스포츠와 영양보조물

 

 

 

 

1. 영양보조물의 정의

 

 영양보조물(nutritional ergogenic)이란 선수들의 컨디션 조절과 경기력에 도움을 주기 위해서 스포츠 현장엣 사용되는 물질을 말한다.

영양보조물을 스포츠 현장에서 사용할 때에 예측되는 작용 메커니즘을 소개하면 다음과 같다.

 

 1) 근육, 혈액, 순환, 유산소지구력에 작용

 2) 산소운반능력의 증가

 3) 근육에 필요한 연료공급 및 일반 근기능

 4) 근조직과 근력에 작용

 5) 체중증가 및 감소의 효과

 6) 피로감 지연 또는 억제

 7) 신경제어억제

 8) 스트레스 해소 및 긴장 억제

 

2. 영양보조물의 종류

 

1) 스포츠 음료 : 수분 공급, 탄수화물 공급 및 양양소 보충을 목적으로 하며, 이것에는 게토레이, 파위에이드, 포카리 스웨이트, 에너비트, 이오니카, 스포닉스, 스포테라 등이 있다.

 

2) 스포츠 스넥 : 탄수화물 보충과 영양소 공급을 목적으로 하며, 이것에는 파워 바, 칼로리 메이트, 프로 스포츠, 아미노 퓨얼, 프로 아미노, 타이거 스포츠, ATP 투어, 하드 바디, 앤티옥시던트, 제로 팻, 골프 프로 등이 있다.

 

3) 단일 아미노산 : 경기력 향상, 피로 예방 및 회복 촉진을 목적으로 하며, 이것에는 아르기닌, 오르니틴, 트립토판, 분기쇄아미노산, 아스파르트산, L-카르니틴, CoQ10(ubiquinone), 이노신, Bee Pollen, 인산염, 나트륨, 중산탄염 등이 있다.

 

3. 스포츠 활동시 영양보조물의 영향

 

 최근에 여러 가지 아미노산 보충이 운동수행능력을 향상시키기 위해서 제시되고 있다. 운동전, 후 아미노산 보충이 호르몬 분비 또는 뇌대사와 피로 예방 및 회복에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀짐으로써 과학적인 관심과 연구가 진행되고 있다.

운동시 영양보조물 투여에 대한 효과를 보고한 연구자들의 연구결과를 살펴보면 다음과 같다.

 

 1) Blomstrand 등(1991)은 BCAA를 마라톤과 30km 크로스컨트리 경기에 참가한 선수들에게  각각16g과 7.5g 투여, 스웨덴 국가대표 축구 선수들에게  7.5g/l 투여한 결과에서, 앞의 실험군에서는 운동수행 향상(기록 단축)과 피로감 감소를, 뒤의 실험군에서는 피로감 감소의 효과가 나타났다고 보고하였다.

이 실험은 근글리코겐이 고갈되는 수준에서 BCAA의 대사 활성 증가로 초래되는 시트르산 회로의 알파-oxoglutarate 농도를 고갈시켜 유산소성 ATP 생성 능력을 감소시키고, 또 다른 유형의 피로물질인 암모니아 농도를 증가시켜 지구성 운동수행을 저하시킬 수 있는 문제점을 갖고 있다.

 

2) 김완수(1995)는 실험동물을 대상으로 BCAA와 ornithine 알파-ketoglutarate(OKG)를 투여한 결과에서, 지구성 운동전 BCAA와 OKG 의 동시투여는 지구성 운동시 발생하는 중추성 피로를 억제 및 감소시킬 수 있고, 지구성 운동수행을 향상시키는 것으로 나타났다고 하였다.

