지질을 에너지원으로 활용하여 지구력을 업! 미토콘드리아의 기능과 증가 방법

많은 에너지가 필요한 운동. 식사에서 섭취하는 탄수화물과 지질이 주요 에너지원으로 사용되고 있습니다. 몸 속에 축적하고 있는 당질의 에너지량은, 지질과 비교하면 30분의 1 이하로, 매우 적습니다. 그러나 숨이 오르는 정도의 긴장 운동에서는 탄수화물이 주로 사용되지 않게 되어 버려 피로의 원인이 됩니다. 그래서 탄수화물과 지질을 ATP로 바꾸는 미토콘드리아에 주목. 근육의 미토콘드리아가 늘어나면 몸 안의 지질을 이용하기 쉬워집니다. 지질을 더 에너지원으로 사용할 수 있게 되면, 탄수화물을 온존할 수 있게 되어 운동을 보다 오랫동안 계속할 수 있게 됩니다. 이번에는 몸 안에 있는 탄수화물과 지질의 에너지량의 차이, 탄수화물이나 지질을 사용하기 위한 미토콘드리아의 작용, 그리고 미토콘드리아와 지구력의 관계에 대해 소개합니다.

운동시 주요 에너지원은 탄수화물(글리코겐)과 지질

우리의 몸 중에서는 매일 식사에서 섭취하는 탄수화물과 지질이 가진 에너지를 이용하여 생명활동을 유지하거나 운동을 하고 있습니다.

운동 강도에 따른 에너지원의 차이

그림 1

그림 1은 운동을 얼마나 힘들게 하는지, 몸에서 사용되는 에너지원이 어떻게 다른지를 보여준다.¹⁾.
걷는 정도의 가벼운 운동을 하면, 주로 이용되는 것은, 지질의 하나인 지방산이라고 하는 것입니다. 그런데 숨이 오르는 정도의 긴장 운동을 하면 근육에 보존되어 있는 탄수화물(글리코겐)을 주요 에너지원으로 사용합니다.

글리코겐 저장량

에너지원인 탄수화물이나 지질은 몸 안에 얼마나 있을까요?

식사에서 섭취한 탄수화물은 근육과 간에서 글리코겐으로 저장됩니다. 이 글리코겐의 양은 사람 각각 근육량 등에 따라 다릅니다만, 일반인보다 많다고 하는 선수에서도 약 2,000kcal 밖에 저장할 수 없습니다. 풀마라톤을 달리려면 약 2,500kcal의 에너지가 필요하다고 합니다. 따라서 탄수화물만을 사용한 경우에는 마라톤 도중에 탄수화물이 없어져 더 이상 달릴 수 없게 됩니다.

지질 저장량

지질은, 아시다시피 지방으로서 축적되고 있습니다만, 일반 성인으로 체중 60kg, 체지방률 15%의 경우, 약 9킬로의 양이 축적되고 있어 에너지량으로서 약 65,000kcal(1g당 7.2kcal로서 계산)입니다. 이것은 글리코겐에 비해 30배 이상의 에너지량입니다.

즉, 운동시에, 몸 안에 있는 탄수화물뿐만 아니라, 지질을 활용할 수 있으면, 에너지 부족이 되지 않고, 지구력이 올라갈 가능성이 있는 것입니다.

1) Romijn JA, Am J Physiol. 1993 Sep;265 (3 Pt 1): E380-91.

탄수화물과 지질을 사용하기 위해서는 미토콘드리아의 작용이 중요합니다.

그렇다면 몸에서 어떻게 탄수화물과 지질을 사용합니까?

탄수화물이나 지질이 에너지원으로 사용되는 것을 설명했지만, 몸 안에서는 탄수화물이나 지질을 그대로 사용하고 있는 것이 아니라 ATP(아데노신 삼인산)라고 불리는 물질로 바꾸고 있습니다. 탄수화물이나 지질로부터 이 ATP를 만들어내는 공장으로서 일하는 것이 세포 안에 있는 「미토콘드리아」라고 불리는 기관입니다²⁾. (그림 2)

그림 2

^²⁾ Turcotte LP, Am J Physiol. 1992 Jun; 262 (6 Pt 1) : E791-9.

