[스포츠의학] 에너지 생성 과정

인류의 유기체는 지속적인 에너지 공급하에만 지속될수있다 - 정적인 상태도 마찬가지로. 운동을 할때 움직이는 근육의 세포 내에서  에너지 공급이 중요한 역할을 한다. 그러나 생산된 에너지의 일부만 신체적 에너지 퍼포먼스로 전이된다. 생성된 에너지의 60%는 열로 발생된다.  

 

추가적인 에너지는 지속적인 세포적 과정(ATP 재합성, 이온펌프)가 필요하다. 최대 25%가 에너지 사용에 가능하다. 에너지를 획득하기 위한 중요한 분자는 Adenosintriphosphat(ATP)이다. ATP 분자는 아데노신 및 3개의 고농축에너지 인산으로 구성된다. 

 

세번째 인산은 ATPase 효소에 의해 분해되며 근육수축에 가능한 에너지로 방출된다. ADP가 남게된다. ATP 하나당 대략 7,5 kcal의 에너지를 생성할수있다.  근육 내에는 제한적인 ATP가 저장되어있고 이론적으로 2-3초간만 최대 근육 수축을 할수있다. 그 이상의 에너지를 생성하기 위해서는 다양한 경로를 통해 재합성될수 있다. 

 

ATP 재합성은 세가지 경로를 통해 이루어진다.  

1. Hydrolyse von Kreatinphosphat (크레아틴산의 가수분해) 

2. Glykolyse (포도당) 

3. oxidative Phosphorylierung  (산소적 인산화) - TCA회로 내의 지방, 탄수화물 ,단백질 분해 

 

1,2번은 산소없이  세포질내에서 진행되는 과정이며 무산소 에너지 대사 (anaerober Energeibereitstellung - Anaerober Stoffwechsle)이라 불린다. 산소적 인산화는 미토콘드리아 내부에서 산소를 활용하며 발생하고 유산소 에너지 대사(aerober Enregiebereitstellung - Aerober Stoffwechsle)이라 칭한다. 

 

무산소 에너지 대사 

 

ATP외에 근육세포 내에서 고농축 에너지 인산인 크레아틴 인산이 존재한다. 크레아틴 인산 저장소는 ATP 저장소보다 4-5배 크다. 크레아틴 인산이 효소 Kreatinkinase(CK)를 통해 크레아틴과 인산으로 분리되면서 에너지(10,3 kcal pro Mol Crp )로 방출된다. 방출된 에너지는 ATP 분해가 됬을때보다 크기 때문에  남아있는 인산은 직접 ADP 분자와 연결되고 새로운 ATP 분자로 생성된다. 운동간 ATP 집중도가 줄어들기 시작때 ATP는 즉시 CrP-Pool로 재합성된다.  

짧은기간 동안 고강도 운동이 진행될시 크레아틴 인산 저장소가 거의 고갈된다. 이런 방식의 에너지는 매우 빠르게 소진되지만 전체적인 양에서 매우 적고 짧은 기간동안 고강도 운동을 수행할수 있다.