 

3) 최성근(1996)은 동일 피험자 럭비선수 5명을 대상으로 Carnitine과 caffeine을 투여한 결과에서, 지구성 운동전 카페인 투여는 다른 세 가지 투여군(물 투여군, 카르니틴 투여군, 카르니틴과 카페인 복합투여군)에 비해서 혈장 유리지방산 농도의 증가폭이 높게 나타났다고 하였으며, 안정시 혈중 글로코스 농도는 카르니틴과 카페인 복합투여군에서 유의하게 증가하였고, 지구성 운동능력의 향상은 카르니틴과 카페인 복합투여군-카르니틴 투여군-카페인 투여군-물 투여군 순으로 나타났다고 보고하였다.

 

4) Castell 등(1996)은 마라톤(n=8), 울트라 마라톤(n=27), 중거리 달리기(n=41), 조정경기(n=45)에 참가한 선수들에게 운동직후와 운동 2시간 뒤 L-glutamine 5g을 330ml/mineral water에 희석하여 투여한 결과에서, 운동직후 글루타민 투여는 감염 예방률을 향상시킴으로써 긍정적인 효과가 나타났다고 보고하였다.

 

5) Castell 등(1997)은 1993년 브루셀 마라톤 대회에 참가 선수들(글루타민 투여군 : 10, 위약군 : 8)을 대상으로 운동직후 및 운동 1시간 뒤 L-glutamine 5g을 330ml mineral water에 희석하여 투여한 결과에서는, 글루타민 농도는 두 군에서 모두 운동직후와 1시간 뒤에 28%의 감소가 나타남으로써 운동후 글루타민 투여는 혈액에서 림프구 분배에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다고 1996년도의 실험결과에 상반된 보고를 하였다.

 

이러한 상반된 연구 결과는 이들 연구자들이 글루타민 투여 시기 및 운동후 글루타민을 물에 희석하여 투여함으로써 위장에서 수용액 상태로 글루타민의 분자구조가 불안정할 수가 있고, 에너지원으로서 근육이나 면역세포에 대한 공급보다는 소장세포의 기질로서 많이 사용됨으로써 이 아미노산이 제 기능을 발휘할 수 없었던 것으로 사료된다.

 

6) 나재철(2000)은 동일피험자 10명을 대상으로 60%최대산소섭취량에서 70분 동안 자전거 에르고미터 운동직후 및 회복기 1시간에 두 가지 투여물질(mineral water 200ml + 500mg capsule glutamine * 10, 500mg capsule wheat * 10)을 각각 구강 투여한 결과에서, 근글리코겐이 고갈되는 지구성 운동직후 및 회복기 1시간 후 캡슐 L-글루타민의 투여는 단백질 분해율을 감소시키고 체내 혈장 아미노산 농도의 적절한 유지와 중추성 피로의 발생 요인으로 작용하는 AAA/BCAA 비율 및 Trp/BCAA 비율 증가를 억제 또는 감소시키는 긍정적인 효과를 나타내었다고 보고하였다.

 

4. 기타 단일 아미노산 투여에 대한 연구

 

1) 아르기닌과 오르니틴(arginine & ornithine)

 

가. 작용 및 기능 : 아르니틴과 오르니틴의 주입은 근육 성장을 자극하는 성장호르몬의 방출을 유발할 수 있다. 아르기닌과 오르니틴의 보충은 근육량의 증가, 지방량의 감소를 나타내는 것으로 알려져 있지만, Hawkins 등(1991)과 Warren 등(1991)은 잘 훈련된 역도선수들에서 아르기닌 혹은 다른 아미노산의 혼합 투여는 근력, power 혹은 성장호르몬 농동에 유의한 효과가 없었다고 보고하였다.

나. 투여 효과 : 현재 아르기닌과 오르니틴의 ergogenic effect를 지지하는 확고한 연구자료는 미흡한 실정이다.

 

2) 트립토판과 분기쇄아미노산(tryptophan & BCAAs)

 

가. 작용 및 기능 : 트립토판은 신경전달물질인 세로토닌(serotonin ; 5-hydroxytryptamine) 합성을 위한 전구체이다. 분기쇄아미노산(루신, 이소루신, 발린)은 골격근에서 산화되는 아미노산이다. Newsholme(1988)은 지구성운동 후반에서 혈청 BCAA치가 감소되어 혈액 트립토판치의 상대적 증가를 유발시켜 피로가 발생되었다고 하였다.

