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젖산이 피로 물질?
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글쓴이 :
권영섭
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작성일 : 2007년 02월 28일 16시  조회: 3203 |
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안녕하세요. 운동사 2기 권영섭입니다.
제가 있는 뉴멕시코주립대에는 실험실 디렉터로서 Robert Robergs 교수님이 계시는데요, 이분이 볼스테이트 재학 당시 코스틸 박사 밑에서 활발히 연구활동을 했던 분입니다. 생화학전공이시고, 미국 운동생리학자 협회를 만든 분이기도 하죠. 한국에 이 분 운동생리학 교과서도 번역이 되었습니다.
제목의 글은 이 교수님께 미국에와서 한국에서 배웠던 것과는 다르게 알게 되었던 것이라서 운동사전공자 분들과 공유하려 합니다.
예전 월드컵 때인가요? 체육학을 전공했다는 유명한 아나운서가 선수들이 지금 젖산이 쌓여서 피로하다고 방송을 하더군요. 젖산이 바로 피로 물질이라고 했습니다. 만일, 클럽이나 병원에서 운동시 힘들어 할 때 “젖산이 축적되어서 그래요!” 라고 할 수 있겠죠. 그동안 그렇게 배워왔으니까요. 저도 마찬가지 였습니다.
강도있는 운동이 젖산 분비를 촉진하고 이것이 H+(Proton) 방출하게 되고 산성화를 유발한다고 오랫동안 (1920년대 부터) 운동생리학 분야에서 교육되어 왔습니다.
노벨상 수상자들인 A.V. Hill 과 Meyerhoff은 젖산은 피로를 유발하는 근수축후에 발생한다는 이론을 1900년대 초에 발표 했는데, 그 당시에는 Lactate와 Lactate acid를 구별되지 않았습니다. (Lactate는 Lactate acid와는 다르게 산성의 성질이 없다.) 그렇지만, 산에 관한 생화학은 1940년대에 와서야 정립되었습니다.
강도있는 운동으로 인해 근육과 혈액에 Lactate가 증가하고 산성화가 되는것은 의심의 여지가 없기 때문에 대사적 산성화는 젖산이 원인이라고 여겨져 왔지만, 아이러니 하게도 운동중 근육에서 젖산이 생성된다는것을 뒷받침 해줄 연구는 없다고 합니다. 거기에 기초생화학에서는 운동중 acidosis의 원인을 다르게 설명하고 있고 많은 과학자들이 젖산이 산성증을 만든다는 이론에 문제를 제기하고 있습니다. 그렇지만, 아직까지 젖산이 산성증,피로의 원인이라고 운동생리학 분야에서 학생들에게 가르치고 있습니다.
다음은 이화작용(에너지를 내는)시 H+의 소비와 방출을 포함한 반응식입니다.
Phosphagan system
반응식 후에 앞에 나온 숫자가 ATP 뒤에 숫자가H+ 입니다.
CrP + ADP + H+ <-> Cr + ATP 1 -1
ATP <-> ADP+ H+ -1 1
AMP +H2O + H+ <-> IMP +NH4 0 -1
Glycolysis
Glucose+ATP<->Glucose 6-phosphate+ADP+H+ -1 1
Fructose 6-Phosphate+ATP<->Fructose 1,6-bisphosphate+ADP+H+ -1 1
그 이후 6개 탄소결합은 세개 씩 두개로 나눠지고
Glyceraldehyde 3-phosphate+Pi +NAD+ <->1,3 bisphosphateglycerate + NADH +H+ 0 2
Phosphoenolpyruvate +ADP + H+ <-> Pyrvuate + ATP 2 -2
Lactate production
Pyrvuate + NADH + H+ <-> Lactate +NAD+ 0 -2
Glycolysis 에서 글루코스가 아직 두개로 나눠지기 전에 H+ 두개가 발생되고, 두개로 나눠진 후에도 2개가 발생되는 반면 Pyrvuate가 될 때는 두개가 소모됩니다.
그래서 전부 2개가 발생되는데 이것이 산성증을 유도할수 있는 것 처럼 보이죠. 하지만, Lactate production을 보면 Lactate로 전환되면서 H+ 두개가 다시 소모되는 것을 알 수 있습니다. Glycolysis 시 Lactate덕분으로 H+ 에 의한 산성증은 생기지 않게 됩니다.
따라서 Lactate는 피로, 산성증의 원인이 아닌 산성증을 제거해주는 기능을 하고 거기이다 NADH를 산화시켜 NAD+가 생성되게 하는데 이것은 다시 해당작용을 도와 에너지를 생성하게 합니다.
그렇다면, Lactate가 아니라면 어떤것이 산성증을 유발하는가?
의외로 그 답은 간단한데, 근육 수축률이 빨라 지면, ATP가 가수 분해 되어 연료로 쓰여지고 그 공급보다 수요가 더 많아지게 되고, 미토콘드리아가 그 수요를 감당하지 못하게 되면 해당과정에서 그 수요를 충족시켜야 하는데, 이때 lactate의 발생은 H+줄여 산성증을 방지함으로 오히려 좋고, ATP-PC의 경우 역시 크레아틴키나제에 의해 H+의 균형을 맞춰줌으로 산성증을 유발하지 않습니다.
하지만, ATP가 가수분해 되고 해당작용에 의해서 다시 ATP로 전환되더라도 세포질에는 H+이 그때마다 남게되고 이것이 산성증을 유발하게 됩니다.
산성증은 젖산때문이 아닌, 해당작용(산성증을 예방하고)과 ATP 가수분해(CrP는 빨리 떨어 지므로)에서 생기는 H+에 의해서 입니다.
선수가 강도있는 운동중 지치는 이유는 해당작용시 Lactate에 의해서가 아니고 (이것은 오히려 산성증을 예방하고), ATP-PC시스템(여기서 CrP역시 산성증을 예방한다)에 의해 (H+의 제거보다 생성이 더 빨라서)것입니다.
실제적인 적용(중량운동이 전공인 저는 이렇게 해석하고 싶습니다.)
중량운동시 강도 높은 운동을 해야 근육이 형성되는 이유도, Lactate, Creatine kinase, HCO3 -와 더 불어, 아미노산 역시 산을 중화시킵니다. 부위별로 운동을 해서 그 부위의 근육의 산성도를 높히면 인체는 그것을 중화하기 위해 더 많은 아미노산(효소)이 필요하게 되고 그 아미노산이 바로 근육의 원료가 되지 않겠습니까?
산성증을 일으키는 또하나는 FT fiber (속근섬유) 인데 이 역시 강도있게 운동을 해야 자극되는 섬유이고 근육의 비대를 위해서는 강도있게 운동을 해야 하는 이유가 되겠습니다.
운동부위로 근육의 산성도를 높히는 가장 좋은 방법은 강도 있는 중량(75~85%)으로 어느 정도 횟수(8~10)를 가지며 세트간의 휴식시간은 최소한(1분30초)으로 가지면서 트레이닝 볼륨은 높은 운동방법이 되어야 겠습니다.
이러니 1키로 짜리 아령으로 운동해서야 어디 근육에 산성증을 만들어 낼 수 있겠습니까? 체육전공자들이 아닌 연예인등이 운동을 통한 체중조절같은 솔깃한 카피로 대중매체를 휘어 잡고 있을 때 우리 전공자들은 과학적인 방법으로 대처해 나가야 올바른 운동 문화를 선도할 수 있을 겁니다.
권영섭 |