미토콘드리아의 기능을 높이면 지구력이 높아집니다.

근육에 있는 미토콘드리아는, 마라톤 선수와 같은 트레이닝을 실시하는 것으로, 커져, 수도 늘어납니다. 이처럼 근육 안의 미토콘드리아가 늘어나면 운동할 때 지질을 에너지원으로 더 사용할 수 있게 됩니다. 운동할 때 지질을 주로 에너지원으로 사용함으로써 몸 안에 한정된 양밖에 없는 글리코겐을 절약(온존)할 수 있습니다. (그림 3)

그림 3

근육의 미토콘드리아가 늘어나면 지질을 활용할 수 있게 되어, 지구력 업에 도움이 된다

지구력을 더 높이고 싶은 이상적인 성능을 발휘하고 싶다면 근육의 미토콘드리아를 늘릴 필요가 있습니다. 몸 안에서 지질을 에너지원으로 이용할 수 있게 되면, 탄수화물이 없어져 버리는 것을 막을 수 있어 운동을 보다 길게 계속할 수 있게 된다. 즉, 지구력이 업하는 것입니다.

미토콘드리아의 기능을 지원하는 아미노산

스포츠로 지구력을 발휘하기 위해서는, 지방·지질을 효율적으로 에너지로 변환할 수 있는 상태가 빠뜨릴 수 없습니다. 이 에너지 만들기를 담당하는 것이 미토콘드리아입니다.
이 미토콘드리아를 지키는 아미노산 "시스틴"에 주목. 운동으로 인한 스트레스로부터 일을 지원하고 운동 중 피로를 가볍게하는 데 도움이됩니다.

관련 기사"지질 대사를 지원하는 시스틴이란?"

탄수화물·지질을 에너지원으로 활용하여 지구력을 업 – 미토콘드리아의 작용

몸 안의 에너지원을 유효하게 활용해, 지구력을 높이기 위해서는, 이하의 포인트가 중요합니다.

・식사에서 섭취하는 탄수화물이나 지질이 에너지원으로서 사용된다
· 단단한 운동을하면 탄수화물이 주로 사용되지 않고 피곤합니다.
· 몸에 저장된 탄수화물의 에너지량은 적고, 지질의 에너지량은 많다.
· 탄수화물이나 지질을 사용하기 위해서는 근육의 미토콘드리아의 작용이 중요합니다.
・근육의 미토콘드리아가 늘어나면, 지질을 에너지원으로서 보다 활용할 수 있게 된다
・지질의 활용이 늘어나면, 탄수화물을 온존할 수 있기 때문에, 지구력을 올리는 데 도움이 된다

근육의 미토콘드리아가 늘어나면 몸 안의 지질을 더 활용할 수 있게 됩니다. 이상적인 퍼포먼스를 발휘하기 위해서, 운동하는 목적에 맞추어, 지구력을 올리는 방법을 과학적으로 생각해 봅시다.

▼이 과제를 해결하는 아미노산은 이쪽
성능과 에너지 이용의 관계! 『시스틴』은 지질을 에너지원으로 활용해, 피로를 가볍게 해 준다

<감수자>테라다 신(테라다 신)

와세다 대학 대학원 인간 과학 연구과 박사 후기 과정 수료(박사(인간 과학)). 일본학술진흥회·PD특별연구원, 워싱턴대학 의학부·연구원, 산쿄 주식회사·연구원, 와세다대학 첨단과학건강의료융합연구기구·강사, 닛신오일리오그룹 주식회사 중앙연구소·주관을 거쳐 2023년부터 도쿄대학 대학원 종합문화연구과·교수.