강도 높은 운동에는 왜 탄수화물이 주된 에너지로 사용되는 걸까? (1/2)

박상준 의원을 오픈합니다. 병원위치, 진료시간, 연락처 등등이 궁금하면 클릭하세요. ^^

피트니스월드 몸짱의사입니다. 오늘은 '운동 강도'에 따라 왜 주로 사용되는 에너지원이 바뀌는지에 관하여 알아보겠습니다. 사실 이 주제는 바로 전에 올렸던 글인 '다이어트, 탄수화물을 적게 먹어야 할까? 충분히 먹어야 할까? (2/2)' 에서 살짝 언급했던 내용입니다. 이 글의 내용 중 일부를 다시 잠깐 살펴보자면...

심장이 뛰든, 체온을 조절하던, 운동을 하던.... 우리 몸에서 사용되는 거의 모든 에너지는 탄수화물과 지방이 분해되면서 생산됩니다. 반면 단백질은 에너지원으로써의 역할은 떨어지죠. 나무로 비유를 하자면 탄수화물과 지방은 '땔감' 으로 쓰이는 나무이고 단백질은 '기둥' 으로 쓰이는 나무인 것이죠. 어쨋든 이처럼 우리몸의 에너지원으로 사용되는 땔감 역할을 하는 탄수화물과 지방은 우리 몸에서 '경쟁 구도' 를 가집니다.

라고 말을 했고

탄수화물과 지방의 경쟁구도를 결정짓는 첫 번째 요인은 바로 활동 또는 운동의 '강도' 입니다. 얼마나 강하게 활동 또는 운동하느냐에 따라서 탄수화물을 주된 에너지원으로 사용할 것인지 지방을 주된 에너지원으로 사용할 것인지가 결정 납니다. 강도가 높은 활동이나 운동일수록 '탄수화물' 을 선호하며 강도가 낮은 활동 또는 운동일수록 '지방' 을 에너지원으로 선호하게 되는것이 우리의 몸 입니다.

라고 얘기했습니다.

자 그렇다면 '운동의 강도'에 따라 선호되는 에너지가 달라지는 이유는 과연 무엇인지 지금부터 알아보겠습니다.

탄수화물과 지방으로부터 에너지 생산의 차이, 핵심은 '속도'

우선 우리가 운동을 한다고 가정해보겠습니다. 내가 운동을 시작하면 그동안 먹고 저장해놓았던 탄수화물과 지방이 분해되면서 에너지가 생성되고 그 에너지를 가지고 운동을 하게 됩니다. 여기서 탄수화물과 지방은 에너지를 생성해내는 과정에서 차이를 보입니다. 그리고 이 차이점을 이해하면 왜 강도에 따라 선호되는 에너지원이 달라지는지가 이해될 수 있습니다.

우선 탄수화물(이하로는 포도당)을 살펴보죠. 운동하는 근육 세포내로 들어온 포도당은 세포를 채우고 있는 '세포질(cytosol)'에서 빠르게 분해되면서 적은양의 에너지지만 빨리 생성해낼 수 있는 특징이 있습니다. 아쉽지만 급한대로 빨리빨리 에너지를 만들어낼 수 있는 것이 포도당이라는 말이죠.

세포질로 들어온 포도당은 몇단계의 분해과정을 거치면서 pyruvate 로 변환되고 이 과정을 통해 에너지를 아주 소량 생성해냅니다. 이 과정을 우리는 해당작용, 영어로는 Glycolysis 라고 말합니다. 포도당 (glucose)을 분해하는 (lysis) 작용이라는 말입니다.

관련글 : 에너지와 ATP는 같은 것일까? 에너지 = ATP?

포도당(glucose) 가 분해되는 과정의 모식도 glucose = 포도당, pyruvate = 피루브산, Acetyl CoA = 아세틸 CoA, Mitochondria = 미토콘드리아, anaerobic = 무산소성, aerobic = 유산소성

이렇게 만들어진 Pyruvate는 이후 운명이 갈리는데요 젖산(Lactate)으로 변환되던 아니면 Acetyl CoA로 바뀌어 미토콘드리아로 들어가 크랩싸이클 -> 전자 전달계의 과정을 거치면서 추가적으로 많은 에너지를 만들어 냅니다. Pyruvate의 운명이 젖산이 될 지 Acetyl CoA가 될지 결정짓는 요인 또한 운동의 강도입니다. 이 부분은 다음번에 젖산에 관한 글을 통해 얘기 하도록 하죠....