나. 투여 효과 : Segura와 Ventura(1988)는 격심한 운동전 트립토판 투여는 고통 내성을 증가시켜 운동수행능력을 향상시켰다고 보고하였다. 이론적으로는 BCAA 보충을 통한 혈액 BCAA  농도 증가는 혈액-뇌간막을 가로지르는 수송계와 경쟁하는 것에 의해서 뇌의 트립토판 섭취를 감소시켜 피로개시를 지연시키는데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 지구성운동전 BCAA 보충은 유익한 효과를 나타내지 못하는 것으로 보고되어 있다.

 

3) 아스파르트산(aspartates)

 

가. 작용 및 기능 : 아스파르트산이 운동 중 혈액 암모니아의 축적을 감소시켜 운동수행을 향상시킬 수 있다.

나. 투여 효과 : Maugham과 Sadler(1983)는 8명의 피험자를 대상으로 탈진적인 자전거에르고미터운동 24시간 전 위약과 3g의 칼륨과 마그네슘 aspartame을 각각 투여했을 때 효과가 없었다고 보고한 반면, Wesseon 등(1988)은 75% 최대산소섭취량에서 탈진할 때까지 운동하기 전 하루 이상 피험자에게 위약과 10g의 아스파르트산을 섭취시켰을 때 혈청 암모니아가 유의하게 감소하고 지구성 운동수행에서 15%의 증가가 나타났다고 보고하였다.

 

4) L-카르니틴(L-carnitine)

 

가. 작용 및 기능 : 카르니틴은 에너지 생산에 사용되기 위해 미토콘드리아 속으로 긴사슬 지방산의 수송을 우선적으로 촉진시키는 비타민과 같은 화합물이다. 종종 증가된 카르니틴 유용성은 에너지 생산을 위해서 기질로써 지방의 사용을 증가시키는 것으로 제시되었고, 운동중 근글리코겐의 절약을 유도함으로써 지구성 운동수행을 향상시킬 수 있다.

나. 투여 효과 : Otto 등(1987), Greig 등(1987), Wyss 등(1990) 및 Wagenmakers(1991)는 L-카르니틴 보충이 유리지방산 활용, 최대산소섭취량, 무산소성 역치, 운동지속시간, 최대심박수 등에 영향을 미치지 못한다고 하였다. 특히 Wagenmakers(1991)는 구강 L-카르니틴 복용은 지구성 운동수행능력 혹은 지방대사에 영향을 미치지 못하는 것으로 결론을 내렸는데, 그는 건강인에서 구강 보충은 근육에서 L-카르니틴치를 증가시키지 못하기 때문에 건강하고 잘 훈련된 선수들에게는 근육에너지/지방대사에 영향을 미치지 못한다고 하였다.

Decombaz 등(1992), Janssen 등(1989)은 운동이 근육 카르니틴 함량의 감소를 유발시키지 못한다고 하였다.

 

5) 코엔자임 Q10(Ubiquinone)

 

가. 작용 및 기능 : 코엔자임 Q10은 미토콘드리아, 특히 심자에서 나타나는 지질인데, 산화적 대사와 항산화제로서의 역할 때문에 심혈관질환의 치료시에 사용되는 것으로 알려져 있다. 코엔자임 Q10은 심장병 환자에서 산소섭취와 운동수행능력을 향상시키기 때문에 지구성 운동선수들에게도 효과적인 것으로 제시되어 있지만, 이러한 사실을 지지하는 유용한 자료는 미흡한 실정이다. 미토콘드리아에서 에너지를 만드는데 필요한 보조효소로서 코엔자임 Q10의 두 가지 기능은 에너지의 생성과 항산화 작용이다.

