[운동생리학] 유산소 운동과 저항성 운동의 비교

근수축을 위한 즉각적인 에너지원은 고에너지 인산염으로 구성된 아데노신 3인산(ATP)이다. 근육세포는 ATP를 정하는 데 한계가 있다. 그러므로 근육활동을 위해서는 근수축을 위한 에너지인 ATP가 지속적으로 공급되어야 하며 세포는 대사작용을 통하여 ATP를 빠르게 공급할 수 있는 능력을 가지고 있다. 실제적으로 근육세포는 다음의 세 가지 대사 작용이나 이 중의 하나의 대사작용에 의해 ATP를 생산한다. 1) 크레아틴인산(PC)에 의한 ATP 생성, 2) 해당작용에 의한 포도당이나 글리코겐의 분해로 ATP 생성, 3) 산화작용에 의한 ATP 생성. 크레아틴인산과 해당작용에 의해 생산되는 ATP는 산소를 사용하지 않으므로 무산소성 대사작용이라 한다. 산소를 이용한 산화작용에 의한 ATP 생성과정을 유산소성 대사작용이라 한다. 

 

ㅁ운동에 따른 대사적 반응: 강도와 지속시간의 영향

10초 안에 이루어지는 단시간, 고강도운동 시 ATP 생산을 위해서 우선 무산소성 대사경로가 동원된다. 이와 대조적으로, 마라톤과 같은 운동은 운동 중 필요한 ATP를 공급하기 위해서 유산소성 ATP 생산과정을 주로 이용한다. 그러나 10초 또는 20초 이상, 10분 미만으로 지속되는 운동은 근수축 시 요구되는 ATP를 일반적 무산소성/유산소성 경로 모두를 이용하여 생산한다. 사실 대부분의 운동은 근수축에 필요한 ATP 생성을 위해 무산소성/유산소성 경로를 조합하여 이용한다. 다음 세 항목은 특정 형태의 운동에서 에너지 생산에 관여하는 생체에너지 경로를 설명한 것이다. 

 

ㅁ단시간의 고강도 운동

-단시간 고강도운동 시 사용되는 에너지는 우선 무산소성 경로에서 나온다. ATP 생성이 주로 ATP-PC 체게에 의해서인지 또는 해당작용에 의해서인지는 운동시간에 의해서 좌우된다. 예를 들어 50m 달리기나 축구경기에서 완전한 단독 플레이를 위한 에너지는 기본적으로 ATP-PC 체계에서 나온다. 대조적으로 400m 달리기 (대략 55초)를 완주하기 위한 에너지의 대부분은 해당작용에 의해서 생산되지만, ATP-PC 체계, 해당작용, 유산소성 대사가 모두 사용된다. 일반적으로 ATP-PC 체계는 1~5초 동안의 운동 시 거의 모든 ATP를 공급할 수 있고, 5~6초 이상의 격렬한 운동을 유지하기 위해서는 해당작용에 의해 ATP를 얻기 시작한다. 운동하는 동안 ATP-PC 체계에서 해당작용으로의 의존도가 증가하여 전환되는 것은 어떤 경로에서 또 다른 경로의 급격한 변화가 아니라 에너지 체계의 단게적인 이동이다.

45초 이상의 운동을 유지하기 위해서는 모두 3개의 에너지 체계(ATP-PC, 해당작용, 유산소성 체계)가 사용된다. 2분 이상의 운동을 유지하기 위해 필요한 ATP 공급은 무산소성과 유산소성 생체에너지 경로가 거의 똑같이 이용되는 반면, 격렬한 운동을 약 60초 동안 유지하기 위해서는 70:30(무산소성:유산소성)의 비율로 에너지가 사용된다. 분명한 것은, 총 에너지 요구에 대한 유산소성 에너지 생산의 기여는 운동시간이 증가함에 따라 증가한다는 것이다.

-2~20초 사이의 고강도운동 시 근육의 ATP 생산은 ATP-PC 체계에 의해 공급된다.

-20초 이상 지속하는 고강도운동은 무산소성 해당작용으로 필요한 ATP를 생산한다.

-45초 이상 지속하는 고강도운동은 근수축에 필요한 ATP 생산을 위하여 ATP-PC 체계, 해당작용 그리고 유산소성 체계를 사용한다. 또한, 2~3분 사이의 지속적인 운동을 위해서는 50%/50%(무산소/유산소)의 기여가 필요하다.

 

ㅁ장시간 운동

-10분 이상의 장시간 운동을 수행하는 데 필요한 에너지는 주로 유산소성 대사과정에 의해 생산된다.

 

 

<파워 운동생리학>, Scott K. Powers, Edward T. Howley ; 옮긴이: 최대혁, 소위영 ; 감수: 정성태), 라이프사이언스, 2018