체내 지방을 에너지원으로 적극 활용해 지구력을 향상시키자!
많은 에너지가 필요한 운동은 음식을 통해 섭취하는 탄수화물이나 지방을 주요 에너지원으로 사용합니다. 그러나 우리 몸 안에 저장된 탄수화물의 에너지량은 지방의 1/30로 매우 적습니다. 고강도 운동 중에는 탄수화물을 주로 사용하기 때문에 탄수화물이 빠르게 고갈되어 피로를 느끼게 됩니다. 이에 탄수화물과 지방으로 ATP를 생산하는 미토콘드리아에 주목하였습니다. 근육 속 미토콘드리아가 증가하면, 체내 지방을 쉽게 에너지원으로 사용할 수 있게 되어 탄수화물을 절약할 수 있어 장시간 운동에 도움이 됩니다. 이번에는 체내 탄수화물과 지방의 에너지량 차이, 탄수화물과 지방을 사용하는 미토콘드리아의 기능, 그리고 미토콘드리아와 지구력의 관계에 대해 알아보겠습니다.
1．체내 지방을 효율적으로 사용하면 지구력을 향상시킬 수 있다!
우리 몸은 매일 음식을 통해 섭취한 탄수화물과 지방의 에너지를 이용하여 일상 생활을 하거나 운동을 합니다.
그림1
그림 1은 운동 강도에 따라 인체에서 사용되는 에너지원이 어떻게 변화하는지를 보여주는 그래프입니다1).
걷기 정도의 가벼운 운동을 할 때는 주로 지방산이 에너지원으로 쓰이고 고강도 운동 시에는 근육에 저장된 탄수화물(글리코겐)을 주요 에너지원으로 사용하게 됩니다.
그럼 에너지원인 탄수화물과 지방은 체내에 얼마나 존재할까요?
음식을 통해 섭취한 탄수화물은 근육이나 간에 글리코겐으로 저장됩니다. 글리코겐의 양은 근육량 등에 따라 개인차가 있지만 일반 성인보다 많다고 알려진 운동선수도 대략 2,000kcal 밖에 되지 않습니다. 마라톤 풀 코스를 달리려면 약 2,500kcal의 에너지가 필요하다고 하는데요, 탄수화물만 사용해서는 마라톤 도중 탄수화물이 고갈되어 그 이상 달릴 수 없게 됩니다.
한편, 지방은 체중 60kg에 체지방율이 15%인 일반 성인이라면 약 9kg이 저장되어 있습니다. 이를 에너지량으로 환산하면 약 65,000kcal(1g당 7.2kcal로 계산)으로, 글리코겐과 비교해 무려 30배 이상이나 많습니다.
따라서 운동 중 체내 탄수화물과 함께 지방을 효과적으로 활용한다면, 에너지 고갈 없이 지구력을 향상할 수 있습니다.
1) Romijn JA, Am J Physiol. 1993 Sep;265 (3 Pt 1): E380-91.
2．탄수화물과 지방을 사용하기 위해서는 미토콘드리아의 기능이 중요하다!
그럼 체내의 탄수화물과 지방은 어떻게 사용되고 있을까요?
앞서 탄수화물과 지방이 에너지원으로 쓰인다고 설명했습니다. 탄수화물과 지방은 체내에서 그대로 사용되지 않으며 반드시 ATP(아데노신3인산)라 불리는 물질로 전환되어야 합니다. 탄수화물과 지질을 ATP로 바꾸는 공장 역할을 하는 곳이 바로 세포 속의 ‘미토콘드리아’라 불리는 기관입니다2). (그림 2)
그림2
2) Turcotte LP, Am J Physiol. 1992 Jun; 262 (6 Pt 1): E791-9.
3．미토콘드리아의 기능을 높이면 지구력이 향상!
근육 속의 미토콘드리아는 마라톤 선수처럼 트레이닝을 통해 크기가 커지거나, 수가 늘어나기도 합니다. 이렇듯 근육 속 미토콘드리아가 증가하면 운동 시 지방을 에너지원으로 더 많이 사용할 수 있죠. 그리고 운동 중에 지방을 주요 에너지원으로 사용하면, 몸 속의 제한된 글리코겐을 절약할 수 있습니다. (그림 3)
그림3
지구력을 향상하고 싶거나 원하는 퍼포먼스를 내고 싶다면, 근육의 미토콘드리아를 늘려야 합니다. 체내 지방을 에너지원으로 이용하면, 탄수화물 고갈을 예방해 운동을 장시간 지속할 수 있기 때문에 이는 곧 지구력 향상으로 이어집니다.
4．요약
체내 에너지원을 효과적으로 활용해 지구력을 높이기 위해서는 아래의 포인트가 중요합니다.
- ・음식을 통해 섭취하는 탄수화물이나 지방이 주요 에너지원으로 사용된다.
- ・고강도 운동 중에는 탄수화물이 주로 사용되어 빠르게 고갈되므로 쉽게 피로해진다.
- ・체내에 저장된 탄수화물의 에너지량은 적고 지방의 에너지량은 많다.
- ・탄수화물과 지방을 사용하기 위해서는 근육 속 미토콘드리아의 기능이 중요하다.
- ・근육 속 미토콘드리아가 증가하면 지방을 에너지원으로 더 많이 활용할 수 있다.
- ・지방 활용이 증가하면 탄수화물을 절약할 수 있어 지구력 향상에 도움이 된다.
근육 속 미토콘드리아가 증가하면, 체내 지방을 더 많이 활용할 수 있습니다. 퍼포먼스 향상을 위해 운동 목적에 맞추어 지구력을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 과학적으로 고민해 봅시다.
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퍼포먼스와 운동 에너지의 관계! 지방을 에너지원으로 사용해 운동 피로를 지연시키는 “시스틴”
〈감수자〉데라다 신(寺田 新)
와세다대학대학원 인간과학연구과 박사후기과정 수료(박사(인간과학)). 일본학술진흥회 PD 특별연구원, 워싱턴대학 의학부 연구원, 산쿄주식회사 연구원, 와세다대학 첨단과학건강의료융합연구기구 강사, 닛신오일리오그룹주식회사 중앙연구소 주임을 거쳐, 2012년부터 도쿄대학대학원 종합문화연구과 준교수로 재직 중. 특정비영리법인 일본스포츠영양학회 이사, 일본스포츠영양연구지 편집위원장 등을 맡고 있다.
