[운동생리학] 지구력 훈련

 

 

 

 

 

 

지구력 훈련: 수행력과 항상성에 미치는 영향

 

이 장의 앞부분에서 지구력 훈련 프로그램 후 운동수행력의 증가는 최대산소섭취량 증가보다는 단련된 골격근에서 생화학적, 구조적 변화가 많기 때문이라고 언급하였다. 이러한 일반적인 변화는 지근섬유 비율 증가, 근섬유의 미토콘드리아 수 증가, 지방 대사에 관여하는 근력 증가, 향상된 근육 산화능력 그리고 증가한 모세혈관 밀도를 포함한다. 이러한 근육 특성의 변화는 주어진 최대하 운동에 대한 전체적인 생리학적 반응을 결정하는 것이다. 지구력 훈련으로 인한 근섬유 유형과 골격근 속 모세혈과 수의 변화에 대한 개요에 관해 알아보자.

 

지구력 훈련으로 인한 섬유 유형과 모세혈관의 변화

지구력 훈련이 속근섬유를 지근섬유로 전환시킨다는 것은 잘 알려져 있다. 8장에서 운동으로 인한 근섬유 유형 변화는 근육의 빠른 마이오신 양의 감소와 느린 마이오신 아형의 증가와 관련된다는 것을 기억하자. 느린 마이오신 아형이 마이오신 ATPase 활동을 늦추지만, 보다 적은 ATP의 활용으로 더 많은 일을 수행할 수 있기 때문에 중요하다(즉, 더 효율적). 마이오신 아형의 변환이 빨랐다가 느려지는 것은 생리학적으로 중요한데, 왜냐하면 기계적으로 에너지 효율성을 증가시키고 그로 인해 지구력 수행을 잠재적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.

이 운동으로 인한 근섬유 유형 변화의 양(크기)는 지구력 운동기간, 운동강도, 운동시간에 달려있다. 예를 들어, 장거리 선수의 다리 근육 안에 지근섬유의 수는 훈련기간과 밀접한 상관관계가 있다. 이것은 훈련으로 인한 지근섬유 수의 증가가 점진적이고 여러 해의 트레이닝 동안 계속 증가하는 것을 나타낸다. 그러나 대부분의 인간과 동물 연구는 지구력 훈련이 활동 근육에서의 속근섬유에서 지근섬유로 변환을 촉진시킴에도, 이 변환은 속근섬유에서 지근섬유의 완벽한 변환을 발생시키지는 않는다는 점을 기억하자. 앞에서 언급했듯, 남성 및 여성 엘리트 지구력 선수가 가진 극도로 높은 유산소 능력은 높은 지근섬유 비율의 유전적 선물이 더 클 수도 있다.

지구력 훈련은 각 개인의 골격근섬유에 공급하는 모세혈관의 수를 증가시킨다. 사실, 피험자의 최대산소섭취량과 훈련된 사람의 사지(팔과 다리)의 근섬유를 둘러싼 모세혈관의 수 사이에는 강한 상관관계가 존재한다. 이렇게 운동으로 유발된 골격근의 모세혈관 형성은 산소의 확산 거리와 근섬유로의 기질 전송 거리가 감소하기 때문에 효율성을 가지게 된다. 유사하게, 인체 내부의 대사관련 폐기물 제거를 위한 확산 거리 또한 감소된다.

 

지구력 훈련은 골격근 섬유의 미토콘드리아 함량을 증가시킨다

미토콘드리아는 골격근의 두 가지 집단에서 존재한다. 한 집단은 근섬유막 바로 아래에 위치하고 있으며(세포막밑 미토콘드리아), 두 번째는 총 미토콘드리아의 80%가 존재하는데, 수축성 단백질 주위에 분산되어 있다(근원섬유 사이 미토콘드리아). 지구력 훈련은 활동 골격근 섬유의 미토콘드리아 밀도를 빠르게 증가시킨다. 예를 들어, 미토콘드리아 밀도는 훈련프로그램의 처음 5일 이내에 근섬유에서 증가할 수 있다. 장기간의 지구력 훈련은 일반적으로 훈련의 처음 6주 이내에 50~100%의 근육 미토콘드리아 단백질을 증가시킨다. 그러나 운동으로 유발되는 근육 미토콘드리아의 증가 규모는 운동강도 및 운동시간에 따라 많이 다를 수 있다. 미토콘드리아 생물발생 원인이 되는 지구력 수행의 증가는 운동 중 근육 대사의 변화로 인한 것이다. 

 

훈련에 의한 근육 연료이용률 변화

혈장 포도당은 신경계의 주된 원료이기 때문에 혈장 포도당 수준을 유지하는 것은 필수적이다. 그러므로 지구력 훈련이 골격근의 생화학 변화를 촉진해 장기간 최대하 운동 동안 끊임없는 혈당 농도를 유지시키도록 돕는다는 것은 놀라울 일이 아니다. 특히, 지구력 훈련은 장기간 최대하 운동동안 포도당(탄수화물)을 연료로 사용하는 것을 줄이고 지방 대사를 증가시킨다. 이와 함께, 이러한 변화는 혈장 포도당은 아끼고 운동 동안 골격근에서 연료로서 지방에 대한 의존도를 증가시킨다. 

 

지구력 훈련은 근육 항산화능력을 향상시킨다

 

지구력 훈련은 운동 중 산-염기 균형을 향상시킨다

 

 

 

요약

-지구력 훈련은 장기적으로 운동을 할 때 근섬유가 항상성을 유지시켜주는 능력을 향상시킨다.
-장기간의 지구력 운동은 속근섬유에서 지근섬유로의 형태 변화를 나타내고, 훈련된 근섬유를 둘러싸고 있는 모세혈관의 수를 증가시킨다.
-지구력 운동은 훈련된 근육 안에 있는 세포막밑 미토콘드리아와 수축성 단백질 주위에 분산되어있는 근원섬유 사이 미토콘드리아의 수를 증가시킨다.
-근섬유에 대한 미토콘드리아의 수와 모세혈관 밀도의 증가는 혈장 → 세포질 → 미토콘드리아로부터 유리지방산 운반 능력을 향상시킨다.
-지방산 순환 효소의 증가는 크렙스회로의 산화를 위한 유리지방산으로부터 아세틸조효소 A 형성률을 증가시킨다. 지구력 훈련이 된 근육에서의 지방 산화의 증가는 간과 근글리코겐 및 혈장 포도당 모두를 절약시킨다. 
-지구력 훈련은 훈련된 근육의 내인성 산화방지제를 증가시키며, 이 변화들은 근섬유를 장기간 지구력 훈련 도중의 자유라디칼 중개 손상과 피로로부터 보호한다.
-고강도(인터벌) 운동은 근육의 완충 능력을 증가시킬 수 있다.
-지구력 훈련은 근육 완충 능력을 증가시키지 않지만, 규칙적인 지구력 훈련은 훈련된 근육이 더 적은 젖산염과 H+를 생성하기 때문에 최대하 운동 중 혈액 pH의 항상성을 더 잘 유지할 수 있도록 도와준다.

 

<파워 운동생리학 11판>, 최대혁, 소위영 옮김, 라이프사이언스, p294