<h1>고 찰</h1><p>단백질은 탄수화물과 지방에 비해 운동 시 에너지원으로의 기여가 상대적으로 작기 때문에, 덜 중요한 에너지원으로 생각할 수도 있다. 그러나, 훈련된 선수들의 장시간 운동 수행 마지막 시점에 에너지원으로 기여한다는 중요성을 감안한다면, 일부 운동종목 선수들의 기록에 결정적인 영향을 미치는 중요한 에너지원이다. 단백질은 인슐린, 성장호르몬, 그리고 BCAA 섭취에 의해서 합성이 증가하지만, 금식, 격렬한 운동, 그리고 코티솔에 의해 분해가 증가되고, BCAA와 같은 아미노산의 주입으로 단백질 분해는 감소된다. 즉, 단백질의 합성과 분해를 증가 또는 감소시키는 많은 서로 다른 잠재적 조절자들이 다양하게 존재하고 있으며, 단백질 turnover의 순(net) 변화는 거의 이러한 합성과 분해에 관계된 조절자의 총화를 반영하며 변화된다고 볼 수 있다. 이러한 조절자들 중에서 가장 잠재적인 조절자로 내분비 호르몬들을 들 수 있으며, 이는 순 단백질 변화와 거의 일치되며 변화하는 것으로 알려져 있다.</p><p>시상하부의 통제하에 뇌하수체 전엽에서 분비되는 성장 호르몬은 인슐린의 몇몇 작용에 반대되는 길항작용을 하지만, 근육과 간에 작용해서 인슐린과 유사한 합성의 역할을 하는 소마토미딘(somatomedins)이라고 알려진 펩타이드 IGF-1과 IGF-2의 방출을 자극하여 단백질 합성에 기여한다. 운동과 관련되어 성장호르몬은 저항성 운동 후 왕성하게 분비되며, 운동 후 음식물을 섭취하는 몇 시간 동안 성장호르몬 분비가 증가된다는 연구결과로 운동형태와 에너지 기질 섭취가 운동 후 성장호르몬 분비에 중요하게 작용한다고 볼 수 있다. 본 연구에서 성장호르몬 분비는 BCAA와 BCAA+OKG 투여군에서 운동과 회복 중 다른 투 여조건에 비해 높은 수준으로 나타났다. 이러한 현상은 Chandler 등의 연구에서 지적한 바와 같이, 운동과 식이에 따라 성장호르몬 분비는 영향을 받으며, BCAA와 OKG 가중투여로 운동이 진행됨에 따라 분해되는 단백질을 억제하고 단백질 합성을 위한 과정이 진행되었기 때문이라고 사료된다. 지구성 운동 중 증가되는 단백질 분해는 운동 중 합성되는 양 보다 분해되는 양이 많기 때문에 지구성 운동 중 단백질의 순 분해가 일어나고, 이것은 지구성 운동 중 필요한 에너지를 공급하는데 일부 기여하게 된다. 하지만, 운동 전 BCAA와 OKG의 투여로 단백질 재합성을 위한 내 분비 체계의 생리적 기여가 발생되었으며, 아미노산 분해가 억제되어 암모니아 발생도 감소되었다고 보여진다.</p><p>강한 강도의 운동에서 혈중 암모니아 수치가 급격히 가하는 현상으로 아미노산의 대사가 증가된다고 보기도 하지만, 강한 강도의 운동시 증가되는 대부분의 암모니아는 체내의 total adenine nucleotides 양의 유지를 위해 진행되는 PNC cycle에서 생성되고, 아미노산의 대사에 의해 증가되는 암모니아 양은 일부로 보고 있다. 하지만, Rowe는 근육 글루타메이트 농도가 단기간의 지치는 운동에서 안정시 수치의 \( 25-50 \% \) 정도로 낮아지는 것을 볼 때, 근육의 높은 암모니아 농도가 glutamine synthetase 반응을 통해 글루타메이트를 고갈시키고 있는 상태일 것이라고 보았다. 또한, Wagenmaker는 \( 70 \% \) 최대산소섭취량으로 2시간 운동시켰을 때, 암모니아의 농도가 13-180 uM 까지 증가되었다고 보고하면서, 이러한 운동 강도에서 아미노산 의 에너지 기여가 증가한다고 했다. 본 연구결과, BCAA+OKG와 BCAA+albumin 투여조건에서 암모니아 농도는 통제군과 BCAA투여조건에 비해서 운동하는 동안 낮게 나타났는데, 이는 장시간 운동시 나타나는 BCAA의 산화적 특성을 원인으로 제시할 수 있다. 