운동생리학 레포트 - 에너지 대사의 원리에 대하여 설명하시오.

I. 서론

전력 질주를 하고 멈춘 뒤에는 다리가 금방 묵직해지는데, 느린 속도로 걷거나 자전거를 탈 때는 꽤 오래 움직일 수 있다. 같은 근육을 쓰는데도 몸이 버티는 시간이 크게 달라지는 이유를 생각하면 에너지 대사의 성격이 드러난다. 근육은 음식에 들어 있는 에너지를 그대로 끌어다 수축하지 않는다. 세포가 바로 쓸 수 있는 형태로 바꾸고, 필요한 순간마다 다시 채우며, 활동의 세기에 맞추어 여러 경로의 비중을 바꾼다. 운동생리학에서 에너지 대사를 배우는 까닭은 운동 종목을 세 칸으로 나누기 위해서가 아니라, 근육이 끊임없이 ATP를 재생하면서 힘을 이어 가는 과정을 이해하기 위해서라고 생각한다.

수업에서 에너지 체계를 처음 접했을 때에는 100m 달리기는 무산소, 마라톤은 유산소라는 식으로 외우면 된다고 여겼다. 조금만 파고들면 그런 구분은 너무 거칠다. 출발 신호가 울리는 순간에도 산화 대사는 작동하고, 장시간 달리기 중 급경사를 만났을 때에는 인원질계와 해당계의 기여가 커진다. 몸은 스위치를 하나씩 켜는 기계보다 여러 발전기를 동시에 돌리면서 출력 비율을 조절하는 쪽에 가깝다. 에너지 대사의 핵심은 ATP라는 공통 화폐, 기질의 분해와 합성, 효소의 조절, 그리고 인원질계·해당계·산화계가 운동 강도와 시간에 맞추어 겹쳐 일하는 데 있다.

II. 본론

1) ATP가 이어 주는 에너지의 저장과 사용

근육 수축에서 바로 사용하는 물질은 아데노신삼인산인 ATP다. ATP의 말단 인산 결합이 가수분해되면 ADP와 무기인산이 생기고 자유에너지가 방출된다. 이 에너지는 미오신 머리가 액틴과 결합하고 떨어지는 과정, 근소포체가 칼슘을 다시 흡수하는 과정, 세포막의 이온 농도가 원래 수준으로 돌아가게 하는 과정에 쓰인다. 운동을 한다는 것은 결국 ATP를 매우 빠른 속도로 소비하는 일이다. 문제는 근육 안에 저장된 ATP의 양이 많지 않다는 점이다. 최대 강도의 수축을 계속한다면 저장 ATP만으로 오래 버틸 수 없으므로 ATP를 분해하는 속도만큼 재합성하는 장치가 필요하다.

대사는 크게 물질을 분해하면서 에너지를 얻는 이화작용과 작은 물질을 조립하는 데 에너지를 쓰는 동화작용으로 나눌 수 있다. 운동 중에는 탄수화물과 지방 같은 기질을 분해해 ATP 재합성에 필요한 에너지를 확보하는 쪽이 두드러진다. 식사 뒤 회복기에는 글리코겐을 채우고 단백질을 합성하는 과정도 활발해진다. 두 흐름은 따로 놀지 않는다. 낮 동안 움직이며 쓴 에너지를 음식에서 받은 기질로 보충하고, 훈련 뒤 손상된 조직을 다시 만드는 과정까지 묶어야 대사를 제대로 이해할 수 있다. 운동 수행만 보고 회복과 저장을 떼어 놓으면 몸이 하루 단위로 어떻게 균형을 맞추는지 놓치기 쉽다.

탄수화물은 혈중 포도당이나 근육과 간의 글리코겐 형태로 이용된다. 포도당은 세포질에서 해당과정을 거쳐 피루브산으로 바뀌며 ATP를 만든다. 운동 강도가 높아 피루브산 생성 속도가 미토콘드리아에서 처리할 수 있는 속도보다 빨라지면 젖산 생성이 늘어난다. 젖산을 피로를 만드는 쓰레기로만 여기는 설명은 현재의 관점과 맞지 않는다. 젖산은 다른 근육이나 심장 같은 조직에서 산화될 수 있고, 간에서 다시 포도당을 만드는 재료가 되기도 한다. 운동 중 젖산 농도가 높아지는 현상은 빠른 해당 대사가 활발하다는 신호와 함께 해석해야 한다.