운동을 오래 하면 근육이 피로해지는 이유는 어떤 화학 물질이 생성되기 때문인지 궁금합니다.

Question

안녕하세요~ 운동을 오랫동안 하면 근육인 뻐근하고 피로해 지잖아요~

이렇게 운동을 오래 하면 근육이 피로해지는 이유는 어떤 화학 물질이 생성되기 때문인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

운동을 오래 하면 근육이 피로해지는 이유는 근육 속에서 에너지를 만드는 방식이 바뀌기 때문입니다. 평소에는 산소를 충분히 이용해 포도당을 분해하면서 에너지를 얻습니다. 하지만 격렬한 운동을 오래 하면 산소 공급이 부족해지고, 근육은 무산소 대사라는 비상 에너지 경로를 사용하게 됩니다. 이 과정에서 포도당은 완전히 분해되지 못하고 젖산이라는 물질을 생성합니다.

젖산 자체는 단순한 부산물일 뿐만 아니라 간에서 다시 포도당으로 재활용될 수 있습니다. 하지만 젖산이 만들어지는 과정에서 함께 발생하는 수소이온이 근육 내부를 산성화시킵니다. 근육이 산성화되면 신경과 근섬유가 정상적으로 수축, 이완하기 어려워지고, 그 결과 근육이 뻐근하고 무겁게 느껴집니다.

또한 장시간 운동을 하면 ATP의 고갈, 칼륨 이온의 불균형, 활성산소의 증가 같은 다른 요인들도 피로에 기여합니다. 즉, 피로는 단순히 젖산 때문만이 아니라 여러 화학적 변화가 복합적으로 작용한 결과입니다.

정리하자면, 운동을 오래 했을 때 근육이 피로해지는 주된 이유는 젖산 생성 과정에서 발생하는 수소이온 축적으로 인한 근육 산성화이며, 여기에 에너지 고갈과 대사 부산물들이 더해져 피로와 뻐근함을 느끼게 되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요.

말씀해주신 것처럼 운동을 오래 하거나 고강도의 운동을 한 후에는 뻐근하고 피로감을 느낄 수 있는데요, 이는 젖산이 축적되기 때문입니다. 먼저 운동을 하면 근육 세포는 근수축을 위해 에너지 분자인 ATP를 사용하는데요, ATP란 근육 단백질인 액틴과 미오신이 서로 미끄러지듯 움직이는 활주운동이 가능하게 하는 직접적인 에너지원입니다. 운동이 지속되면 ATP가 빠르게 소비되고 이를 보충하기 위해 세포는 포도당을 분해하는 해당과정을 활발하게 진행하는데, 이 과정에서 산소 공급이 충분하지 않으면 포도당 분해의 최종 산물인 피루브산이 젖산으로 전환됩니다.

물론 젖산 자체가 피로를 유발하는 독소인 것은 아니지만, 젖산이 만들어지는 과정에서 수소 이온이 증가하기 때문에 근육 세포 내부의 pH가 낮아집니다. 이때 세포가 산성화되면 근육 수축에 필요한 효소들의 활성이 떨어지고, 액틴과 미오신 단백질의 상호작용도 방해받는데요, 이 때문에 근육이 점점 힘을 내기 어려워지고 피로를 느끼게 되는 것입니다.

또한 이온 균형의 변화 역시 피로를 유발할 수 있는데요, 근육 수축 과정에서는 칼슘 이온과 칼륨 이온의 이동이 반복적으로 일어납니다. 장시간 운동을 하면 세포막을 통한 이온 이동이 증가하면서 세포 내부와 외부의 농도 균형이 달라지고, 신경 신호 전달과 근육 수축 효율이 떨어지기 때문에 피로를 유발할 수 있습니다. 마지막으로 운동을 장시간 하다보면 근육에 저장되어 있던 글리코겐의 양도 감소합니다. 아무래도 근육이나 간에 저장된 글리코겐이 줄어들게 될 경우 ATP를 생산할 연료가 부족해지다보니 근육이 점점 더 빨리 지치게 되는 것입니다. 감사합니다.