운동에 의한 단백질 분해의 변화

 

 운동 중 단백질의 분해는 지구성 운동과 저항성 운동에 따라 차이를 보이지만, 일반적으로 운동에 의해 증가되는 에너지 요구를 충족시키기 위해 내인성(endogenous) 단백질은 아미노산으로 분해되고 대사적 중간자로 전환되거나, 글루코스로 전환되어 운동에 필요한 에너지 공급에 이용됩니다.

 

운동 중 에너지원으로 이용될 수 있는 아미노산 근원은 식이로 섭취한 단백질 조직의 유리아미노산양(free amino acid pools), 그리고 내인성 조직 단백질의 3가지 주요 근원을 들 수 있습니다. 그러나 식이로 섭취한 단백질은 저장되지 않고 에너지로 소비되거나 지방으로 전환 저장되어야 하기 때문에 식이로 단백질을 많이 섭취했다고 해서 단백질의 저장이 커지고 이용이 증가되는 것은 아니며, 섭취되는 단백질의 양은 운동선수의 참가하는 운동종목과 형태에 따라 요구량이 달라질 수 있지만, 요구량 이상의 섭취는 권장하지 않습니다. 따라서 특정 목적을 가진 BCAA와 같은 아미노산의 투여가 아닌 이상 식이로 섭취된 단백질이 운동 중 에너지원으로 크게 기여한다고는 할 수가 없습니다. 또한 조직과 혈액에서의 유리아미노산양은 적고 일정하게 유지되는 특성을 갖고 있기 때문에 운동 중 에너지원으로 기여하거나 글루코스로 전환되는 대부분의 단백질은 내인성 단백질로 간이나 골격근에서 주로 분해, 공급된다고 할 수 있습니다.

 

그리고 운동 중 내인성 단백질로부터 공급되는 아미노산의 양은 운동 중 일어나는 단백질의 합성량과 분해량의 차이에 의해 결정되는 것으로 지구성운동 중에는 주로 간과 근육에서 합성보다는 분해가 증가되어 순 단백질의 분해 현상을 나타낸다고 보고 있으며, 분해도 수축성 단백질보다는 비수축적 단백질에서 주로 일어난다고 보고 있습니다. 또한 저항성 운동에서는 운동 중에도 오히려 분해가 촉진되지 않는다고 보는 견해도 있습니다. 

 

운동과 단백질 분해

지구성 운동에 의한 단백질 분해

 지구성 운동 중 증가되는 단백질의 분해는 운동 중 합성되는 양보다 분해되는 양이 많기 때문입니다. 따라서 지구성 운동 중에도 일부 단백질의 합성이 일어나지만 분해가 합성을 초과하기 때문에 단백질의 순 분해가 일어나고, 이것은 지구성 운동 중 필요한 에너지를 공급하는 데 일부 기여하게 됩니다.

 

그리고 일반적으로 단백질 분해는 라이소솜(lysosome)에서 일어나는 단백질 분해와 라이소솜 이외에서 일어나는 단백질 분해 경로들로 나누어 볼 수 있는데, 지구성 운동 중 골격근에서 일어나는 단백질의 분해에는 ATP-dependent-ubiquitin-pathway(ADUP)와 calcium-activated neutral protease(CANP) 또는 calpain pathway라고 불리는 라이소솜 이외에서 일어나는 단백질 분해 경로들이 주로 작용한다고 보고 있습니다. 또한 골격근에 있는 단백질은 수축성 단백질과 비수축성 단백질 두 가지로 분류할 수 있는데, 인간에게 있어서 수축성과 비수축성 단백질의 구성 비율은 전체 단백질 비율의 66% 정도와 34% 정도를 각각 차지하고 있으며, 지구성 운동 중에는 주로 분해도 수축성 단백질보다는 비수축성 단백질에서 일어난다고 보고 있습니다.

 

저항성 운동에 의한 단백질 분해 

 저항성 운동 중, 후에 신체 전체의 단백질 분해(proteolysis)와 류신산화를 실험한 Tarnopolsky 등의 연구에서 60분의 서킷 웨이트 리프팅 운동은 운동 중 그리고 운동 후 2시간 사이에서 류신산화에 영향을 미치지 않는다고 보고 하면서, 이러한 운동으로는 운동 중, 후에 신체 전체의 단백질 분해에 있어서 아무런 효과가 없다고 주장했습니다. 그리고 절대 비율에 있어서의 전체 단백질 합성과 분해는 저항성 운동으로 잘 훈련된 선수가 훈련되지 않은 사람들과 비교해서 더 크게 나타난다고 했습니다. 

 

 저항성 운동이 근섬유 단백질 분해를 증가시키는지, 아니면 변화를 가져오지 않는지에 대해서는 대립된 주장들이 있습니다. 그리고 이러한 대립의 일부분은 근섬유 단백질 분해를 뇨에서 방출되는 3-methyl-histadine(3-MH)의 양으로 측정했을 때 나타나며, 따라서 현재까지는 유감스럽게도 근섬유 단백질 분해를 정확하게 측정할 수 있는 방법이 없고, 다양한 형태의 운동에 의해서 일어날 수 있는 근섬유에서의 단백질 분해를 추정하거나, 일시적 패턴을 알려할 때 모순이 나타날 수밖에 없습니다.

 

 최근에는 mixed-muscle fractional breakdown rate(FBR)을 측정하는 것이 가능해졌고, 이로 인해 Phillips 등은 이 방법을 통해 저항운동 후 최소한 24시간 동안은 FBR이 증가되는 것을 증명할 수 있었습니다. 3-MH 연구 자료들로부터 볼 때 대부분의 FBR은 비수축성 단백질 분해로부터 비롯된다고 제안하고 있지만, 더 정확한 수축성 단백질 분해의 측정이 이루어질 수 있을 때까지, 이것은 추론으로 남아있을 수밖에 없습니다. 

 

 현재까지 저항성 운동 후 단백질 분해의 결과를 종합해 보면, 저항성 운동 후에 단백질 분해율은 단백질 합성률에 비해 유사하게 증가하지만 보다 적은 정도로 나타난다고 보고 있습니다. 그리고 단백질 합성률과 단백질 분해율 사이에는 방향적 연결이 있다고 보는데, 예를 들면 저항성 훈련도 지구성 훈련에서와 마찬가지로 훈련에 의해 단백질 분해가 증가하면 단백질 합성도 증가하는 생성과 합성의 절대량 증가 현상이 일어난다는 것입니다.