운동 중 지방 대사

지방은 근육에서 탄수화물과 함께 산화되어 운동 근육에 에너지를 제공합니다. 운동이 에너지 소모를 보상할 수 있는 정도는 운동 시간과 강도에 따라 달라집니다. 지구력 운동(>90분) 선수는 일반적으로 최대산소섭취량의 65~75%로 훈련하며 신체의 탄수화물 저장량에 의해 제한됩니다. 15~20분의 지구력 운동 후, 지방 저장의 산화(지방 분해)가 촉진되고 글리세롤과 유리 지방산이 방출됩니다. 휴식 중인 근육에서 지방산 산화는 많은 양의 에너지를 제공하지만, 가벼운 유산소 운동 중에는 이러한 기여가 감소합니다. 고강도 운동 중에는 특히 최대산소섭취량의 70~80%에서 지방에서 탄수화물로 에너지원이 전환되는 것이 관찰됩니다. 지방산 산화를 운동 근육의 에너지원으로 사용하는 데에는 제한이 있을 수 있다고 제안됩니다. Abernethy 등은 다음과 같은 메커니즘을 제안합니다.

• 젖산 생성 증가는 카테콜아민에 의한 지방 분해를 감소시켜 혈장 지방산 농도와 근육 지방산 공급을 감소시킵니다. 젖산은 지방 조직에서 항지방 분해 효과를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 젖산 수치 증가는 혈액 pH를 감소시켜 에너지 생성에 관여하는 다양한 효소의 활성을 감소시키고 근육 피로를 유발할 수 있습니다.
• 탄수화물 산화에 비해 지방 산화 동안 단위 시간당 ATP 생산은 낮고, 탄수화물 산화에 비해 지방산 산화 동안 산소 요구량은 높습니다.

예를 들어, 포도당 분자 하나(탄소 원자 6개)의 산화는 38개의 ATP 분자를 생성하는 반면, 탄소 원자 18개(스테아르산)의 지방산 분자는 147개의 ATP 분자를 생성합니다(지방산 분자 하나에서 생성되는 ATP 수율은 3.9배 더 높습니다). 또한, 포도당 분자 하나의 완전 산화에는 산소 분자 6개가 필요하고, 팔미트산의 완전 산화에는 산소 분자 26개가 필요한데, 이는 포도당의 경우보다 77% 더 많은 양입니다. 따라서 장시간 운동 시 지방산 산화에 필요한 산소 요구량 증가는 심혈관계에 가해지는 스트레스를 증가시킬 수 있으며, 이는 운동 지속 시간과 관련하여 제한 요인이 됩니다.

장쇄 지방산의 미토콘드리아 내 수송은 카르니틴 수송계의 능력에 달려 있습니다. 이 수송 기전은 다른 대사 과정을 억제할 수 있습니다. 운동 중 글리코겐 분해 증가는 아세틸 농도를 증가시켜 지방산 합성의 중요한 중간체인 말로닐-CoA 수치를 증가시킬 수 있습니다. 이는 수송 기전을 억제할 수 있습니다. 마찬가지로, 젖산 생성 증가는 아세틸화된 카르니틴 농도를 증가시키고 유리 카르니틴 농도를 감소시켜 지방산 수송 및 산화를 저해할 수 있습니다.

지구력 운동 중 지방산 산화는 탄수화물보다 더 많은 에너지를 생성하지만, 지방산 산화는 탄수화물보다 더 많은 산소(산소)를 필요로 하므로 심혈관계 부담을 증가시킵니다. 그러나 탄수화물의 저장 용량이 제한되어 있어 글리코겐 저장량이 고갈됨에 따라 운동 강도가 저하됩니다. 따라서 지구력 운동 중 근육 탄수화물을 보존하고 지방산 산화를 촉진하기 위한 몇 가지 전략이 고려되고 있습니다. 이러한 전략은 다음과 같습니다.

• 훈련;
• 중쇄 트리아실글리세롤 영양;
• 경구 지방 에멀젼 및 지방 주입;
• 고지방 식단
• L-카르니틴과 카페인 형태의 보충제.

훈련

훈련된 근육은 지단백질 리파아제, 근육 리파아제, 아실-CoA 합성효소, 지방산 환원효소, 카르니틴 아세틸트랜스퍼라아제의 활성이 높은 것으로 관찰되었습니다. 이러한 효소들은 미토콘드리아에서 지방산의 산화를 촉진합니다[11]. 또한, 훈련된 근육은 세포 내 지방을 더 많이 축적하는데, 이는 운동 중 지방산의 섭취와 산화를 증가시켜 운동 중 탄수화물 저장량을 보존합니다.

중쇄 트리글리세리드 섭취

중쇄 중성지방(MCT)은 탄소 원자 6~10개를 가진 지방산을 함유하고 있습니다. 이러한 중성지방은 위에서 장으로 빠르게 이동하고, 혈액을 통해 간으로 운반되며, 혈장 MCT와 중성지방 수치를 증가시킬 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 근육에서 이러한 중성지방은 카르니틴 수송계를 필요로 하지 않기 때문에 미토콘드리아에 빠르게 흡수되며, 장쇄 중성지방보다 더 빠르고 더 많이 산화됩니다. 그러나 MCT가 운동 수행 능력에 미치는 영향은 모호합니다. MCT를 통한 글리코겐 보존 및/또는 지구력 향상에 대한 증거는 아직 확실하지 않습니다.

경구 지방 섭취 및 주입

운동 중 내인성 탄수화물 산화를 감소시키려면 지방산 주입을 통해 혈장 지방산 농도를 증가시킬 수 있습니다. 그러나 지방산 주입은 인위적인 도핑 메커니즘으로 간주될 수 있기 때문에 운동 중이나 경기 중에는 실용적이지 않습니다. 또한, 지방 유제를 경구로 섭취하면 위 배출을 방해하여 위장 장애를 유발할 수 있습니다.

고지방 식단

고지방 식단은 운동선수의 지방산 산화를 증가시키고 지구력을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 최근 연구에 따르면 이러한 식단은 탄수화물 대사를 조절하고 근육과 간의 글리코겐 저장량을 유지함으로써 운동 능력을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 장기간의 고지방 식단은 심혈관 건강에 악영향을 미치는 것으로 나타났으므로, 운동선수는 운동 능력 향상을 위해 고지방 식단을 사용할 때 주의해야 합니다.

L-카르니틴 보충제

L-카르니틴의 주요 기능은 장쇄 지방산을 미토콘드리아 막을 통과하여 산화 과정에 포함시키는 것입니다. L-카르니틴 보충제를 경구 섭취하면 지방산 산화가 촉진되는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 이를 뒷받침하는 과학적 근거는 부족합니다.

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