운동 초기 에너지 공급 과정

1) 운동 초기 에너지 공급 과정; ATP, CrP hydrolysis와 CK, LDH

CK (크레아틴키나제)

근육과 심장세포에서, 이 에너지들의 대부분은 근육이 수축할 때 사용됩니다. 골격근, 심근, 평활근, 뇌 등에 포함된 효소로 그 부위가 손상받으면 혈중으로 유출됩니다.

혈중 CK는 근육이나 심장세포가 손상될 때 증가할 수 있습니다. 특히 급성관상동맥증후군(ACS)/심근경색때 증가합니다. ACS의 증상과 증후(예, 흉통)를 가진 경우; 근육통 또는 근육약화가 있는 경우 검사를 시행합니다.

 

몸에는 3가지 다른 형태의 CK가 있습니다; 동종효소(isoenzyme)

CK-MM (골격근과 심장),

CK-MB (대부분 심장),

CK-BB (대부분 뇌).

혈액 내에 정상적으로 존재하는 소량의 CK는 대부분 근육에서 온 것입니다. 뇌의 CK는 혈액 속으로는 거의 들어가지 않습니다. 근육의 양이 많은 사람, 심한 운동을 한 경우, 외상 및 수술과 같은 근육 손상, 콜레스테롤 강하제, 지나친 음주는 CK의 수치를 상승시킬 수 있습니다.

 

‘혈중 혈장’ ‘크레아틴 키나제 활성도’

근손상의 간접 지표인 혈중 creatine kinase 활성과 myoglobin 농도 임.

즉, 얘네들이 높으면 근 손상을 유추해 낼수 있음,

→ 사용으로 ck 활성에 유의한 증가가 일어나지 않았고, 혈중 Mb 농도는 ~시간에 유의하게 증가하지 않음을 발견하였다. 따라서 반복적인 근수축은 근손상을 유발할 수 있으며, 운동 시 사용은 상지 근육의 보완적 지지에 의해 근손상을 다소 완화할 수 있을 것으로 생각된다.

 

 

* 또 참고할 만한 수치는 코티졸, 그리고 IL-6

코티솔의 생산과 분비는 머리 속의 뇌 하부에 위치하는 작은 기관인 뇌하수체에서 생산되는 호르몬인 부신피질자극호르몬에 의해 자극됩니다. 코티솔은 몸 안에서 여러 역할을 합니다. 그것은 단백질, 당, 지질을 분해하고, 혈압을 유지하고 면역체계를 조절하는 것을 돕습니다.

Interleukin-6 (IL-6) 은 우리 몸의 면역과 염증 반응을 조절하는 사이토카인으로 류마티스관절염 환자의 혈청에서 증가되어 있으며 류마티스관절염의 병인에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

 

 

2) 젖산(유산; lactic acid)과 젖산염(lactate)의 생성과 화학적 차이

 

 

3) 고강도 운동 시 근육 내에서의 작용; pH 변화를 통한 acidosis와 fatigue 중심으로

 

발효는 혐기성조건에서 NAD+를 재생하는 과정이다.

When oxygen is not present, pyruvate will undergo a process called fermentation. In the process of fermentation the NADH + H+ from glycolysis will be recycled back to NAD+ so that glycolysis can continue.

 

_1. 젖산발효

① 운동 수행시, 근육세포의 세포질에서 진행된다.

② 적혈구는 세포질만 존재 하기에 늘 젖산발효가 진행된다.

③ 발효는 글리코겐 분해, 즉 해당과정 속도를 빠르게 하는 역할을 한다.

④ 근육에 젖산이 축적될 때, 그 부산물들과 주변 신경을 자극해서 통증유발됨.(젖산 직접x)

 

※ 산소부채：산소소모량이 산소요구량보다 부족한 상황

ⅰ. 운동 시작시 교감신경에 의해 심박출량 증가, 동맥확장으로 O2 소비 증가하지만 여전히~ .요구하는 O2 소비량에는 못 미친다.

→ ‘O2 적자’가 생기고, 젖산발효하게 된다.

ⅱ. 운동 멈출 시 축적된 젖산을 글리코겐으로 분해하는데 평소보다 에너지가 많이 필요

→ O2 소비속도가 천천히 감소하면서 적자를 갚는 ‘O2 부채’과정이다.

 

​

 

4) lactate 처리 활용 과정(metabolic process 중심), 에너지 공급 역할 비중, 제한 요인

​※ 코리회로(당신생 과정)

 

코리회로로 혈당을 높이기 위해 근육에서 만든 2젖산이 간으로 이동하면서 혈중 pH를 떨어뜨리고 대사성 산증이 나타난다.

