스포츠와 단백질/아미노산

 

 

 

 

1. 스포츠와 단백질/아미노산 대사

 

 단백질과 아미노산은 다음과 같은 두 가지 이유로 인해서 운동 중 대사에 관한 논의에서 종종 무시당해 왔다던 것이 사실이다.

첫째, 아미노산은 운동 중 에너지원으로 아주 적은 정도(5-15%)로만 기여한다.

둘째, 이런 복잡한 대사적 양상이 거의 알려저 있지 않다.

 

1970년대 후반부터 실험동물 및 사람을 대상으로 한 많은 연구 보고들에 의하면, 운동 중에도 근육의 단백질은 분해되며 아미노산은 유의한 수준으로 산화된다고 한다. 운동 중 아미노산은 탄수화물이나 지방처럼 직접적인 에너지원으로서의 역할을 하지 못하지만, 초성포도산과 유리지방산으로부터 생성된 Acetyl-CoA를 산화시키는 능력을 증가시켜 지구성 운동시 유산소성 ATP생성에 중요한 역할을 할 수 있으며, 지구성 운동시 간 및 근글리코겐이 고갈된 이후, 단백질 분해 증가는 혈중 아미노산의 농도를 증가시켜 혈중 글루코스 농도를 유지하는데 중요한 전구물질로써 작용하는 것으로 알려져 있다.

 

운동중 아미노산의 역할은

첫째, 저혈당을 예방하기 위한 포도당 전구체로서의 역할을 하며

둘째, 지구성 운동시 유산소성 ATP 생성을 위한 역할을 한다.

 

2. 기능단백질의  작용과 운동의 영향

 

 인체에서 모든 단백질은 기능단백질이다. 인체의 세 가지 주요 기능단백질 풀에는 첫째, 혈장단백질과 아미노산, 둘째, 근단백질과 아미노산, 셋째, 내장단백질과 아미노산이 있다.

 

 1) 혈장단백질

알부민과 헤모글로빈은 두 가지 주요 혈장단백질(plasma protein)이다. 선수들에서 헤모글로빈의 감소는 산소수송능력을 떨어뜨리고 산화적 에너지 생상능력과 지구성 운동수행능력을 저하시키는 것으로 알려져 있다.

 

* 단시간 운동은 대부분의 혈장아미노산 농도를 증가시키지만, 장기간 탈진적인 운동과 과도한 트레이닝은 혈장아미노산 농도를 감소 혹은 불균형을 초래하는 것으로 알려져 있다.

* 림프구와 대식세포의 주에너지원으로써 면역기능에 중요한 역할을 하는 혈장 글루타민 농도의 감소는ㅇ 면역기능을 약화시키고 감염에 대한 감수성을 증가시킬 수 있다(영국 옥스퍼드 대학의 Newsholme과 Castell 교수와 웨스턴 오스트레일리아 대학의 Keast 교수 등의 글루타민에 대한 연구 논문을 보고, 그와 관련된 박사학위 청구논문을 쓰게 되었고, '운동면역학'이란 책을 내게 되었다).

 

 2) 근단백질

골격근 단백질은 전신단백질의 약 60% 이상을 차지하고 있으며, 골격근에서의 단백질 대사는 전신단백질 전환의 25% 이상을 차지하고 있다. 골격근에는 수축성과 비수축성의 두 가지 단백질층이 있는데, 사람에서 수축성과 비수축성 단백질은 총근단백질의 66%와 34%를 구성하고 있다.

골격근에 의해서 산화될 수 있는 아미노산은 6가지가 있다 ; 알라닌, 아스파르트산, 글루탐산, 루신, 이소루신, 발린

 

* 분기쇄아미노산(branched-chain amino acids ; BCAA ; 루신, 이소루신, 발린)은 근단백질에 존재하는 필수아미노산 중 약 35%를 차지하고 있으며, 단백질 합성시 기질로서 뿐만 아니라 복잡한 대사과정의 생화학적 조정자 및 전구체로 중요한 역할을 하고 있다. 대부분의 아미노산이 간에서 이용되는 것과는 대조적으로 주로 골격근에서 산화되는 아미노산이다.

* 운동시 활동근에서의 BCAA 분해는 상당히 증가하는데, 활동근에서의 산화율 증가는 혈장 BCAA 농도를 감소시키며, BCAA 분해 및 의총산화 정도는 운동강도와 운동지속시간에 의존한다. 1mmol의 루신, 이소루신 및 발린의 총산화는 각각 43, 42, 32mmol의 ATP를 생산한다. 지구성 운동시 발생하는 중추성 피로의 원인이 부분적으로 활동근에서의 아미노산 대사와 관련이 있다는 연구 결과들이 보고되어 있다.

 

 3) 내장 단백질

내장 단백질(visceral protein)은 근단백질 다음으로 두 번째로 큰 단백질풀이다. 내장조직은 단식(공복)과 질병에 의해서 유도되는 신체적 스트레스 중 아미노산이 기관내 교환을 위해 유의하게 기여하는 것으로 관찰되었다.

 

* 운동은 기관 사이에 아미노산 교환을 위해 증가된 내장 단백질의 기여를 유발시킨다.

* 장 단백질 교체가 단백질 합성을 감소시키고, 운동 중 단백질 분해를 증가시키는 운동의 효과에 관한 연구가 발표되어 있다.