나. 투여 효과 : Baraun 등(1991), Roberts(1990), Zuliani 등(1989)은 코엔자임 Q10 보충이 혈청 CoQ10치를 유의하게 증가시킨다고 하더라도 위약과 비교해서 최대하 및 최대운동부하에서 혈청 포도당, 젖산, 심박수, 최대산소섭취량과 같은 심혈관 기능 혹은 지구성 운동수행능려에서 유의한 향상이 없는 것으로 나타났다고 하였다.

 

6) 이노신(Inosine)

 

가. 작용 및 기능 : 이노신은 뉴클레오사이드(당과 퓨린 또는 피리미딘염기의 결합물)이다. 이노신의 대사적 역할은 ATP 합성의 촉진과 근글리코겐 분해에 과한 효과이고, 혈액과 산소공급에 관한 역할은 운동생리학에서 추정하고 있다. 이노신의 보충은 근력을 많이 사용하는 선수나 지구성 선수들에게 유익한 것으로 제시되어 있다.

나. 투여 효과 : Williams 등(1990)은 이노신 보충(2일 동안 6g)이 대사적 변인과 운동수행능력에 유익한 효과가 없었다고 보고하였다.

 

7) Bee Pollen

 

가. 작용 및 기능 : Bee Pollen의 화학적 분석 결과, 이것은 비타민, 미네랄, 아미노산 및 다른 영양소의 혼합으로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 이것의 ergogenic effect는 비타민과 미네랄이 운동대사에 일정한 역할을 한다는 생각에 이론적 근거를 두고 있다. Bee Pollen에 알레르기가 있는 사람은 과민성 반응을 경헐할 수 있다.

나. 투여 효과 : Woodhouse 등(1987)은 고도로 훈련된 주자들을 대상으로 탈진시까지 반복적인 최대트레드밀 달리기 수행능력을 측정한 결과에서, bee pollen이 회복율에 유익한 효과를 미치지 못하였다고 하였으며, Chandler와 Hawkins(1984), Steben 등(1976)도

bee pollen이 지구성 수행능력에 영향을 미치지 않았다고 보고하였다.

 

8) 인산염(Phosphate Salts)

 

가. 작용 및 기능 : 인은 인산염으로써 인체의 기능에 필수적인 영양소이다. 인산염 보충이 신체수행능력 향상에 효과적인 것으로 제시되어 있다.

나. 투여 효과 : 대부분의 연구들은 산소섭취와 지구성 수행능력 향상에 관한 인산염 보충의 효과에 집중되어 있는데, 인산 보충이 신체 수행능력 변인에 유익한 효과가 없다는 보고와 젖산 생성의 감소, 지구성 수행능력 향상, 심근효율의 증진에 효과적이라는 보고가 있다.

 

9) 나트륨 중탄산염(Sodium Bicarbonate ; SB)

 

가. 작용 및 기능 : SB는 알칼리염이다. 이것은 혈액에서 산-염기 평형을 조절하고, 고강도 운동중 생성되어 혈액에 축적되는 젖산을 완충시키는 기능이 있다.

나. 투여 효과 : 최대강도 혹은 단기간 운동 1-3시간 전 체중당 0.15-0.4g의 SB 투여시 영양보조물로서의 역할을 구명하는 작업이 계속 진행되어 오고 있다. Gledhill(1984), Heigenhauser와 Jones(1991) 및 Maughan과 Greenhalf(1991)는 SB 보충이 신체적 수행능력과 심리적 자각도에 관해 유익한 효과를 나타내었다고 하였는데, 특히 Heigenhause와 Jones는 SB 보충이 30초 미만의 고강도 운동과 산화적 대사에 의존하는 지구성 운동에는 영향을 미치지 못했지만, 약 1-7.5분 사이의 격심한 운동 혹은 간헐적인 격렬한 운동에서 수행능력을 증진시킨다는 가설을 제시하였다.