코리회로는 근육이 과도한 운동을 할때 혈중 포도당 농도를 유지하기 위해서 당을 신생하는 과정이다.이때, 간에서 글리코겐 분해와 당신생을 촉진하고 해당과정을 억제하면서 혈당을 높이려 한다.

 

근육도 글리코겐을 분해하지만, 이때 간의 당신생을 돕기 위해서 근육은 해당과정은 (반대로) 촉진하게 된다. 젖산은 혈중으로 나가서 간으로 가 신생합성의 재료로 쓰인다. 그게 더 효율적이니까. (그래서 우리가 운동 할때 젖산이 더 쌓인다.)

 

코리회로는 이처럼 혈중 포도당농도를 유지하기 위해 하는 것으로, 어ᄍᅠᆯ수 없이 에너지를 얻는 경로이지만 이로 인해 산성화가 더 심해진다.

 

- 간과 근육에는 에피네프린 수용체와 글루카곤 수용체가 존재한다.

- 혈당이 낮아졌을때

ⅰ. 간에서 글리코겐 분해와 당신생을 촉진되어 (해당과정 억제) 혈당이 올라가는 결과를 초래한다.

ⅱ. 근육에서는 글리코겐 분해를 하면서, 여기서는 해당과정 촉진된다. 이유는 간의 당신생 과정시 필요한 젖산을 여기서 공급한다.

 

응용 및 심층 탐구

5) 응용; 스포츠현장에서의 교육과 활용 포인트

 

 

 

6) 심층 탐구; 관련 연구논문 분석, 제시된 2편 분석

>> plasma lactate

혈중 젖산과 운동선수 별 체급간 관계 : 공복 혈장과

 

젖산의 농도는 비민인 피실험자에게서 높았다.

대사 증후군 피실험자들은 이완기 혈압, 수축기 혈압, 포도당, 인슐린 및 트리글리세리드의 동시 개선과 함께 젖산을 31%까지 감소시키는 저칼로리 식단을 했다.

 

>>젖산 직접 산화 및 간접산화가 미토콘드리아랑 관련있고 미토콘드리아는 또 혈류량이랑 관련있고 하는 논문이니까여

>>신장기능이 좋지않은 사람의 경우 크레아틴 섭취가 신장기능을 악화시킨다고 알고있습니다. 시중의 파는 크레아틴은 거의 모두 모노 크레아틴인데 건강한 사람의 경우 정확한 용량만 섭취 한다면 거의 문제가 되지않다고 알고있습니다!

 

>>탐구 4번

미토콘드리아가 많은 조직에서 LDH로 산화시켜 에너지로 쓴다.

그러므로 암세포는 주변의 LDH효소 제어로 암세포의 성장억제를 야기할 수 있다.

암세포가 해당과정으로 에너지 공급을받는데 젖산셔틀의 구성요인 LDH같은거 차단해서 에너지를 못받게 할 수 있다.

 

 

 

>>자료조사와 관련된 논문, 영상을 통해 젖산이 피로를 유발하는 물질이 아니지만 왜 대부분의 논문이 젖산제거에 초점을 맞추고 있는지에 대해 의문점이 생겨 이에 대해 탐구, 또 단기간 운동선수들에 있어 트레이닝 후 피로회복이 아주 중요한데 이와 연관해서 수소이온으로 높아진 몸의 산성도를 낮출 수 있는 방법에 대해 (앞에 언급된 동적스트레칭과 젖산제거 논문을 활용해) 탐구, 더 나아가 자료조사 중에 암세포 주변의 LDH 효소 제어로 암세포 성장을 억제할 수 있다는 연구 가능성을 보고 이에 대해 깊게 탐구

 

------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------

 

1.운동공부 이유

-인체의 건강과 운동의 관계 이해

-현대 사회의 신체활동량 부족

-운동의 예방의학적

-인체능력의 향상

 

2.운동과학 역사

운동은 호흡이 가파지는 정도 -galen

- 근대~현대, 19c, 근육의 외형적인 변화

- 19-20c: 헤밍웨이 체육관 관장이자 의학자, 신체기능실험 시초 dudley sargent

- 체온이 오르게 된다. 에너지의 출처? 해당과정과 생화학, a.v.hill

중요한건 포도당의 마지막에서 인체가 산소를 사용할수 있는 여건에 따라, 적을 경우 젖산이 생선된다.

한번 생산된 젖산은 어떻게 이동하는 가로 노벨상 수상

- 운동과학의 틀을 잡음, harvard fatigue lab

논문 50종: 노화와 운동능력, 고도, 열에서 운동, 심장, 최대산소소비량

- 초창기의 오개념: 노화와 운동

- J. Applied Physiology(1948)

American College of Sport Medicine(1954)

President's Council on Youth Fitness(1955)

 

3.잊지말아야할 개념

- Homeostasis, Adaptation

체온, 숨을 들이마시는 양, 기능에 제한이 있는데

다른 환경적 상황에 노출이 되면 반응하고 적응해서

항상성을 통해서 조절되는 범위가 상향 또는 하향으로 조절

 

- Physiological efficience

혈관의 분포, 페기능, 심박수 등의 증가로 운동에 적합한 효율성에 따라 변화

 

- Acute vs. chronic effect training

운동이 일회성이냐 오랜기간 운동한 결과이냐

저항의 여부도 중요하지만 이보다 중요한 것은 횟수.

