젖산이 생기는 이유 : 운동 후 근육의 화끈거림과 피로

근육과 젖산

오늘은 젖산염, 젖산 및 운동에 대해 알아보도록 하겠습니다. 젖산이 무엇을 하는지, 젖산이 생기는 이유, 젖산을 제거하는 것이 필요한지 또는 가능한지 여부에 대해서도 확인해 볼까 합니다. 고강도 인터벌 트레이닝이나 이와 유사한 격렬한 운동에 참여하는 경우 이러한 유형의 활동에서 종종 발생하는 근육의 강렬한 화끈거리는 느낌을 받았을 것입니다. 이 타는 듯한 느낌은 종종 젖산(lactic acid) 축적에 기인합니다. 수년 동안 레크리에이션 및 경쟁적인 운동 선수들은 경기력을 높이려면 신체의 젖산을 최소화해야 한다고 가정했으나 이러한 개념은 잘못된 것입니다.

젖산(lactic acid)은 격렬한 운동 중 화끈거리는 느낌의 원인이 아니며, 격렬한 운동 후 몇 시간에서 며칠까지 지속될 수 있는 지속적인 통증의 원인이 아닙니다. 게다가, 운동 생리학자들은 우리가 전통적으로 젖산 축적(lactic acid buildup)이라고 부르는 것의 복잡성을 계속 연구하고 있습니다. 격렬한 운동의 대사 부산물이 실제로 젖산이기 때문에 이 용어는 잘못된 이름입니다.

그럼에도 불구하고 젖산 및 관련 분자 젖산염은 특히 격렬한 운동 중에 대사에 역할을 하는 핵심 화합물입니다. 우리의 건강에서 그들의 역할을 이해하면 우리가 선택한 운동을 더 잘 수행하는 데 도움이 될 것입니다.

 

젖산이 근육의 화끈거리는 느낌과 피로의 원인 인가요?

근육의 화끈거림과 피로는 전통적으로 유산 산증(lactic acidosis, 젖산 산증)에 기인합니다. 유산산증은 격렬한 운동과 같이 산소가 부족할 때 근육에 과도한 젖산이 축적되는 것으로 생각되었습니다. 연구원들은 이후 우리의 혈액 pH 수준이 너무 높기 때문에 젖산이 실제로 우리 몸에 존재하지 않는다는 것을 발견했습니다. 대신, 대사 과정에서 젖산 분자는 젖산과 단일 수소 이온(양성자라고도 함)의 두 부분으로 분리됩니다.

 

젖산 대 젖산염

젖산과 젖산염이라는 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 기술적으로 동일하지는 않습니다. 젖산(lactic acid)은 음의 젖산 이온과 양의 수소 이온의 조합입니다. 인체에서 거의 항상 그렇듯이 젖산이 물에 용해되면 이온이 젖산염 이온(lactate ion)과 수소 이온(hydrogen ion)으로 분리됩니다. 따라서 젖산이 아니라 젖산염(lactate)이 운동의 부산물이라고 말하는 것이 더 정확합니다.

▼ 젖산은 일반적으로 근육통, 피로 및 성능 저하의 원인으로 생각되었습니다. 그러나 연구 결과에 따르면 그렇지 않습니다.

 

젖산이 생기는 이유

생화학과 생리학에 대해 너무 깊이 들어가지 않고도 다음과 같이 이해하는 것이 가장 쉽습니다. 우리 몸은 해당과정(glycolysis)라는 과정을 통해 근육에 연료를 공급합니다. 이 과정에서 포도당(먹는 음식에서)을 분해하고 아데노신삼인산(ATP, adenosine triphosphate)을 생성합니다.

아데노신삼인산(ATP)은 근육 세포가 연료로 사용하는 것입니다. 그러나 해당 과정에서 생성되는 ATP의 양은 해당 과정에서 산소가 존재하는지 여부에 따라 달라집니다. 고강도 운동을 하면 신체는 점점 더 속근(fast-twitch muscle fiber)에 의존하여 전력을 생성합니다. 그러나 이러한 섬유는 특히 산소를 효율적으로 사용할 수 있는 능력이 없습니다.

따라서 무거운 중량을 들거나 심장 강화 운동을 할 때와 같이 격렬한 운동에서 ATP에 대한 수요는 높지만 산소 수준은 낮습니다. 그렇게 되면 해당과정은 혐기성(anaerobic)이 됩니다. 혐기성 해당과정(anaerobic glycolysis)에서 포도당 분해의 최종 생성물은 젖산염(lactate)입니다. 이로 인해 혈류에서 순환하는 젖산염 수치가 높아집니다. 또한 연구자들은 유산소가 호기성 상태(aerobic condition)에서도 생각보다 더 자주 생성된다는 사실을 발견했습니다.

▼ 젖산염은 특정 세포에서 정상적으로 생성되며 혐기성 포도당 대사의 부산물이지만 호기성 조건에서도 생성될 수 있습니다.

 

근육의 화끈거림과 피로의 원인

전통적으로 젖산(lactic acid)은 운동 중에 근육이 타오르고 피로해지는 원인으로 나쁜 평판을 받았습니다. 그러나 요약하자면 대사 과정의 부산물은 젖산(lactic acid)이 아니라 젖산염(lactate)입니다. 그리고 그 완고한 수소 이온은 곧 알게 될 것입니다. 젖산염은 피로와 포도당 분해의 바이오마커이지만 실제로 근육 피로의 원인은 아닙니다.

