본문내용
1. 운동생리학
1.1. 골격 내에서의 ATP 합성 과정
ATP(아데노신 삼인산)는 골격 내에서 두 가지 인산화 반응을 통해 합성된다. 첫째, 기질수준 인산화는 해당 과정에서 ATP가 합성되는데, 이는 고에너지 인산기가 다른 화합물에서 ADP분자로 직접 전달되어 에너지를 공급하는 것이다. 둘째, 화학삼투적 인산화 또는 산화적 인산화는 고에너지 분자를 분해하여 얻은 에너지가 직접 ADP의 인산화를 유도하는 것이 아니라, 수소이온의 농도 기울기를 이용해 ATP 합성을 유도하는 것이다. 이 과정에서 NADH와 FADH2에 결합된 고에너지 전자가 에너지 준위가 낮은 산소에까지 이동하면서 방출되는 에너지를 이용하여 미토콘드리아 내막을 통해 수소 이온을 펌핑해 내보내게 되고, 이를 통해 ATP가 합성되는 것이다.
1.2. 신경근연접부에서의 활동전위(action potential)의 전달 과정
신경근연접부에서의 활동전위(action potential)의 전달 과정은 다음과 같다.
활동전위는 신경세포와 일부 신경내분비세포, 근세포에서 전기적 신호를 전달하는 방법으로 사용된다. 신경, 근육 등의 흥분성 세포가 신호를 받거나 스스로 흥분하면 분극상태의 세포막 투과성을 빠르게 변화시켜 막전위가 짧은 시간 동안 역전되면서 30~40 mV로 막전위가 탈분극된다. 이러한 전위변화는 수 밀리초(ms) 정도의 빠른 시간 안에 일어나고 회복된다. 활동전위는 휴지 상태로 돌아가기 전에 비활성 부위였던 인접부위에 전류를 보내고 새로운 활동전위를 생성하여 활동전위가 세포막 전체에 확산될 때까지 소실되지 않고 계속 전파된다. 즉, 윤동뉴런의 말단에서 분비된 아세틸콜린에 의하여 근세포막이 탈분극되고, 세포막을 따라 온 활동전위는 T세관을 따라 근섬유로 전도되어 전달되는 것이다.
1.3. 골격근의 수축 기전과 과정
골격근의 수축 기전과 과정은 다음과 같다. 먼저 운동신경 말단에서 분비된 아세틸콜린이 근섬유 세포막의 아세틸콜린 수용체에 결합하면서 세포막이 탈분극된다. 이 탈분극은 활동전위의 형태로 세포막을 따라 근섬유 깊숙이 전도되어 T세관을 통해 근섬유의 내부로 전달된다.
T세관에 도달한 활동전위는 근소포체에 저장되어 있던 칼슘 이온을 방출하게 한다. 방출된 칼슘 이온은 트로포닌과 결합하여 액틴 필라멘트 위의 결합 부위를 노출시킨다.
이때 미오신 헤드에 결합된 ATP가 ADP와 무기인산으로 분해되면서 에너지가 방출되고, 미오신 헤드가 액틴 필라멘트 쪽으로 기울어져 들어가게 된다. 이러한 미오신 헤드의 주기적 작용에 의해 근섬유가 수축하게 된다.
수축이 일어나는 동안 근섬유 내 ATP가 고갈되면 미오신 헤드와 액틴 필라멘트의 결합이 유지되어 근섬유가 경직되는 상태에 이르게 된다. 이렇게 근섬유가 수축하면 힘줄을 통해 골격이 움직이게 되는 것이다.""
2. 에너지 대사
2.1. ATP 생성 체계와 특징
2.1.1. ATP-PC 시스템(인원질 시스템)
ATP-PC 시스템(인원질 시스템)은 운동 시 가장 빨리 에너지원으로 사용될 수 있는 시스템이다. 이는 공액반응에 의해 ATP가 생성되고, ATP는 운동 중 에너지로 사용되며, 운동 후에는 PC를 재합성하는데 이용된다.
구체적으로, PC는 운동 중 분해된 에너지가 ADP와 유리인산염을 결합해 ATP를 재합성한다...