이번에는 지방으로부터 에너지를 만들어내는 과정을 살펴보겠습니다. 운동을 시작하면 뱃살로 저장되었던 지방(중성지방)이 분해되어 운동하는 근육 세포내로 들어옵니다. 그런데 지방(산)은 포도당과는 달리 '세포질'에서는 에너지를 전혀 만들어내지 못합니다. 지방(산)은 우선 미토콘드리아로 들어가야 이야기가 시작됩니다. 어쨋든 근육 세포 속 미토콘드리아로 들어간 지방(산)은 잘개 쪼개져서 Acetyl CoA가 되는 과정을 거치는데요 이걸 '베타산화'라고 말합니다. 즉 지방(산) -> Acetyl CoA 의 과정을 베타 산화라고 말한다는 것이죠 .그런데 베타산화 과정에서도 에너지는 하나도 생성되지 않습니다. 베타 산화가 끝나고 결과물로 생성된 Acetyl CoA가 크랩 싸이클 -> 전자 전달계 과정에 참여를 해야만 이제서야 비로소 에너지를 생산해냅니다.

자 탄수화물과 지방의 차이점이 느껴지시나요? 탄수화물은 근육 세포내로 들어오자마자 세포질에서 해당작용이라는 과정을 통해 '적은 양이지만 빨리' 에너지를 생산할 수 있습니다. 반면 지방(산)은 어떤가요? 지방(산)은 근육 세포내로 들어온 후 우선 미토콘드리아로 들어가야 합니다. 세포질에서는 아무 일도 일어나지 않습니다. 미토콘드리아로 들어가고 나서는 어떤가요? 기껏 미토콘드리아로 들어간 지방(산)은 Acetyl CoA 로 분해되는 과정에서도 에너지는 전혀 생산되지 않습니다. 지방(산)이 분해되면서 생성된 Acetyl CoA가 크랩 싸이클 -> 전자 전달계를 거쳐야만 비로서 에너지가 나오기 시작하는 것이죠. 포도당에 비해 에너지 생산이 느려 터진것이 바로 지방입니다. 

자, 운동의 강도가 높다는 말은 무엇일까요? 그 말은 곧, 에너지를 빨리빨리 공급해줘야 한다는 이야기입니다. 에너지가 급하게 필요한 상황에서 느려터진 지방(산)으로부터 에너지 생산에 의존해서는 에너지의 수요와 공급을 맞춰주지 못한다는 것이죠. 이렇게 에너지가 급하게 필요한 상황에서는 우선 포도당 -> Pyruvate가 되는 과정을 적극적으로 활용해야 에너지의 수요와 공급을 맞출 수 있는 것이죠. 다만 Pyruvate는 쌓여만 갈 것이고 이를 처리할 방법이 필요해지는 것이죠. 그게 바로 젖산입니다. 이 얘기는 젖산에 관한 주제를 다룬 글에서 얘기하도록 하겠습니다.

자 이처럼 에너지를 생산해내는 속도에서 차이가 있다는 것이 '탄수화물(포도당)'과 '지방(산)'의 결정적인 차이고 지방(산)에 비해 빠르게 에너지를 생산할 수 있는 특징을 가진것이 탄수화물(포도당) 이므로 강도가 높은 운동 또는 활동에서 에너지원으로써 탄수화물(포도당)이 선호되는 것입니다.

자 그럼 다음시간에는 높은 강도 운동에서 왜 탄수화물이 주된 에너지로 사용되는 것인지 그 두 번째 이유에 관하여 알아보겠습니다. 커밍 쑨~~~~~~~~!!!

박상준 의원이 개원을 맞이하여 비급여 항목 30% 할인 이벤트 중입니다. 궁금하면 클릭하세요~^^