운동중 발생하는 젖산과 피로

 

 

 

1. 운동중 젖산의 축적과 피로

 

  무산소성 해당과정의 부산물인 젖산(lactic acid)이 혈액이나 근육내에 축적되면 근육 및 혈액을 산성화(pH의 저하)시켜 피로를 유발한다. 젖산은 일반적으로 운동수행을 방해하는 주요 물질로 알려져 있는데, 젖산이 증가하는 것은 세포질내에서 초성포도산을 충분히 이용하지 못하기 때문이다. 젖산은 또 스프린팅 또는 계단오르기와 같은 짧은 시간 동안 강도높게 지속되는 운동시 근글리코겐으로부터 생성된다.

 운동강도가 낮은 부하에서는 비교적 산소공급 상태가 충분하기 때문에 젖산의 증가 현상이 뚜렷하게 나타나지 않지만, 운동강도가 높고 조직으로 산소 공급이 원활하지 못할 때는 젖산 생성이 가속화되어 체내에 축적된다. 조직의 젖산 축적은 주위 온도가 높을수록 가속화되며, 운동시간이 길수록 초기에는 증가를 하다가 후반부에는 감소되는 경향을 나타낸다.

 

젖산은 그 자체가 피로의 원인은 아니지만, 젖산이 축적되면 수소이온 농도가 증가하게 되고, 세포질내에서 pH가 정상수준(근육 ; pH 7.0, 동맥혈 ; pH 7.4) 이하로 떨어지게 된다. 이로 인해 대사성 산성증(metabolic acidosis)을 초래하여 근피로가 발생하게 된다.

대사성 산성증은 장시간 지구성 운동시 산소공급 불충분, 지방산에서 아세틸 CoA 생성 항진, 케톤체 등의 강산 생성, 중탄산염 이온 감소, 산-염기 평형 혼란, 혈중 pH 저하, 혈장 탄산수소 농도와 이산화탄소의 부분적인 압력, 체액이 모두 감소된다.

 

비록 젖산 농도를 'normal'과 'abnormal'로 명확히 구분할 순 없지만, 대개 1-2mmol/l를 'normal', 5mmol/l를 'abnormal', 10mmol/l 이상을 'dangerous'로 가정한다.  젖산 농도가 2mmol/l와 5mmol/l 사이이면, '중간구역(grey)'으로 나타내고, 정상의 상위 한계 또는 비정상으로 나타내기도 한다.

 

젖산 산성증은 갑작스런 불쾌감 발현, 무력감, 식욕 감퇴, 구토 등의 증세를 나타내며, 이러한 증상은 결국 기절이나 혼수상태를 유발할 수 있다. 세포 내 pH가 저하되면 적출근에서 등장성 수축력의 크기가 작아지고, 미오신 ATPase의 활성도 억제, 근형질세망과 칼슘이온의 결합력을 증가시키기 때문에 근형질에 방출되는 칼슘이온의 양을 감소시킨다. 또한, 해당 과정의 반응속도 결정 단계인 PFK의 활성을 억제시키기 때문에 해당 반응율을 떨어뜨려 ATP의 생성율을 감소시킨다. 한편, 근피로시 근육내 ATP 함량은 10-30%만 감소되므로 근피로는 직접적인 에너지원의 고갈보다는 세포내 pH 감소의 결과로 생각된다.

 

2. 회복기 근육과 혈액의 젖산 제거

 

 많은 양의 젖산이 축적되는 최대강도의 운동으로부터 완전히 회복하기 위해서는 운동중 활동근육과 혈액에 축적되었던 젖산을 모두 제거해야 한다. 젖산제거속도에 영향을 미치는 요인에는 운동성 회복과 운동강도가 있다.

무산소성 해당과정이 작용하는 단시간 최대운동이나 장시간 탈진적인 운동 후 회복기 동안 안정성 회복(rest recovery ; 회복기 전반에 결쳐 운동한 사람이 아무런 활동을 하지 않고 쉬는 것)을 취하는 것보다 운동성 회복(exercise recovery ; 회복기 중 가벼운 운동을 하는것)을 하는 것이 혈액과 근육에 축적되어 있는 젖산을 보다 신속하게 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 운동중 축적된 젖산을 제거하는 데 소요되는 시간은 안정성 회복은 1시간, 운동성 회복은 30분 정도 걸립니다.

운동성 회복이 젖산의 제거속도를 증가시키는 두 가지 이유는 첫째, 탄산가스와 물로의 산화 혹은 글루코스의 재전환이지만, 이 둘 모두를 위해서 간으로 젖산의 분배가 더욱 빨라지기 때문이며, 둘째, 심장과 활동근육에 의한 연료로서 젖산이 이용이 증가하기 때문이다.

 

훈련되지 않은 일반인은 운동후 회복기 중의 운동강도가 30-40%최대산소섭취량일 때 혈중 젖산제거속도가 가장 빠른 것으로 알려져 있고, 훈련된 선수의 경우에는 회복기 중 50-60%최대산소섭취량의 운동강도로 달리거나 걸었을 때 혈중 젖산이 가장 빨리 제거되는 것으로 보고되고 있다.

 

3. 질문

 

 초,중,고교 체육시간 축구, 농구와 같은 스포츠 활동을 하는 학생들과 건강을 위해서 헬스센터 같은 곳에서 운동하는 일반인들은 자신이 선택한 운동을 한 후, 교실 혹은 샤워실로 곧바로 달려가야겠습니까? 아니면 가벼운 걷기, 스트레칭 등과 같은 정리운동을 한 후 교실이나 샤워실로 가야하겠습니까?