지속시간과 강도가 대사적 반응에 미치는 영향에 대해서

 

10초 안에 이루어지는 단시간, 고강도 운동 시 ATP 생산을 위해서 우선 무산소성 대사경로가 동원된다는 것을 앞서 이야기했었다. 이와는 반대로 마라톤과 같은 운동은 운동 중 필요한 ATP를 공급하기 위해 유산소성 ATP 생산과정을 주로 이용하는데, 10초 또는 20초 이상, 10분 미만으로 지속되는 운동을 진행할 때 발생하는 근수축 시 요구되는 ATP는 일반적으로 무산소성/유산소성 경로 모두를 이용하여 생산하게 된다. 사실 대부분의 운동은 근수축에 필요한 ATP 생성을 위해 무산소성/유산소성 경로를 조합하여 이용한다는 것을 잊지 말자.

 

<단시간의 고강도 운동>

단시간 고강도 운동 시 사용되는 에너지는 먼저 무산소성 경로에서 나오게 된다. ATP 생성이 주로 ATP-PC 체계를 사용하는지, 해당과정을 사용하는지는 운동 시간에 의해서 좌지우지된다. 예로 50m 달리기 혹은 축구경기에서 완전한 단독 플레이를 위한 에너지는 기본적으로 ATP-PC 시스템에서 사용되고 생산된다. 이와 반대로 400m 달리기(대략 55초)를 완주하기 위한 에너지의 대부분은 해당과정에 의해서 생산되는데, 그렇다고 해당과정만 사용되는 것이 아닌, ATP-PC, 해당과정, 유산소성 대사 모두가  사용된다. 일반적으로 ATP-PC 체계는 1~5초 동안의 운동 시 거의 모든 ATP를 공급할 수 있고, 5~6초 이상의 강도가 높은 운동을 유지하기 위해서는 해당작용을 통해요 ATP를 얻어야 한다. 운동하는 동안 ATP-PC 체계에서 해당작용으로의 의존도가 증가하면서 전환되는 것은 어떠한 경로에서 다른 경로의 급격한 변화가 아니라 에너지체계의 단계적 이동이라고 볼 수 있다.

 

45초 이상의 운동을 유지하기 위해서 앞서 말했던, ATP-PC, 해당과정, 유산소시스템 이 세 가지 체계가 모두 사용되며 2~3분 이상의 운동을 유지하기 위해 필요한 ATP 공급은 무산소성과 유산소성 생체에너지 경로가 거의 똑같이 사용되는 반면, 격렬한 운동을 약 60초 동안 유지하기 위해서는 무산소성-70, 유산소성-30의 비율로 에너지가 사용된다. 이를 통해 알 수 있는 분명한 사실은, 총 에너지 요구에 대한 유산소성 에너지 생산의 기여는 운동시간이 증가함에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다.

 

*요약*

1. 2~20초 사이의 고강도 운동 시 근육의 ATP 생산은 ATP-PC 체계에 의해 공급된다.

2. 20초 이상 지속하는 고강도 운동은 무산소성 해당작용으로 필요한 ATP를 생산한다.

3. 45초 이상 지속하는 고강도 운동은 근수축에 필요한 ATP 생산을 위하여 ATP-PC 체계, 해당과정, 유산소성 체계를 사용한다

4. 2~3분 사이의 지속적인 운동을 위해서는 50%/50%의 기여가 필요하다.

 

<장시간 운동>

장시간 운동(10분 이상)을 하기 위한 에너지는 기본적으로 유산소성 대사에서 나오는데, 산소섭취량의 항정상태는 보통 적당한 거리에 대한 최대하 운동 중에 계속 유지된다. 하지만 이에는 두 가지 예외사항이 있다. 

 

첫 번째 - 일정한 운동량을 유지하여도 덥고 습한 환경에서의 장시간 운동은 점차적으로 더 많은 산소소비를 하게 된다.

두 번째 - 비교적 높은 속도로 유지되는 운동에서 시간에 따른 산소섭취량은 서서히 올라가게 된다.

이 두 가지 형태의 운동에서 산소섭취량의 증가는 원칙적으로 체온 상승의 영향과 혈액 중의 에피네프린과 노르에피네프린 호르몬의 혈중 농도가 서서히 증가하는 것에 기인하는데, 그 때문에 두 가지 요인의 변화는 대사율과 시간에 따른 산소섭취량을 증가시킨다. 에프네프린, 노르에피네프린과 결합하는 수용체를 막아주는 약물을 사용하여, 혈중농도의 증가를 억제하는 것은 산소섭취량의 추가적인 증가를 막을 수 있다. 하지만 8주간의 지구력 훈련을 실시한 후 고강도 운동이 이루어졌을 때 훈련 전보다 산소섭취량이 감소한다는 것이 증명되었음에도 불구하고, 낮은 체온과 연결되지는 않았다.

 

*요약*

1. 10분 이상의 장시간 운동을 수행하는 데 필요한 에너지는 주로 유산소성 대사과정에 의해 생산된다.

2. 저강도로 장시간을 운동할 때에는 일반적으로 산소섭취량의 항정상태를 유지할 수 있으나, 고온다습한 환경에서 운동을 하거나 높은 강도로 운동을 시행하면, 시간이 지날수록 더 많은 산소를 소비하여 항정상태를 유지할 수 없게 된다.