미토콘드리아의 중요성

Monday, June 8, 2015 | By Molly Bresslin61
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많은 사람들은 미토콘드리아가 무었인지 그리고 왜 신경을 써야 하는지 궁금해 할 것이다. 지구성 운동선수로써, 근육 세포에 있는 미토콘드리아라는 기관은 훈련과 시합의 성공에 있어 결정적이다. 초보자든 프로선수든 관계없이 미토콘드리아를 잘 돌보고 영양을 공급하는 것은 매우 중요하다. 이제 미토콘드리아가 무엇인지 알아보자.

미토콘드리아란?

미토콘드리아는 거의 모든 생리학 교과서에서 세포의 발전소로 다뤄지고 있다. 우리는 주로 골격근과 심장의 미토콘드리아에 대해서 다룰테지만 미토콘드리아는 체내의 다른 세포들에도 널리 분포되어 있다. 미토콘드리아의 크기는 0.5~1.0 micro meter이며 골격근 및 심근 세포 부피의 1/3까지 미토콘드리아가 차지한다. 이런 작은 미토콘드리아가 어떻게 당신을 포디엄에 올려줄 수 있을까? 그에 대한 간단한 생리학적 사실과 이를 이용해 운동능력을 개선할 방법을 알아보자.

미토콘드리아가 에너지를 만드는 방법

우리 모두 산소와 탄수화물에 대해서는 알고 있다. 미토콘드리아는 이 둘을 연료로 하여 에너지를 만들어 심장과 근육을 움직인다. 글루코스(당의 한 형태)는 미토콘드리아의 복잡한 내부에서 두 가지 중요한 물질로 변환된다: 바로 피브루산과 NADH(Nicotinic Adenine Dinucleotide). 이 두 화할물질은 미토콘드리아 중심부로 이동하여 산소가 공급되는 상황이라면, ATP를 생산하는데 이용 된다. ATP는 체내에서 에너지를 순환시키는데 사용되는 가장 중요한 물질이며 이런 일은 Krebs cycle이라는 과정을 통해 이루어진다.

ATP는 어떻게 쓰이는가

이제 ATP가 어떻게 페달을 밟는데 쓰여서 앞으로 나아가는데 도움을 주는지 알아볼 차례이다. 근육 속에는 단백질로 이루어진 액틴과 미오신이라는 아주 작은 섬유들이 있다. 복잡한 물리적인 섬유간의 상호작용은 다른 글에서 다뤄질 테지만 우선, ATP가 이들 섬유들을 끌어당겨 근육이 수축하게 한다는 것만 알아두자. 만약 시합 중에 봉크가 나본 경험이 있다면 이는 근육에서 ATP, 산소, 또는 당원이 고갈된 상황인 것이다.

근육에서 에너지를 만들어 내는 것은 매우 복잡한 생화학적 작용의 결과이다. 하지만 단순화 해서 재료만을 보자면 당, 산소, 칼슘이다. 당의 공급은 기초적인 재료인 NADH와 피브루산을 만들고, 미토콘드리아에 산소가 충분히 공급된다면 위 재료들은 ATP로 변환된다. (위 과정을 산화적 인산화 라고 한다). 칼슘은 당원을 피브루산과 NADH로 변환하는 과정과, 위에서 언급한 미오신과 액틴의 작용에 있어서 둘 다 필수적이다.

산소의 중요성

위 과정에는 산소 공급이 필수적이며, 근섬유 내에서 유산소성 순환이 유지되어야 한다. 다행히 이는 심박계로 간접적이나마 알 수 있다. 당원을 ATP로 전환할 때 산소가 충분하다면 산소가 부족할 때 보다 13배나 많은 ATP를 생산할 수 있다. 만약 심박이 급격하게 오른다면 이는 산소가 부족하고 젖산역치를 넘어섰으며, 봉크가 머지 않았다는 뜻이다.

이제 중요한 부분이다 - 운동은 결과적으로 근육 내 미토콘드리아 증식에 기여한다. 운동을 하면 신체에 더 많은 에너지를 공급해 달라고 요구하는 것이 되며, 세포 내 공장의 활동을 촉진시킨다. Australian Society for Biochemistry and Molecular Biology는 이에 대해서더 자세한 내용의 논문을 내놓았다.

미토콘드리아 생성을 돕는 방법은?

어떻게 생리학이 최고의 운동능력을 유지하게 할 수 있을까? 여기에 시합과 훈련에서 최선의 능력을 발휘하는데 도움을 줄 수 있는 간단한 방법들이 있다.

Train Smart

휴식없는 훈련과 오버트레이닝은 근섬유와 내부의 기관에 손상을 준다. 훈련 프로그램을 제대로 짜든가, 코치를 고용하는 것이 좋다.

Stay Hydrated

최적의 세포 내 활동은 적절한 수분 균형 상태에서 물질의 운반이 수월해야 이루어질 수 있다. 탈수 상태에 빠지지 않도록 훈련 및 휴식 기간 내내 수분공급이 원활하도록 해야 한다.

Fuel

적절한 영양 공급으로 미토콘드리아에 항상 당이 원활이 공급될 수 있도록 해야한다. 이는 훈련 중에 충분한 당원이 있도록 미리 탄수화물을 섭취해야 하며, 또한 균형잡힌 회복식을 후련에 섭취하여 근육 내 당원 축적을 촉진해야 한다. 그리고 근육과 미토콘드리아 증식에는 단백질이 필요하다. 단백질 섭취량도 적절히 유지하도록 하자.

지속적인 산소 공급

미토콘드리아는 산소가 부족산 상황에서는 제대로 작동하지 않는다. Zone 2 훈련 영역은 미토콘드리아 생성을 자극하는 좋은 방법이다. 각자의 심박 구간과 역치를 심박계 또는 파워미터로 알아두어 적절한 훈련 강도를 유지할 수 있도록 하자.

전해질

위에서 잠깐 언급했듯이, 칼슘은 에너지를 생성하는 생화학 반응에서 중요한 역할을 하지만, 단독으로 작용하지는 않는다. 칼슘의 작용은 다른 전해질(Na 및 Mg) 및 혈액의 pH와 밀접하게 연관되어 있다. 훈련과 시합 중에 균형잡힌 전해질 음료를 섭취할 수 있도록 하자 (참조:balanced mix of electrolytes)