영양학

[정보] 피로, 피로의 원인을 밝히다 35

안녕하세요 몬스터짐의 스포츠영양사 우수입니다.

오늘의 SPORTS SCIENCE는 웨이트 트레이닝의 피로누적과 유산소 운동의 관계에 대한 내용입니다.

흔히들 웨이트 트레이닝 후 유산소 운동을 하면 피로회복에 도움이 된다고 합니다. 그럴때 나타나는 단골손님이 바로 젖산(Lactic acid, Lactate)입니다. 이상하게도 젖산은 피로물질로 낙인이 찍혀있고 그런 누명에서 벗어난지 오래지만, 사람들에 인식에는 여전히 젖산은 피로물질이며 운동후 유산소 운동을 통해 제거해야 될 물질로 알려져 있습니다.

그렇다면 젖산이 피로물질이 아니라는 점에는 아직 논란의 여지가 있기 때문에 실제 피로를 유발하는 물질은 무엇이며 유산소 운동은 어떤 효과를 가져오느냐에 대한 부분을 다뤄보겠습니다.

실제 운동을 할때 피로를 유발하는 것은 중추와 말초의 피로를 들 수 있는데 중추라는 것은 신경을 지배하는 뇌와 신경계의 피로를 얘기하며 말초라는 것은 바로 운동하는 근육의 피로를 얘기할 것입니다. 이런 피로에 여러가지 기전이 작용하지만 직접적으로 작용하는 요인중 하나로 체내 산성화를 들 수 있고 젖(산)도 산이라는 이유 하나로 마치 피로물질인양 취급받게 되었습니다.

산성화로 인해 단백질 대사가 마비가 되고 이런 대사의 마비는 운동하는 근육의 대사를 정지 혹은 약화시키므로 근육은 운동 수행능력을 상실 또는 감소되고 결국 운동을 못하게 되는데 이를 피로의 한 부분으로 해석하고 있습니다. 그래서 사람들은 여러가지 이유로 이런 수행능력의 감소를 지연 또는 억제하기 위해 노력하고 중탄삼염/베타알라닌과 같은 완충제(단적인 예로 산화를 중화시켜주는 물질들) 등을 사용하기도 하였습니다.

실제 우리 몸에 에너지물질은 영양소로부터 발생되는 ATP(Adenosine Tri-Phosphate)입니다. 아데노신이란 물질에 3개의 인산이 붙어 인산을 하나씩 방출할때마다 막대한 에너지를 내는 물질인데, 이를 공급하는 가장 효과적인 물질이 포도당입니다. 그래서 우리는 포도당을 우리 몸의 가장 우선적인 에너지원이라 말하는 것입니다.

포도당이 ATP로 만들어지기 까지 상당히 여러가지 과정을 가치는데  이런 과정의 시작을 해당(Glycolysis)작용이라고 합니다. 이 해당작용을 거쳐 만들어진 물질이 구연산 회로로 알려진(TCA CYCLE)과 전자전달계를 거쳐 에너지 물질들을 만들어 내는 것이죠. 위에 그림은 해당작용을 설명한 것인데, 실제 1개의 포도당(맨위 Glucose)이 해당작용을 거치면 각각 2개의 Pyruvate(Pyr : 피루브산), ATP, H2O, H⁺이온(빨간색 동그라미)을 생성합니다.

결국 위에서 설명한 대로 포도당이 에너지원을 만드는 과정에서 우리가 피로물질이라고 간주하는 수소이온(H⁺)를 2개 만들게 됩니다. 이제 그 하부과정인데 포도당이 해당작용을 거쳐 만든 2개의 피루브산(Pyr)은 산소의 유무에 따라 유산소 대사 또는 무산소 대사를 거치게 되는데, 일단 무산소 대사를 먼저 보면....

위에 그림에서 보는 것과 같이 무산소 대사는 피루브산이 젖산으로 전환이 되는데 위에서 보시는 것과 같이 이 과정은 피루브산에 딸려 있던 수소이온(H⁺)이 오히려 제거되는 과정입니다. 즉 2개의 피루브산이 젖산으로 전환되기 때문에 무산소 대사에서 젖산이 생성될 경우 우리 몸은 2개의 수소이온을 제거하는 과정을 가지게 됩니다. 반대로 산소가 있는 유산소 대사에서는.... 

피루브산은 다음처럼 구연산 회로라는 TCA CYCLE과 전자전달계(Electron Transport System)을 거치게 되고 32개의 ATP를 만들어 내게 됩니다. 2개의 ATP를 만드는 젖산대사보다 32개의 ATP를 만드는 TCA CYCLE은 에너지 측면에서 상당히 효율적인 대사라는 것이죠. 하지만 문제는 이 ATP라는 물질 자체의 대사에 있는데,

우리가 에너지를 내기 위해 ATP에서 ADP로 전환되며 에너지를 발생시키는 과정마다 수소이온(H⁺)이 하나씩 나타난다는 것이죠. 결국 32개 ATP를 사용하면 32개의 수소이온이 발생되는데 이제 우리 몸이 어떤 대사를 하느냐에 따라 문제가 발생합니다. 정상적으로 유산소 대사를 하면 32개의 ATP와 함께 만들어진 32개의 수소이온을 ADP를 다시 ATP로 만들어내는 과정에서 제거하게 됩니다.

하지만 무산소 대사를 하게 되면 2개의 ATP만을 만들게 되고 2개의 수소이온만이 제거되어 30개의 수소이온이 제거되지 못하게 되는 상황이 발생합니다. 즉 1개의 포도당당 30개의 수소이온이 무산소 운동을 할때 발생하게 되는데 운동중에 상당히 많은 포도당 분자를 사용하기 때문에 축적되는 수소이온의 양은 엄청난 양이 됩니다. 이것이 체내의 산성화를 만들고 궁극적으로 피로물질로 작용하게 되는 것입니다.

웨이트 트레이닝후 간단한 쿨다운식의 유산소 운동이 필요한 이유는 이렇게 무산소 대사를 하고나면 계속적으로 30개의 수소이온이 포도당 분자당 축적되게 되므로 피크를 올리지 않은 형태의 유산소 운동을 통해 유산소 대사를 활성화 하여 수소이온 제거를 해야 하는 것이죠.

그럼 실제로 이런 부분은 운동후 피로회복에 도움이 되지, 운동중 피로로 인한 수행능력감소를 막을 수 없지 않느냐? 라고 물으시는 분이 있으실 겁니다. 그래서 운동중 발생하는 이런 막대한 산을 중화시켜줄 물질들이 필요한데 그런 부분으로 산-염기 평형의 중추 글루타민과 같은 아미노산, 중탄산염, 베타알라닌, Alpha-L-Polylactate같은 완충제들이 필요한 것입니다. 또한, 크레아틴처럼 고강도 무산소 대사 중에 ADP를 다시 ATP로 재생시켜 주는 물질도 수소이온 감소를 도와주는 물질이 됩니다. 그래서 실제로 크레아틴이나 베타알라닌의 조합이 운동수행능력 증가에 효과가 있는 것이라고 할 수 있죠.

Written by 우수