ATP의 생성과정 3가지
1. 인원질 시스템 (ATP-PC system) : 우리의 근육속에는 즉시사용할 수 있는 유동 ATP를 가지고 있는데, 소량이기 때문에 3초정도 지속할 수 있는 정도입니다. 따라서 ATP를 지속적으로 공급하려면 근육속에 있는 크레아틴 인산을 분해해서 ATP로 다시 만들어 주어야 됩니다.
즉 운동을 시작하게 되면 처음부터 산소를 이용한 세포호흡을 통한 에너지 공급이 되지 않습니다. 그래서 운동 시작단계에서는 근육속의 소량의 ATA를 끌어다가 처음 3초간 에너지를 즉각적으로 공급하고, 이것이 소비되면 다시 근육내에 저장한 크레아틴-인산을 분해해서 ATA로 만들어서 에너지를 공급하게 되는데 이 과정이 인원질 시스템(ATP-PC)입니다. (대략 10초 이내에 에너지로 소모되게 됩니다.)
즉, 인원질 과정(ATP-PC system)은 복잡한 화학적 반응을 거치지 않고 즉각적으로 이루어 지는 형태이며, ATP와 PC가 모두 근육내에 저장되어 있기 때문에 근육내에서 빠르게 끌어내서 에너지를 공급할 수가 있는 것입니다.
ATP-PC system 시스템에서는 에너지가 아주 빠르게 동원되어서 사용되는 이점이 있지만은, �은 시간내에 강도가 높은 운동(근력운동, 전력질주)등에 사용되는 제한된 ATP 에너지원이기 때문에, 시간이 10초 이상 경과되면 이후 부터는 운동형태에 따라서 젖산체계 또는 유산소체계와 같은 새로운 ATA 에너지 시스템으로 가동되게 되는 것입니다.
보통 운동초기와 최고강도점(MAX)에서 ATP-PC 시스템이 사용되며, 무산소 수준으로 에너지를 합성하며, 가장 빠르게 공급되는 에너지 원입니다. 크레아틴 보충제는 이러한 ATP-PC system 능력을 높이는데 사용되는 것입니다.
[참고] 인원질 시스템 (ATP-PC system)의 작용 : 크레이틴 인산 (포스포크레아틴, phosphocreatine)이 분해되면서 방출되는 에너지가 ATP로 재합성 시키는데, 즉 PC(크레이틴 인산. phospho creatine)가 C(크레아틴)와 Pi(인산)로 분해되면서 방출되는 에너지가 ADP와 Pi(인산)를 결합시켜 ATP를 형성하는 무산소성 에너지 시스템입니다.
[참고] 크레이틴과 인산의 섭취
크레아틴 : 체중 70kg인 사람의 몸에는 약 120g 정도의 크레아틴이 있는데, 95% 정도는 근육속에 저장되어 있으며, 50%정도는 섭취한 음식에서, 그리고 50%는 몸에서 직접 크레아틴을 만들어 냅니다. 크레아틴은 육류와 생선류에 많이 함유되어 있으며, 일반적으로 음식에서 섭취하는 크레아틴 량은 하루에 1~2g 정도입니다.
그리고 우리 몸(간, 신장, 췌장등)에서도 3가지 아미노산(글리신, 아르기닌, 메치오닌)을 재료로 해서 1~2g 정도의 크레아틴을 만들어내는 냅니다. 이렇게 음식으로 섭취하거나 몸에서 만들어진 크레아틴은 근육속에서 인산과 결합해서 크레아틴 인산(포스포크레아틴, phosphocreatine) 형태로 존재합니다.
보통 크레아틴은 음식섭취와 몸에서 만들어 내는 것만으로도 충분하다고 보고 있습니다.
인산 : 인이 연소할 때 생기는 오산화인이 수화(水和)하여 생기는 산을 인산이라고 합니다. 인산은 핵산, 인단백질, 인지질등과 같은 생체 구성에 있어서 필요한 주요성분들을 형성하고, 고에너지 인산결합을 만들어서 에너지 운반체의 역할을 합니다.
