유산소 에너지 대사와 에너지 대사 평가방법

유산소 에너지 대사

인간이 생명을 유지하기 위해서는 생체 내에서 에너지를 만들어야 합니다.. 유산소 에너지 대사는 그 에너지 생성 과정의 하나로 주로 지방산을 에너지원으로 이용합니다. 에너지 대사는 운동 중에도 중요한 역할을 합니다..

우리 몸속에서는 에너지원이 되는 아데노신삼인산(ATP)이 만들어져 그 ATP가 분해됨으로써 생산되는 에너지를 이용하여 생명을 유지하고 있습니다. 골격근에서는 이러한 ATP를 분해했을 때의 에너지를 이용하여 근수축을 실시하여 신체를 움직이거나 운동을 할 수 있습니다.

그러나 조직의 ATP 양에는 제한이 있으므로 일부 경로는 ATP를 생성합니다. 크게 나누어, 무산소성 에너지 대사( 크레아틴 인산 계나 해당과정)와 유산소성 에너지 대사입니다.

유산소 에너지 대사는 주로 미토콘드리아 내에서 이루어집니다. 포도당과 지방산과 많은 아미노산 은 아세틸 CoA로 대사 되어 구연산 회로에 들어갑니다. 그런 다음이 구연산에서 호흡 사슬로 들어가서 많은 양의 ATP가 생성됩니다. 이 과정은 산소가 필요하기 때문에 유산소 에너지 대사라고 합니다..

 

운동 시에는 운동 강도와 운동 시간에 의해 무산소성 에너지 대사와 유산소성 에너지 대사가 시소의 관계로 에너지원을 공급하고 있습니다. 무산소성 에너지 대사에서는 포도당 이 주요 에너지원으로 사용되고, 유산소 에너지 대사에서는 지방산이 주요 에너지원으로 사용됩니다. 운동 강도와 에너지 공급원의 관계를 조사한 연구에서는 혈중 포도당의 체조직에 의한 흡수와 전신의 탄수화물의 에너지로의 분해는 운동 강도가 높아짐에 따라 증대했습니다.

그러나 혈중 지방산의 체조직에 의한 흡수는 운동 강도가 높아짐에 따라 저하되고, 전신의 지방산의 에너지 분해는 운동 강도가 65% VO2 max(최대 산소 섭취량)로 최대가 되어, 20% VO2 max와와 85% VO2 max그럼 낮다는 결과가 보였습니다. 또 트레이닝을 하면 운동 시의 에너지원에 차지하는 지방산의 비율이 커져, 또 하나의 에너지원인 포도당의 소비를 절약하는 것으로 이어집니다. 그 결과로 한정된 저장량밖에 없는 글리코겐의 소비가 절약되어, 스태미나의 증대에 공헌하게 됩니다.

에너지대사 평가방법

에너지 대사의 평가법은 직접 열량측정법과 간접열량측정법으로 크게 나뉩니다.

직접법은 소비된 에너지가 열이 되어 발산되기 때문에, 그 열량을 직접적으로 측정함으로써 에너지 소비량을 알 수 있습니다. 예를 들면 직접법인 휴먼 칼로리미터는 둘러싸고 있는 수관의 수온 변화, 호흡을 내뱉을 시 수증기의 기화열, 혹은 대상자의 체온 변화 등을 고려하여 에너지 소비량을 측정하고 있습니다. 그러나 이 장비는 매우 엄청나며 활동 내용도 제한되기 때문에 현재는 거의 사용되지 않습니다.

 

한편, 간접법에서는 인간이 에너지를 생성할 때에는 음식으로부터 섭취한 영양소와 산소가 화학반응을 일으켜 이산화탄소를 생산한다는 생리적인 메커니즘을 이용하여 산소 및 이산화탄소의 농도와 부피로부터 에너지 소비량을 계산합니다. 일반적으로 각 영양소 1g당 보유되는 열에너지는 탄수화물로4kcal, 지방 에서 9kcal, 단백질 로 4kcal로 간주됩니다. 탄수화물과 지방은 최종적으로 이산화탄소와 물로 분해되고 단백질은 요중 질소로 분해되기 때문에 호흡에 의한 호기 중의 산소 및 이산화탄소의 농도와 용적 및 요중 질소량을 측정하여 다음 식에서 에너지 소비량을 구할 수 있습니다.

1) 에너지 소비량(kcal) = 3.941 × 산소 섭취량 + 1.106 × 이산화탄소 생산량 – 2.17 × 요중 질소량

또한 3대 영양소 중 섭취 에너지에서 차지하는 단백질의 비율은 안정되어 있습니다.

그래서 단백질이 차지하는 비율을 12.5%로 가정하면 위의 식은 다음과 같습니다.

 

2) 에너지 소비량(kcal) = 3.9 × 산소 섭취량 + 1.1 × 이산화탄소 생산량

 

단시간의 다양한 활동 시 에너지 소비량을 측정하는 경우에는 전용 마스크를 장착하고 더글러스 백(호기를 저장하기 위한 큰 봉투)에 호기를 모아 가스 농도 분석기 및 가스 미터를 사용하여 그 농도와 부피를 측정합니다. 또한 휴대형의 대사 측정 장치에서는 한 호흡마다 호기 중의 농도와 용적을 측정할 수 있기 때문에 활동 중의 에너지 대사 동태를 실시간으로 알 수 있습니다.

 

24시간 이상의 기간 동안 에너지 소비량을 정확하게 측정하는 경우에는 간접법의 휴먼 칼로리미터나 이중표지수법이 사용됩니다. 다만 휴먼 칼로리미터는 생활의 장소가 실내로 한정되기 때문에 개인의 생활실태를 반영한 ​​일상의 에너지 소비량과는 반드시 같다고는 말할 수 없습니다.