~운동과 골격근~

지난 연재에서 성장에 따른 골격근의 적응을 간단히 다뤘다. 서러브레드는 아무래도 달리기 선수로 태어난 만큼, 이후에는 지구력으로 서서히 강화하여 나간다. 전회에서 다루지 못한 부족한 내용을 성장에 따른 변화를 덧붙이고 싶다.

■ 젖산대사의 변화

[그림 1] 에너지(ATP) 생성 반응의 모식도. 젖산 탈수소 효소(LDH)는 피루빈산을 젖산으로 변화시키는 방향으로 활동하는 유형과, 젖산을 피루빈산으로 변화하는 방향으로 활동하는 유형이 있다.

연재에서 여러 번 언급했던 것처럼 운동 시 에너지 공급의 근본 반응은 글리코겐(glucose, 포도당)의 분해부터 시작한다(그림 1). 전반적으로 반응을 볼 때, 글리코겐의 분해에서 피루브산이 되는 과정에서 에너지(ATP)가 생성된다(무산소 에너지 공급). 이때 만들어진 피루브산은 다음 반응이 진행되는 미토콘드리아에서 ATP가 생성된다(유산소 에너지 공급)
　
운동 강도가 매우 높아 미토콘드리아에서의 ATP 생성만으로는 에너지가 부족한 경우, 전반의 반응에서는 글리코겐 분해가 항진해 ATP의 생성이 증가한다. 그 결과, 피루빈산도 늘어나지만, 미토콘드리아에 들어가는 양에도 한계가 있어 남은 피루브산은 젖산 탈수소 효소(LDH)의 작용으로 젖산으로 변화한다. 즉, 격렬한 운동으로 젖산이 축적됐다.

한편, 생성된 젖산은 다시금 LDH에 의해 피루빈산으로 돌아와, 마지막에는 미토콘드리아의 에너지 생성에 기여한다. 이와 같이, LDH는 피루빈산을 젖산으로 바꾸는 방향으로 일하는 유형과 젖산을 피루빈산으로 바꾸는 방향으로 일하는 유형의 두 종류가 있다. 성장에 따른 변화를 살펴보면, 젖산을 피루빈산으로 바꾸는 방향으로 일하는 LDH의 하위 유형(LDH1, LDH2)이 성장에 따라 증가했다. 즉, 젖산을 다시금 에너지원으로 사용하는 방향인 산화적으로 일하는 방향으로 변화하고 있었다. 이러한 내용도, 근육보다 지구력으로 작동할 수 있도록 적응해가는 것을 가리킨다. 젖산의 대사는 언젠가 다시 설명할 기회를 만들겠다.

서러브레드 1세 가을, 기승순치(브레이킹)를 시작해야 본격적인 트레이닝에 접어든다. 이 트레이닝을 통해 골격근에서 일어나는 적응 변화는 기본적으로 보다 지구력을 늘리는 방향으로 일어난다. 다시 말해, 근섬유 유형으로 말하면, 유형 A​​가 늘어나는 방향으로, 근세포 내 효소의 변화로 따지면 산화적으로 활동하는 효소가 증가한다. 한편, 트레이닝으로 무산소 에너지 공급에 관여하는 효소군에도 물론 변화가 나타나지만, 이를 위해서는 강도 높은 운동이 필요하며, 주의 깊게 트레이닝을 실시해야 한다. 트레이닝에 따른 골격근 적응은 향후 연재에서 이야기하고자 한다.

■ 운동에 따른 글리코겐 변화

운동에 필요한 에너지를 생성하기 위해서는 그림 1과 같은 반응이 골격근에서 일어나고 있다. 이 반응은 글리코겐이 초점이 되어 있어 운동을 계속하면 글리코겐은 서서히 감소한다. 마라톤 등 장시간 경기에서는 글리코겐의 감소 정도는 매우 크다.

[그림 2] 운동 전후의 골격근의 글리코겐 양 변화. 근세포 내 글리코겐을 특별한 방법으로 염색했다. 운동 전 비교해 운동 후에는 근세포 내 글리코겐 양을 감소시킨다는 것을 알 수 있다.(사진에서 색이 하얗게 변한 부분)

그림 2는 트레드밀에서 격렬한 운동을 한 전후 근육 단면의 현미경 사진이다. 근세포 내 글리코겐을 특수 염색법으로 염색했다. 왼쪽은 운동 전, 오른쪽은 운동 후이다. 언뜻 보면 알 수 있듯, 운동 후 사진에서는 세포 안이 스펀지처럼 구멍이 숭숭 나 있는 것을 볼 수 있다. 이는 세포 내 글리코겐이 소비되고 있다는 것을 가리킨다.

이 사진을 보면, 운동 후 글리코겐이 완전히 소모하여 고갈되고 있는 것처럼 보인다고 생각할지 모르겠다. 서러브레드에 관련해 쓴 텍스트북에도 경마 등의 격렬한 운동은 근육 내 글리코겐이 고갈시킨다 등의 설명을 볼 수 있는데, 이는 명백히 실수다. 서러브레드는 원래 근육 내 글리코겐 양이 많은 동물이며, 더욱이 경마가 힘들더라도 단시간의 운동이라 고갈되는 것 같은 현상은 일어나지 않는다.

과거의 연구 성적이지만, 서러브레드 골격근 연구의 선구자 중 하나인 ‘스노우(Snow)’ 박사가 1991년 영국 뉴마켓에서 조사한 데이터에 따르면, 8펄롱 또는 5펄롱 강한 조교를 한 경우에도 늦어도 2~3일 정도면 운동 전으로 돌아간다. 다시 말하자면, 고갈되어 있던 것이 원래대로 돌아가는 것이 아니라, 그 데이터에 따르면 운동 전에는 600 정도였던 수치가 강한 조교로는 500 정도까지 감소 후 원래로 돌아간다(단위는 생략). 트레드밀 운동 전후로 조사한 성적에서도 같은 결과를 얻을 수 있다.

(경마북 2010.5.9호 게재)

감수 = 한국마사회 말산업연구소 최귀철 박사
번역 = 황수인 취재 기자

히라가 아츠시

現 일본중앙경마회(JRA)의 히다카 육성목장 목장장이자 수의사·수의학박사. 1988년 경주마종합연구소에 들어간 이후 말의 운동생리학을 연구해오고 있다.

작 성 자 : 황수인 nius103@krj.co.kr