운동 활동에서 젖산역치에 대해 알아봅니다.
목차
- 개념적 설명
- 무산소성 역치
- 통증유발
- 젖산역치의 실용적 사용
- 요약
개념적 설명
젖산역치에 대해 알아보자. 운동 중 혈중 젖산 농도의 증가지점을 표현하는 가장 일반적인 용어로 무산소성 역치(anaerobic thresh-old)가 있다. 하지만 용어학적으로 젖산 농도가 급격히 증가하는 지점을 젖산역치(lactate threshold)라고 부른다. 젖산역치는 점증부하 운동 시 혈중 젖산의 제거속도와 관계가 있다. 연구자가 운동 중인 피험자에게서 채혈하면 혈중 젖산의 농도는 혈중 젖산의 생성량과 제거속도 사이에 차이가 있다. 주어진 시간 동안 운동할 시 어떤 근육은 젖산을 생성하여 혈액으로 방출하며, 어떤 조직(간, 골격근, 심장 등)은 젖산을 제거한다. 그러므로 주어진 시간의 혈중 젖산의 농도는 다음과 같이 수식적으로 표현할 수 있다.
혈중 젖산농도 = 혈액으로 유입되는 젖산농도 – 혈액에서 제거되는 젖산 농도
혈중 젖산 농도의 증가는 젖산의 생성이 증가하거나 젖산의 제거속도가 감소함으로써 일어난다. 최근에는 점증부하 운동을 한 동물에서 혈중 젖산의 농도 증가는 젖산의 생성증가와 제거속도의 감소 모두에 기인한다는 결과가 제시되었다.
무산소성 역치
무산산소성 역치라는 용어에 대한 근본적인 논쟁은 점증부하 운동 시 혈중 젖산농도의 증가가 활동근의 산소부족에서 기인한 것인지 다른 이유 때문인지가 문제이다. 역사상 혈중 젖산 농도의 증가는 각 근세포 내의 낮은 산소 수준에 의한 근수축에서의 무산소성 대사가 증가하였다는 지표로 여겼었다. 그러나 해당작용의 최종 생성물이 피루부산인지 젖산인지는 다양한 요인들에 의해 결정된다. 첫째 해당작용의 속도가 빠르다면 그때 생성된 NADH는 근형질에서 미토콘드리아로 수소를 운반하는 왕복 기전의 운반능력을 능가할 것이다. 사실 점증부하 운동 시 VO2max의 50~65%에서 에피네프린과 노르에피네프린의 혈중 농도는 증가하기 시작하고 해당작용의 속도를 촉진시킨다. 해당작용에 의한 NADH 생성속도를 유지하는 데 왕복체계가 실패하면 피루브산이 제거되지 못한 수소를 받게 되고, 젖산의 생성은 근세포가 유산소성 ATP 생성을 위한 산소가 충분한가 하는 것과는 별개로 이루어진다.
활동근에서 젖산생성의 두 번째 설명은 피루빅염에서 젖산염으로의 전환을 촉진시키는 효소와 관계가 있다. 이 반응과 관계된 효소는 젖산 탈수소효소이며 여러 형태로 존재하며 다음과 같이 반응한다. 사람의 골격 은은 일반적으로 3개의 다른 섬유 형태로 분류된다. 이들 섬유 형태 중 두 가지는 속근과 지근이다. 이름이 의미하는 바와 같이 속근섬유는 격렬하고 빠른 운동 시 동원되며, 지근섬유는 주로 낮은 강도의 운동에서 사용된다. 속근섬유에서 관찰되는 LDH 동질효소는 피루부산에 친화력이 더 커서 젖산의 형성을 촉진한다. 이와 대조적으로 지근섬유는 젖산의 피루브산으로의 전환을 촉진하는 LDH 형태를 갖고 있어 운동 시 LDH가 없는 속근에서 젖산이 형성된다. 그러므로 젖산의 생성은 근세포에서 산소이용 능력과 관계없다. 점증부하 운도 실험에서 초기에는 지근섬유가 우선 활동한다. 그러나 운동강도가 증가함에 따라 근력도 증가해야 하기 때문에 속근섬유의 참여요구가 더욱 증가한다. 그 결과 소근섬유의 활동이 증가하여 젖산의 생성이 증가하고, 이에 따라 젖산역치를 초래한다.
통증유발
몇몇 선수들이나 코치들은 젖산의 생성이 운동 후 근육통증을 유발하고 지속시킨다고 믿고 있다. 그럼에도 불구하고 생리학적으로는 이러한 종류의 근육통증의 중요한 요인은 젖산이 아니라고 말한다. 몇 가지 이유가 이러한 이론을 뒷받침하는데 첫째, 심한 강도의 운동 후 골격근에서 젖산이 생성되지만, 근육과 혈액으로부터 젖산제거가 빨리 이루어진다. 사실 혈중 젖산 수준은 60분 정도 후에 회복기 수준으로 돌아간다. 그러므로 하루에서 이틀씩 가는 근육통증의 원인은 혈중 젖산이 아니라고 보인다. 둘째, 젖산이 근육통증을 유발한다면, 훌륭한 선수도 운동 후 근육통증을 경험해야 하지만 사실은 그렇지 않다. 정말로 잘 훈련된 선수는 좀처럼 운동 후 근육통증을 느끼지 못한다. 젖산이 근유통증의 원인이 아니라면 무엇이 근육통증의 원인일까? 요즘 이론들은 이러한 종류의 근육통증은 근섬유의 미세한 파열로 인한 것이라고 주장한다. 이러한 종류의 파열은 그 부위의 근육에 염증과 부종을 유발하고 느리게 회복되기 때문에 고통이 하루나 이틀이 가도 잘 사라지지 않는다.
젖산역치의 실용적 사용
젖산역치를 설명하는 생리학적 기전과 관계없이 점증부하 운동 시 젖산이 비직선적으로 증가한다는 것은 운동수행능력을 예측하고 아마도 지구성 운동의 훈련프로그램을 계획하는 데 매우 중요할 것이다. 예를 들어 몇몇 연구들에서는 젖산역치와 다른 생리학적 측정을 종합하여 장거리 달리기의 성공여부를 편리하게 예측할 수 있다고 주장한다. 게다가 젖산역치는 지도자들과 선수들이 원하는 훈련 결과를 얻는 데 필요한 운동강도 수준을 계획하는 지침으로 이용된다.
요약
점증부하 운동검사 시 산소섭취는 최대산소섭취량에 도달할 때까지 직선적 형태를 나타낸다. 점진부하 운동검사 시 혈중 젖산 농도가 비직선적으로 증가하는 지점을 젖산역치 또는 무산소성 역치라 한다. 점진적 운동 중 혈중 젖산 농다가 갑자기 증가하는 기전에 대해서는 논란의 여지가 있다. 젖산역치는 근육의 낮은 산소량, 해당작용의 활성화, 속근섬유 사용, 젖산 제거비율의 감소 등과 같은 요인에 의해서 단독으로 또는 종합하여 설명할 수 있다. 젖산역치는 운동수행을 예측하거나 훈련강도를 평가하는 데 사용한다.
