스포츠 운동 생리학과 운동처방사 알아야 할 운동생리학이론

운동생리학

1. 에너지 공급과정

1) ATP-PC 시스템(인원질 시스템)

2) 젖산 시스템(무산소 해당 과정)

3) 유산소 시스템

에너지 전환 과정	율속 효소	자극인자	억제인자
ATP-PC 시스템	크레아틴 카이네이즈(CK)	ADP	ATP
해당 과정	PFK	AMP, ADP, Pi, pH↑	ATP, PC, 구연산, pH↓
크렙스 회로	이소 구연산 탈수소 효소	ADP, Ca++, NAD	ATP, NADH
전자 전달계	시토크롬 옥시다제	ADP, Pi	ATP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

운동부하 형태에 따른 에너지 대사 반응

1) 안정-최대하 운동 시 반응

2) 단시간의 격렬한 운동

3) 장시간 운동

4) 점증 부하 운동: 잠재적인 심장병의 진단이나 최대 산소섭취량을 측정하기 위해 자주 이용

*젖산 역치의 기전: 운동 강도가 증가함에 따라 해당 과정으로 촉진되고 초성포 도산이 충분히 산화되지 못해 젖산으로 전환된다.

 

산소 부족량과 회복 시 산소 소비

산소 부족량(O2 deficit) : 운동 초기 산소섭취량이 운동에 필요한 수준까지 증가하지 못한 양

(무산소성 대사과정에 의해 에너지를 공급)

 

★회복기 초과 산소소비량(EPOC)의 원인

빠른 회복 부분(fast componet)

1. 운동 중에 소모된 ATP와 PC 재보충 및 근육과 혈액 중의 산소 재보충에 주로 이용 느린 회복 부분(slow component)
2. 젖산을 글루코스로 전환하는데 이용
3. 운동 후에 높은 심박수와 호흡수를 유지
4. 운동 중에 증가된 체온으로 인한 대사항진
5. 혈액 중에 남아있는 호르몬

회복기 젖산의 제거

1. 젖산의 약 70%가 초성포 도산으로 전환되어 심장근이나 골격근에서 산화, 20% 정도만 글루코스로 전환, 10%는 아미노산으로 전환
2. 적정 운동 강도 : 30～40% O2 max로O2 추정
3. 호흡상과 에너지 소비량 및 호흡 교환율
4. 호흡상(RQ) : 에너지 대사에서 산소소비량에 대한 이산화탄소 생산량의 비율
5. (탄수화물; 1, 지방; 0.70, 단백질; 0.82)
6. 호흡상과 호흡 교환율

① 호흡상은 세포 내, 호흡교환율은 허파수준허파 수준에서 이루어지는 산소와 이산화탄소의 교환비율

② 호흡상과 호흡 교환율이 차이를 보이는 경우: 허파수준에서 가스교환에 영향을 미치는 요인들 때문.

 이산화탄소 배출량의 증가로 호흡교환율 증가

젖산을 완충시키는 과정에서 이산화탄소 발생으로 인한 호흡교환율 증가

 체지방이 증가하고 있는 사람이 고탄수화물식을 지나치기 할 경우 호흡교환율 증가

젖산의 완충에 필요한 중탄산염을 재 보충하기 위해 이산화탄소를 보유하기 때문에 일산화탄소가 배출되지 않기 때문에 호흡 교환율 감소(0.7 이하까지 감소)

 

폐의 용량과 기능

폐활량(VC)=1회호흡량(TV)+ 흡기예비용적(IRV)+호기예비용적(ERV):

흡기 용량(IC) : TV + IRV

기능적 잔기량(FRC) : ERV + RV

총 폐용량(TLC) : VC(TV + IRV + ERV) + RV

1 초율(FEV1.0) 1초 동안 내쉴 수 있는 공기 용적을 폐활량에 대한 백분율로 나타낸 것

1초 동안 폐활량의 85%를 내쉴 수 있으면 정상

심각한 폐질환을 가진 경우 40%까지 감소할 수 있음

 일반적으로 기도폐쇄의 분계점은 70%로 보고 있음

최대수의 환기량(MVV) :MVV는 최대 운동 중에 측정되는 환기량보다 25% 정도 높은 것이 보통이다.