또한 신체의 골격과 치아의 성장에 도움을 주고, 탄수화물, 지방, 단백질의 전환에 있어서 다른 영양분들이 효율적으로 이용되게 하는 역할을 합니다. 인이 많이 함유된 식품은 우유와 유제품, 육류, 어류 등에 많이 들어 있습니다.
2. 젖산계 시스템(Lactate system):
운동시간이 10초 이상 경과되게 되면 젖산시스템으로 ATP에너지를 공급하는데, 글리코스(포도당)가 분해되어서 젖산(Lactate)으로 전환되어 ATA를 만드는 시스템입니다.
젖산시스템 과정으로 ATP를 만들기 위해서는 약 12가지의 화학반응을 거치게 되며, 그래서 인원질 시스템 (ATP-PC)보다는 느린 속도로 에너지를 공급합니다.
대략 1~3분 정도(평균 90초간) 지속할 수 있는 ATP에너지를 생산하며, 90초 정도 소요되는 단거리 수영이나 중거리 달리기, 그리고 힘을 요하는 근력운동(무산소운동)에 적용되는 에너지 시스템입니다.
젖산계 시스템은 산소를 필요로 하지 않기 때문에 심장과 폐를 함께 움직여야 하는 유산소운동에 비해서 심폐부담이 적은 반면에, 발생되는 젖산은 근육에 상처를 주고, 근육속에 쌓여서 피로와 통증을 일으킵니다. 따라서 젖산은 피로를 유발하는 물질로만 알고 있는데, 젖산도 알고보면 에너지에 있어서 매우 중요한 물질입니다.
젖산은 소변과 땀으로 배출되거나 자동 소멸되거나 단백질로 전환되기도 하지만, 대부분은 에너지원으로 재생되는데, 이때 젖산이 에너지로 재생되는데 작용하는 시스템이 젖산계 시스템입니다.
젖산의 발생은 운동시 우리몸은 에너지를 방출하고, 이 과정에서 근육세포 안의 ATP(에너지 대사과정에서 중요한 역할을 하는 유기화합물)량이 증대되는데, 이때 산소가 공급되지 않으면서 젖산이 발생되는 것입니다.
그래서 젖산은 유산소운동에서는 발생되지 않지만, 근력운동과 같은 무산소운동 수준에서 발생되는 무산소성 에너지 시스템으로서, 탄수화물만을 이용해서 에너지원으로 사용합니다.
참고로 탄수화물, 지방, 단백질등과 같은 음식물을 섭취하면 글리코겐(에너지 임시창고)으로 전환되어서 필요할때 생활 또는 운동에 필요한 에너지를 공급해주고, 생활과 운동에 사용되고 남은 잉여량은 지방(에너지 저장창고)으로 저장되는 시스템으로 에너지를 관리하고 있습니다. (지방은 비상식량과 같은 역할을 함)
이때 근육내 저장된 글리코겐이 분해되면서 포도당을 공급하는데, 이과정을 글리코스 (Glycolysis, 해당작용)라고 합니다. 이러한 글리코스 작용은 운동형태에 따라서 피부루산(유산소 운동의 경우) 또는 젖산 (무산소 운동의 경우)이라는 2개의 물질로 전환 되는 것입니다.
즉, 포도당이 분해되면 피루브산(pyruvate) 또는 젖산(lactate)으로 나누어서 전환되며, 이때 유산소 수준의 운동시에는 피루브산으로, 무산소 수준의 운동에는 젖산으로 전환되게 되는 것입니다.
[참고] 피루브산 (pyruvate) : 포도당의 분해, 호흡 과정에서 나오는 물질로서 체내에서 탄수화물, 지방, 단백질의 합성과 분해에 관여하고 있는 물질
따라서 무산소 대사와 유산소대사의 결정은 포도당이 어떻게 분해 되는지에 따라서 결정되는 것이며, 포도당이 피르부산(Pyrvate)으로 전환되면 유산소 대사에 참가 하는 것이며, 젖산(Lactate)으로 전환 되면 무산소 운동에 참가되며 동시에 피로를 유발하게 될 것입니다.