즉, 장시간 운동으로 글리코겐은 감소하고 BCAA의 산화가 증가하게 되면 BCAA가 산화되는 과정에서 이용하는 크렙스 회로 중간자인 a-ketoglutarate 농도는 감소하게 된다. a-ketoglutarate의 감소로 글루타메이트 역시 감소하게 되고 이는 글루타민 생성을 감소시킨다. 따라서 글루타민 생성과 함께 제거되어야 할 암모니아가 제거되지 못하고 혈중에 축적된 것으로 볼 수 있다. 반면, BCAA+OKG 투여군은 통제군과 BCAA 투여군에 비해 낮은 암모니아 농도를 보였는데 이는 선행연구 결과와 일치하는 것으로, BCAA와 더불어 섭취한 OKG가 BCAA만을 섭취 시킬 때 초래되는 대사적 문세점들을 해결한 것으로 볼 수 있다. 즉, OKG를 섭취함으로써 크렙스 사이클의 중간물질인 a-ketoglutarate의 농도 감소가 억제 됐을 뿐만 아니라, 체내에서 글루타메이트를 생성하여 글루타데이트가 글루타민으로 전환되는 과정에서 암모니아를 제거한 것으로 볼 수 있다. 그리고 요소회로 (urea cycle)의 중간물질인 오르니틴 (ornithine) 농도를 증가시켜 암모니아를 신속히 요소 (urea)로 전환시킴으로써 암모니아 농도가 감소된 것으로 보여진다.</p><p>인슐린은 골격근과 간의 글루코스 섭취와 글리코겐 합성을 증가시키는 것으로 잘 알려져 있다. 그리고, 인슐린은 단백질과 관련하여 근육에서의 순 단백질 합성에 자극 효과를 가질 것으로 볼 수 있지만, 실제로 인슐린 효과는 근육 단백질 분해를 감소시키는데 있고, 근육 단백질 합성을 증가시키지는 않는 것으로 보고되고 있다. 본 실험결과, 인슐린은 운동이 진행됨에 따라 감소되는 현상을 보여 운동시 에너지 저장 보다는 이용 측면에서의 생리적 요구에 부응하기위해 분비가 감소된 것으로 보인다. 하지만, 운동과 회복 중 투여조건에 따른 인슐린 농도의 일관된 변화 형태 나타나지 않아, 아미노산 보충제 투여시 인슐린 분비가 촉진되며, 고인슐린분비혈증 (hyperinsulinemia)에서 근육의 단백질 합성과 BCAA 전달이 증가되는 것으로 보고한 Biolo 등의 선행연구와 유사한 점을 찾을 수 없었다. 이러한 결과는 아마도, BCAA와 인슐린과의 관계를 안정 시 또는 운동종료 후 상당한 시간이 경과한 회복시점과 운동이 진행 중인 시점을 비교하는 데서 오는 차이라고 볼 수 있으며, 운동 중인 상태에서 인슐린 분비는 단백질 합성보다는 글루코스 이용측면에서 보다 민감하게 반응하여 작용한다고 볼 수 있다.</p><p>Sahlin 등의 연구결과에 따르면, 운동의 시작과 함께 근육 글루타메이트 농도가 빠르게 감소되는데, 이것은 글루타메이트가 a-ketoglutarate의 탄소골격과 크렙스 사이클의 다른 중간자들로 전환되기 때문이고, 크렙스 사이클 중간물질의 감소는 지방산 산화 제한을 초래하게 되어, 원활한 에너지 공급에 차질이 생기고, 운동선수는 페이스를 감소시켜야만 한다. 따라서, 이러한 시기에 아미노산에 의한 크렙스 사이클 중간물질의 합성과 유지는 운동선수의 운동수행에 매우 중요한 역할을 하게 된다. Spencer는 운동의 시작 단계에서 증가된 해당과정 비율과 그에 따른 초성포도산 (pyruvate) 생성률의 증가가 글루타메이트로부터 생성되는 a-ketoglutarate와 알라닌 (alanine) 생성 사이의 빠른 평형을 가질 수 있도록 alanine aminotransferase 반응을 촉진시키는 역할을 한다고 했다. BCAA 산화와 관련된 코티솔의 기능은 단백질 분해를 자극하여 에너지를 생성시키는 기전에 관여하는 것이다. 본 실험결과 BCAA 투여와 OKG 투여조건에서 운동종료 시 통제군보다 코티솔 분비가 높게 나타난 것은 운동시간이 경과함에 따라 에너지 생성을 위한 아미노산 공급을 위해 단백질 분해를 촉진하는 보상적 작용 때문인 것으로 사료된다.</p>
누구에게 단백질이 운동 수행 마지막 시점에 에너지원으로 기여하는 역할을 하는가?
일부 운동종목 선수들