일회적일 경우 심박수가 높아지나, 지속적 조깅은 평소 심박을 낮춰준다.

 

4.운동의 효과

- Metabolic aspects

Oxygen transport system

Energy producion an

Cellular level response: enzymes and hormones,mt

Disease related: diabetes, obesity

 

- Morphological aspects

muscle plasticity; fiber type transfer, satellite cells

anabolic process

training methods; resistance, ems, interval etc.

disease related; sarcopenia

 

인체가 사용하는 화학적 유기물들.

조절하는 물질들이 되는 미네랄, 영양학적인 이해.

이 재료들이 외부에서부터 섭취를 해서 소화 섭취를 해서 에너지원, 신호적인 물질이 되는데

이를 이애하기 위해서 기초적인

 

운동이 어떤 대사, 유전자의 발현에 따라 조절되기 때ㅜㄴ네 분자생물학적인 공부가 필요하다.

 

인체가 사용하는 화학적 유기물을 조절하는 물질들이 되는 미네날, 영양학적인 이해를 위해

이 재료들이 외부에서부터 섭취를 해서 소화 섭취를 해서 에너지원, 신호적인 물질이 된다.

------------------------------------------------------------------------

0921운동생화학

 

-에너지 생성과 전달

-근육의 plasticity & protein 합성

-장내미생물 gut microbiota

-future of exercise biochemistry

 

-

endoplasimic reticulum

ribosome

golgi complex

endoplasmic reticulum

 

-핵

-세포막

-세포질

-라이소좀

-골지체=글라이좀과 함께 처리

-운송도로 = endoplasmic reticulum소포체

-소포체 = endoplasmic retuculum

-에너지 발전소 = outer, inner, intermembrane space

 

-atp는 에너지 현금.

핵산 염기가 있다.

아데닌에 ribose라는 당. 합쳐 아데노신 ) + triphosphate

 

-amino acids + atp --> protein

 

-anabolism 동화작용

 

-탄수화물,

수송절차 Pi(i=inorganic phosphotate)

-anabolism동화

-catabolism이화->exergonic(에너지生), 화학적 구조속 내재된 힘 사용

 

-mt: citric acid system

-cytosol: 해당과정, anaerobic

 

- mitochondriona

 

 

-glycolysis & tca cycle

acetyl-coa

oxaloacetate --> citrate가 citrate synthase(ca)는 전과정에서 속도결정

d-iso -> a-keto: 수소이온

succinyl-coa -> succinate:

 

-atp synthase: electron transport chain

etc: nadh를 전달하면서 수소이온과 함께 전자를 다운그레이드.

수력차처럼 전기e발생

 

 

-atp yield:

glucolysis => 2atp

|

| 2nadh (atp syn 2atp씩) => 4atp

pyruvate(여긴 mt라서 경비가 안듦:3atp씩)

|

| 2nadh => 6atp

acetylcoa

| 2atp

| 6nadh => 18atp

| 2fadh2 => 4atp

krebs

 

해당 +4 -2 =(2)atp

(2)nadp, 2pyruate --> 2acetyl coa: (2)nadh --> mt: (6)nadh (2)fadh2 (2)atp

(2) + (2)*2 + (2)*2 + (3)*6 + (2)*2 + (2) = 36atp

 

전자전달계, 산화적인산화: 수소 산소 넣어줌.

 

*** lactate <- glucose.

citric acid 강도가 낮아서 천천히 atp를 생산하며 oxidate phosphorylation를 통해 atp대량생사이 가능하다.

하지만 고강도에서는 10%의 에너지라도 필요해서 pyruvate가 많이 분해되고

 

**lactate는 수소이온을 붙잡아준다. 이과정을 통해 수소를 없앤다. 근데 왜 피로물질로 오인할까?

2%는 오줌으로 나가지만, 휴식이나 airobic하면 pyruvate로 간다.

lactate라도 생성해서 운동을 간신히 한다.. 이런개념으로 생각한다.

 

수소이온이 발생한다. nadh -> nad+로 수소이온을 lactate가 잡아뗀다.

lactate는 수소이온을 잠시 붙잡아주는 역할!: 수소이온의 농도가 높다.ph가 낮다. 인데 그럼 왜

 

-THAT HEACY FEELING

glycogen use - 반비례

perceived exertion - 비례(피로는 탄수화물과 상응)

 

------------------------------------

------------------------------------

 

살아있는 객체에서 조직채취 했을시

염색했을때 운동전에는 분홍빛으로 글라이코젠glycogen이 물든다. 운동후 색이 칠해진 것이 현저히 줄어든걸 확인할 수 있따.