때문에 계속해서 근육수축 과정을 반복하거나 운동 또는 일을 하기 위해서는 탄수화물 음식섭취로 필요한 에너지를 지속적으로 공급해주는 것이 중요하며, 만약 음식섭취량이 부족하다면 체내 근육세포에 포함된 에너지를 끌어다 써서 근손실을 유발하게 될 것입니다.
근육활동을 위한 에너지의 생산은 탄수화물과 지방에 대부분 의존합니다. 특히 근력운동은 무산소 운동이기 때문에 운동전 에너지 원으로서 탄수화물 섭취가 중요하며, 운동 전에 지방과 단백질을 섭취하는 것은 효율적이지 못합니다.
글리코겐 (glycogen) : 글리코겐은 글리코스(포도당)의 집합체로서, 간에서 글리코스를 즉시 이용가능한 형태로 저장하고 있다고, 필요 때마다 분해되어서 에너지로 공급되어 사용됩니다.
글루코스 (glucose) : 포도당이라고 하며, 탄수화물 대사의 화합물로서 1분자당 270kcal가 ATP 형태로 저장됩니다.
음식으로 탄수화물 같은 열량이 있는 영양을 먹게 되면, 소화되면서 인체에 흡수되어 글루코스라는 화학 물질(포도당)로 전환되어서 근육세포나 간에 글리코겐으로 저장되며, 운동할 때 에너지로 공급되게 되는 것입니다.
혈액의 포도당 농도가 어느정도 낮아지면 간에 저장된 글리코겐은 다시 글루코스로 전환되어서 혈당의 농도를 일정하게 유지하는데, 이들 기관에 이상이 생기면 혈당조정이 불안정해져서 저혈당 또는 당뇨병 같은 질병이 발생되는 것입니다.
3. 유산소계 시스템 (The Oxygen, 또는 Aerobic System) : 운동 시작 후 2분 정도 경과하게 되면은 신체는 근육에 산소를 공급하게 되는데, 이때 글루코스가 유산소 대사라는 과정을 통해서 에너지로 공급되게 되는 것입니다.
글리코스(포도당)가 분해되어서 피르부산(Pyrvate)으로 전환된 시스템으로서, 산소를 이용한 세포호흡을 통한 에너지대사가 이루어지며, 글리코겐과 지방을 에너지원으로 사용해서 ATP로 재합성 됩니다.
유산소 대사과정에서는 섭취한 탄수화물 음식뿐만 아니라 근육내에 저장된 지방과 지방산을 분해해서 ATP를 만들수도 있으며, 기아 상태 또는 운동시간 증대로 탄수화물이 고갈되면은 근육내 단백질을 아미노산으로 분해시켜서 ATP를 만드는데 사용되는데, 이것이 근손실을 유발시키게 되는 것입니다.
즉, 저강도의 운동으로 운동 시간이 길어지게 되면 대략15분까지는 글리코겐을 이용해서 ATP에너지를 사용하고, 그 이후부터는 산소가 체지방을 태우면서 발생되는 에너지를 사용하게 되는 것입니다. (운동 시간이 길어질 수록 체지방을 에너지로 사용하는 비율이 높아집니다.)
유산소 시스템은 많은 양의 ATP를 생성하면서도, 젖산을 제거해 주기 때문에 부산물에 의한 피로는 수반되지 않는 특징이 있으며, 주로 심폐 지구력 운동이나 저강도운동등에 사용되는 에너지 시스템입니다. (조깅, 워킹, 마라톤등)
유산소 시스템과 같은 유산소운동이 산소를 체내에 불어 넣어줌으로서 지방을 연소시키는 운동으로서, 체지방을 제거해서 살을 빼는데 도움이 되는 운동이며, 젖산을 제거하는 효과도 있기 때문에 근력운동후 유산소운동을 실시해주면 체지방 제거와 더불어 피로회복에도 도움이 됩니다.
출처 : http://cafe.naver.com/8703532.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=82
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