성인 남자 140～180ℓ, 여자 80～120ℓ, 노르딕 스키선수 최고 239ℓ

 

 운동 중 산 염기의 평형

•  근육의 pH는 동맥혈의 pH보다 항상 0.4～0.6pH 단위만큼 낮다.
•  젖산 완충은 1차적으로 근육 내단백질(60%), 중탄산염(20～30%), 인산 군(10～20%)에 의하여 완충
•  혈액 중의 중탄산염이 주된 완충작용을 하며 헤모글로빈과 혈액 단백질이 보조적인 역할
•  젖산의 증가는 폐환기를 증가시켜 운동으로 인한 산증을 완화시키는 작용 

심장 주기와 자극 전도계

자극 전도계

➜ 동방결절 ➜ 방실 결절 ➜ 방 실속 ➜ 좌․우각 ➜ 퍼킨제 섬유

 

혈액의 기능

① 백혈구는 인체의 방어기전에 중요한 역할을 수행

② 혈소판은 혈액응고에 관여하는 효소를 포함하고 있어 혈액응고에 중요한 역할 수행

③ 혈장(plasma) : 혈액에서 세포 성분을 제외한 액체 성분

④ 혈청(serum) : 혈장에서 혈액응고인자인 섬유 소원(fibrinogen)을 제외한 혈장 성분

⑤ 혈장의 90% 물, 7%→혈장 단백질, 나머지→유기물질, 무기염류 등

 

근섬유의 형태와 특성

근섬유의 특성	ST (type Ⅰ, SO)	FTa (typeⅡa, FOG)	FTb (typeⅡb, FG)
운동신경 1개당 근섬유수 운동신경 크기 신경전도 및 근수축 속도 미오신 ATPase의 활성 근형질 세망의 발달 수 축 력 무산소 대사능력 유산소 대사능력 피로 내성	10～180 작 다 느리다 낮 다 낮 다 낮 다 낮 다 높다 높다	300～800 크 다 빠르다 높다 높다 높다 중 간 중 간 중 간	300～800 크 다 빠르다 높다 높다 높다 높다 낮 다 낮 다

 

★근수축의 유형

① 등척성 수축(isometric) : 근섬유 길이에는 변함이 없이 장력 발생

② 등장성 수축(isotonic contraction) : 외부의 저항이 일정한 상태에서 근육이 수축 유형

③ 등속성 수축(isokinetic contraction) : 관절각이 동일한 속도로 움직이는 근수축

④ 신전성 수축(eccentric contraction) : 근육이 늘어나면서 힘을 발휘하는 경우

 

근피로와 대사산물의 축적

① 무산소 해당 과정의 부산물로 생기는 젖산에 의해 근피로 유발

② 운동 중 ATP와 PC가 고갈되면서 축적되는 인산염(Pi, HPO42-)

③ 암모니아가 혈장에 많이 축적되면 중추신경계에 영향을 주어 피로를 유발

④ 근육의 미토콘드리아 내 축적되는 칼슘이온은 재흡수를 감소시켜 근수축에 필요한 칼슘 방출에 지장을 초래함으로써 피로를 유발

피로 해소 방법

 에너지원의 보충

① 인원 질의 회복은 회복기 30초 이내에 70% 정도, 3～5분 이내에 100% 회복

② 고탄수화물 식사를 통하여 글리코겐 회복에 주력하면서, 주 2～3일을 초과하여 운동

 부산물의 제거

① 정리운동은 운동이 끝날 무렵 10～15분 정도

② 냉온욕의 효과적인 방법은 40～45℃ 정도에서 온욕을 10～15분 정도 한 후 15℃ 정도에서 냉욕을 1～2분 정도(2～3회 정도 반복)

➜ 사우나는 70～80℃ & 5%의 습도를 유지하는 건식 사우나가 좋다.

 기타 영양물질의 보충

① 수분 보충과 함께 전해질의 보충이 필수적(스포츠 음료)

② 운동 중이나 후에 4～10℃ 온도의 물을 100～200㎖ 정도씩 자주 섭취

③ 미네랄이나 비타민은 회복과정에서 체내의 생화학적 반응을 촉진