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운동 중에 지방은 어떻게 에너지원으로 사용되는가?

흔히 말하기를 유산소운동을 해야 지방이 연료로 사용되어 체지방이 감소되어 체중감량, 건강관리에 유익하다고 알고 있다. 대부분 맞는 말이다. 우리가 운동을 한다면 그 에너지원으로 작용하는 것이 세포내에서 에너지를 저장하고 공급하는 고에너지 화합물인 ATP(Adenosine Three Phosphate)이다. 이 ATP를 생산하는 가장 중요한 2가지 에너지원은 근육에 저장되어 있는 탄수화물(글리코겐 형태)과 지방산 형태의 지방으로부터 온다. 지속적인 운동에서는 둘 다 발전소역할을 하는 ‘미토콘드리아(mitochondria)'안에서 에너지로 변하는데 질적인 가치는 여러 요인에 의해 변한다. 일반적으로 운동 중에는 이 2가지 연료가 복합적으로 사용된다. 이를 변형시키는 요인으로는 운동의 강도, 시간, 섭취한 식사, 훈련상태, 운동수준 등을 꼽을 수 있다.

운동 중에 근육세포에서 사용되는 지방은 다양한 원천으로부터 공급된다. 주로 혈액에 녹아 있는 유리지방산(遊離脂肪酸, FFA:Free Fatty Acid)과 근육 안에 포함되어 있는 중성지질이며, 다만 혈액 안에 있는 유리지방산은 적은 양으로 이는 지방조직의 중성지질에 의해 재보충된다. 지방세포로부터 제공되는 지방은 유리지방산과 글리세롤(glycerol)로 분리되는데 1)유리지방산은 ‘미토콘드리아’안에서 산화되어 운동에너지로 사용되며 2)글리세롤은 간으로 이동하여 포도당(glucose)을 만드는데 사용되며 이 포도당은 운동에너지로 사용된다.

안정시에 인체에서 필요로 하는 대부분의 지방에너지는 혈액 안에 있는 유리지방산이 세포에 공급하는 것으로 충분히 이루어진다. 그런데 운동 중에는 혈액 안에 있는 유리지방산이 급속도로 운동에너지로 사용되어 고갈된다. 그에 따라 지방세포에 있는 지방산은 (예전에는 아드레날린‘Adrenalin’으로 불리었던)‘에피네프린(epinephrine’같은 지방분해호르몬의 작용에 의해 분해를 자극받아, 혈액으로 유리지방산의 분비를 촉진시키고 근육세포로 이동시켜 운동에너지원으로 사용된다. 우리가 일반적으로 이야기하는 “유산소운동을 하면 체지방이 줄어든다(체중이 준다)”는 것을 이런 과정으로 설명할 수 있다.

최대산소섭취량(VO²max) 25% 수준(천천히 걷기)의 가벼운 운동 중에는 약20% 이하 정도만이 탄수화물에서 동원되며, 약80%는 지방으로부터 제공된다. 운동 강도가 서서히 증가하여 약최대산소섭취량(VO²max) 65%(대화가 가능할 정도의 달리기) 수준쯤에서는 탄수화물과 지방의 공헌도가 비슷해진다. 이때쯤부터 혈액안의 지방산보다 근육안의 지방과 지방세포로부터 제공되는 중성지방의 공헌도가 많아진다. 최대산소섭취량(VO²max) 85%(빠르게 달리기)수준에서는 지방이 차지하는 비율은 약25%이하로 감소하고, 약75%로 탄수화물(글리코겐)의 공헌도가 높아진다.

그런데 근육과 간에 저장된 탄수화물(글리코겐)은 저장량의 한계가 있어 강한 운동이나 장시간 운동이 진행되면 글리코겐 수준이 상당히 낮아진다. 그런 배경으로 인체는 산소의 도움에 의해 에너지화 되는 지방의 사용을 필요로 하면서 운동 강도(속도)를 대폭 낮게 조정할 수밖에 없게 된다. 100km이상의 울트라마라톤 같은 장시간의 운동의 경우 중, 후반에 다다르면서 약 90%에 달하는 에너지를 지방으로부터 제공받게 된다. 따라서 체지방감량(체중감량)을 원하신다면 첫째가 이유 불문하고 총음식물섭취량을 줄이는 것이며, 둘째가 천천히라도 장시간(적어도 1시간 이상) 달리는 것이 현실적으로 실현가능하다고 볼 수 있다.

*누죽달산 :누우면 죽고 달리면 산다.

**닦고(혈관 안팎을) 조이고(근육, 인대 건을) 기름치자(조금 덜 먹고 일찍 자자)

***운동은 치킨처럼: 유산소 운동 반+무산소 운동 반