운동에 필요한 에너지는 어떻게 만들어질까?(1/3, ATP-PC System)

안녕하세요. 핏짜 김진모입니다.

우리 몸은 탄수화물, 지방, 단백질 등의 영양소를 매일 섭취함으로써 휴식과 운동 중에 필요한 에너지를 공급받습니다. 하지만 우리 몸에서 직접적으로 이용되는 에너지는 이 영양소가 분해되면서 얻어지는 에너지가 아닙니다. 영양소가 분해되면서 아데노신 3인산(Adenosine TriPhosphate, ATP)을 합성하게 되고, 이 ATP가 분해되면서 방출되는 에너지만이 움직이거나 호흡하고, 소화하는 등의 모든 생존에 필요한 활동을 하는데 사용됩니다.

즉, ATP가 어떻게 생성되는지를 아는 것이 '운동에 필요한 에너지는 어떻게 만들어질까?'를 이해하는 것과 같습니다.

ATP가 어떻게 생성되는지 아는 것은 에너지 연료로서 탄수화물과 단백질, 지방의 연소 과정을 이해하고 등산, 마라톤과 같은 지구성 운동이나 다이어트를 할 때 지방의 사용 비율을 증가 시키는 효과적인 방법을 이해하고 시중에 떠도는 미신 같은 다이어트 방법론의 잘못된 점도 이해할 수 있기에 매우 중요합니다. 

ATP가 효소 ATPase에 의해 분해되면 아데노신 2인산(Adeonsine DiPhosphate, ADP)과 무기인산(inorganic Phosphate, Pi)로 분해되면서 에너지가 방출되는데, 이 때 방출된 에너지가 근수축(운동) 및 생리적 일에 필요한 에너지원으로 사용됩니다.

하지만 우리 근육세포가 ATP를 저장하는 데 한계가 있기 때문에, 근육활동을 위해서는 ATP가 지속적으로 공급되어야 합니다.

ATP는 

1. 크레아틴인산(PhosphoCreatine, PC)에 의한 ATP 생성(ATP-PC System) 근육세포 내의 한정된 ATP와 PC만 이용

2. 해당작용(Glycolysis)에 의한 당원의 분해로 ATP 생성

3. 산화작용에 의한 ATP 생성 탄수화물(당원), 지방(지방산), 단백질(아미노산)을 산화작용으로 ATP 생성

의 세가지 대사작용에 의해 생성됩니다.

1, 2는 산소를 사용하지 않으므로 무산소성(anaerobic) 대사작용

3의 경우 산소를 이용하기에 유산소성(aerobic) 대사작용이라 합니다.

ATP-PC System

ATP-PC System은 근육세포 내에 직접 저장된 ATP, PC와 촉매제인 크레아틴 키나아제의 반응만으로 이루어지기 때문에 가장 빠르게 ATP를 생성하는 방법입니다.

반면에 근육세포 외부에서 ATP와 PC가 추가적으로 공급되지 않기 때문에 생산량이 극히 한정적입니다.

아래 그래프에서 보다시피 10여초면 탈진에 이를 정도입니다. 물론 우사인볼트와 같은 최고의 선수에게는 100m, 200m 달리기에서 세계신기록을 세우기에 충분하겠죠...^^

휴먼 퍼포먼스와 운동생리학 3장 에너지 대사, 초고강도 사이클운동 시 근육 내 ATP, PCr 함량 변화

PC가 감소하더라도 ATP의 생산량은 비교적 잘 유지되나 PC가 안정시의 20% 수준 이하로 감소되는 시점에서 부터 ATP의 생산량도 급격히 감소합니다. 따라서 체내 PC의 양이 많을수록 ATP 생성에 유리하다고 볼 수 있습니다.

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100m, 200m 달리기와 같은 짧고 고강도인 운동에 도움이 되기 위한 연구로서 크레아틴의 섭취에 대한 연구가 있었습니다.

크레아틴의 지속적인 섭취(5일간 20g/일)는 근육내의 PC 저장량이 증가되었으며 30초 이내의 고강도 자전거 운동에서 운동 능력이 향상되었음이 확인 되었습니다.

하지만 달리기나 수영과 같은 경우에는 운동 능력이 향상되었는지 명확하지 않은데 크레아틴의 보충이 물을 보유하려는 성질에 의해 체중 증가를 가져왔기 때문이라고 추정되고 있습니다.

또한 장기간의 크레아틴 보충이 건강에 나쁜 영향을 미치는가에 대하여서도 명확하게 밝혀지지 않았습니다.

따라서 크레아틴이 첨가된 보충제를 드시는 분들은 참고하시기 바랍니다.

파워운동생리학 8판 3장 경기력향상비법 3.1

해당작용 및 유산소성 ATP 생산에 관한 내용은 곧 포스팅 하도록 하겠습니다.

감사합니다.