산소섭취량은 일반적으로 유지

 예외)고온 다습한 환경 또는 고강도 장시간(75%이상) 운동

- 항정상태를 이루지 않음

- 체온상승과 에피네프린,노르에피네프린의

혈중농도증가로 대사율과 시간에 따른 산소소비 증가

점증부하 운동시 대사반응









심혈관계의 기능적 평가 - VO 2max

젖산 역치

 점증부하 운동시 젖산이 갑자기 많이 증가하는 지점 - 무산소성 역치라고도 함

- 비훈련자 50~60%, 훈련자 65~80% VO 2max

 젖산역치 발생 기전(요인)

 운동수행 예측과 훈련강도를 표시하는 데 사용

젖산역치에 대한 다른 기전

해당과정의 속도를 유지하는 미토콘드리아의 수소 운반체계의 실패

- 근형질에서 과도한 NADH는 피루브산에서 젖산으로 전환시킨다.

LDH의 유형

- 피루브산을 젖산으로 전환시키는 효소

- 속근섬유에서의 LDH는 젖산의 형성을 촉진

경기력 향상비법

 젖산이 근육통증을 유발하는가? ? NO!!

** 이유

1. 운동 후 골격근에서 젖산 생성, 근육과 혈액 으로부터 젖산 제거가 빨리 이루어짐(60분이내 회복기수준).

2. 잘 훈련된 선수는 근육통증을 느끼지 않음

- 요즘의 이론 : 2~3일 통증은 근섬유의 미세한 파열(염증, 부종)에 의한 근육통증

운동 중 연료이용 의 평가

호흡교환율(RER 또는 R) – VCO 2 /VO 2

지방(팔미르산) = C 16 H 32 O 2

C 16 H 32 O 2 + 23O 2 → 16CO 2 +16H 2 O+?ATP R = VCO 2 /VO 2 = 16CO 2 /23O 2 = 0.70

포도당 = C 6 H 12 O 6

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O+?ATP R = VCO 2 /VO 2 = 6CO 2 /6O 2 = 1.00

운동 중 연료이용 의 평가

연료사용의 표시 0.70 = 100 % 지방

0.85 = 50% 지방, 50% 탄수화물 1.00 = 100% 탄수화물

항정상태의 운동

- VCO 2 와 VO 2 는 세포 수준에서 O 2 소비와 CO 2 생성을 반영

심혈관계의 기능적 평가 - VO _2max

- 비훈련자 50~60%, 훈련자 65~80% VO ^2max

호흡교환율(RER 또는 R) – VCO ² /VO ²

지방(팔미르산) = C ¹⁶ H ³² O ²

C ¹⁶ H ³² O ² + 23O ² → 16CO ² +16H ² O+?ATP R = VCO ² /VO ² = 16CO ² /23O ² = 0.70

포도당 = C ⁶ H ¹² O ⁶

C ⁶ H ¹² O ⁶ + 6O ² → 6CO ² +6H ² O+?ATP R = VCO ² /VO ² = 6CO ² /6O ² = 1.00

- VCO ² 와 VO ² 는 세포 수준에서 O ² 소비와 CO ² 생성을 반영

- VO ^2max 의 80%, 60분간의 운동에서 6.5%의