 

creatine phosphate

 

근육의 대사

1 이완상태의 근육-지방산을 분해함. 생성된 atp는 atp, cp, glycogen형태로 저장

2 가벼운 근육활동-glucose와 지방산을 분해함. myofibril의 수축에 사용

3 최대 근육활동-lactate로 사용됨. atp는 주로 glycolysis를 통해 공급되며 그 부산물로 lactate와 수소이온이 생성됨. 전체 atp소모량의 1/3만이 mt에서 생성

 

slow oxidative (so) 타입1 - aerobic

fast oxidative (fog) 타입2a - aerobic

fast glycolytic fiber (fg) 타입2bx- anaerobic (사람은 없다)

 

---------------------------------------

---------------------------------------

 

> recruitment order -

 

> hitochemistry -

 

> preparation of muscle sample -

 

> the steps of histochemistry

1.samokecutting(-20)

2.staining - ph에 따라 alkaine and acidic preincubation

3.image analysis

 

> muscle plasticity

-biological signals

물리적 자극, phosphorylation potential, 전기자극ap, ros, environmental condition as microgracvity, extreme cold, injuries

 

- gene expression: protein합성, 번역 vs post-번역, 사용후 분해, epigenetics후천적으로 얻은 성질이 전환되는가.

 

- muscle plasticity--> glycolytic/oxidative muscle fibers

메신저의 관여: gene expression, protein modifications, tf binding

------------------------------------------------------------------------

1차 팀구활동 주제

 

탐구사항

1)운동 초기 에너지 공급과정: ATP CrP dydrolysis

2)젖산 또는 젖산염(유산)의 생성과 화학적 차이

3)고강도 운동시 근육내에서의 작용: ph변화를 통한 ACIDOSIS와 FATIGUE중심

4)10-20에너지 공급은 젖산

 

-----------------------------

 

>10퍼센트 인간: dna의 발현은 10퍼이고 나머지는 gut microbiota가 결정한다.

 

>stomach :too acidic 0-10^2(helicobacterium)

>colon 10^11 (bateroides/bifidobacterium/clostridium cocoides/clostridum leptum fusobacterium)

 

>domain(bacteria) - kingdom - phylum(firmicutes) - class - order(lactobacillales) - family(lactobacillacae) - genus(lactobacillus) - species(lactobaillus plantarum)>sub-species>strain

 

>nih human microbiome poject

10년된 휴먼지놈 이후 가장 큰 연구

 

>factors influencing

genetics, stress, pregnancy, type of birth, age, antibiotics, nutrion, exercise -->연구의 이유

 

>when dysbiosis occurs

비만 당뇨 천식 알러지 크론병 대장민감irritable bowl syndrome 장궤양ulcerative colitis 간암 자폐증autism

 

>microbome과 나이

어렸을때 쭉 상승하다 건강한 상태로 안정기에 접어들고, 나이가 들면 안정성이 줄어들게된다.

만일 질병이나 수술, 항생제를 먹거나 건강이상으로 훅 줄어든다. 이후 회복하짐나 정상적인 상태를 회복하는데에는 어려움이 따른다.

 

>dna extraction

ngs to bioinfromatics workflow: 분석을해서 유전적 다양성을 데이터 처리를 한다.

 

>next-gen sequencing

 

>beta diversity 종류별 다양성

 

>species count : 예전 식습관 위생상태

현대에 와서 의료혜택을 잘 받으면, 열약한 아프리카보다는 좋아도 예전과 비교한다면 다양성이 떨어졌따

 

>exercise affecs gut microbiota

 

>장뇌근육의 연관성 gut microbiota & hpa

 

>scfa : short chain fatty acid 우리가 소화하지 못하는 걸 소화하고 우리에게 많이 돌려줌

우리가 섭취의 10-20-30%이며, 비타민도 많다.

 

>microbiota: 구성이 좋은 운동선수의 장내미생물군을 변으로 얻어서 영양제화

이 프로파일이 운동과 어떤 주제가 되는지

다이어트와 영양상태. prebiotics와 probiotics

환경문화적 측면도 뗄수 없다.

 

>future of exercise biochemistry

 

>운동이라는 알약

physically active lifestyle

 

>future:40년

세포, 분자 생화학적 경로를 들여다 봐야함.

근육의 비대 호르몬 심박수 레벨보다 더 깊이 들어가서 systemic한 관점을 살핀다.

운동과학자들 signaling cascades & gene expression in exercising skeletal muscle