사실, 젖산염은 뇌와 심장과 같은 일부 기관이 선호하는 에너지원으로 사용하는 세포 과정에서 중요한 역할을 합니다. 간과 신장은 또한 포도당신생합성(gluconeogenesis)이라는 과정을 통해 젖산을 포도당으로 전환하여 신체가 포도당을 에너지로 사용할 수 있도록 합니다.

따라서 젖산염(또는 우리가 젖산이라고 생각했던 것)이 수년에 걸쳐 얻은 나쁜 평판은 근거가 없습니다. 최대 능력을 발휘했을 때 느끼는 화끈 거림은 근육 대사의 추가 부산물인 인산염(phosphate)과 함께 산성 환경을 조성하고 세포에 남아 있는 순환하는 수소 이온의 결과입니다.

▼ 증가된 젖산염 축적은 젖산(lactic acid)에서 수소 이온이 분리된 결과로 발생하는 세포 pH의 저하와 함께 진행됩니다. 이 수소 이온은 우리가 자주 느끼는 근육 화끈 거림의 원인입니다.

 

젖산이나 젖산염이 근육통을 유발합니까?

세포 pH의 감소는 격렬한 운동 세트 동안 일시적인 따끔거림을 초래하지만 젖산(lactic acid)은 종종 격렬한 운동 후에 발생하는 지연성 근육통(DOMS, delayed onset muscle soreness)의 원인이 아닙니다. 지연성 근육통(DOMS)은 복잡한 주제이며 연구자들은 가능한 메커니즘에 대한 통찰력을 계속해서 발견하고 있습니다.

가장 일반적으로 받아 들여지는 이론은 지연성 근육통(DOMS)이 국소적인 미세 손상과 염증의 조합의 결과로 발생할 가능성이 높다는 것입니다. 주요 결론은 젖산(lactic acid)이나 젖산 이온(lactate ion)이 운동 후 12~72시간에 느끼는 통증에 대한 책임이 없다는 것입니다.

▼ 젖산(lactic acid)이나 젖산염(lactate)은 근육통을 유발하지 않습니다.

 

젖산 역치 란?

젖산 역치(lactate threshold)는 우리 몸이 젖산염(lactate)을 생산하는 속도로 제거할 수 없는 지점을 의미합니다. 젖산염이 혈액에 축적되기 시작하는 시기입니다. 이것은 증가된 젖산염 생산 또는 감소된 젖산염 제거의 결과로 발생할 수 있습니다. 운동하는 동안 젖산염 수치가 상승하고 젖산염은 우리 몸의 다른 세포와 과정에 연료를 공급하기 위해 재활용됩니다.

젖산염 대사에는 산소가 필요합니다. 그러나 운동이 유산소 시스템이 처리할 수 있는 것 이상의 강도에 도달하면 젖산염이 혈액에 축적됩니다. 젖산 역치에 도달하면 우리 몸은 젖산염을 생성하고 수소 이온을 과도하게 방출하여 pH를 떨어뜨리고 근 세포가 더 산성화된 환경을 만들어 근육의 화끈거림을 유발합니다.

이것은 산소 섭취량이 근육의 요구량에 맞도록 충분히 증가할 때까지 계속됩니다. 예를 들어, 중간 중량의 스쿼트를 10~15회 반복하면 하체에 pH 관련 화끈거림이 발생할 수 있습니다. 이 화끔거림은 우리 몸이 산소를 공급할 수 있는 것보다 더 빠르게 포도당을 대사하는 직접적인 결과입니다.

이 시점에서 몸이 산소 섭취량을 늘리려고 하기 때문에 더 많이 숨을 쉬고 숨가쁨을 느낄 수 있습니다. 운동을 중단하고 세포 pH가 상승하고 근육의 급성 피로가 옅어지기 시작하면 근육의 화끈거림이 사라지는 것을 알 수 있습니다. 젖산염 제거 감소의 결과로 발생하는 젖산염 축적은 더 심각한 문제입니다.
간과 신장 기능의 감소는 주로 젖산염을 처리하는 능력 감소의 원인입니다. 이러한 기능 상실은 다음과 같은 다양한 이유로 일어날 수 있습니다.

• 약물 (acetaminophen, metformin, salycylate)

• 알코올 소비

• 기타 간 및 신장 질환(예: 간경변, cirrhosis)

▼ 젖산 역치는 우리 몸이 제거할 수 있는 것보다 더 많은 젖산염을 생산하는 지점입니다. 젖산염을 제거하고 근육 세포를 보다 균형 잡힌 pH로 되돌리려면 산소가 필요합니다.

 

젖산 산증 이란?

젖산 산증(lactic acidosis)은 혈중 젖산염이 4mmol/L를 초과하여 축적되어 발생하는 위험한 질환입니다. 질병에 걸린 상태에서 혈액의 젖산염 수치는 훨씬 더 높으며, 이는 특정 조직으로의 제한된 혈류 또는 기타 문제로 인한 것일 수 있습니다. 따라서 혈중 젖산염 수치 상승은 종종 질병의 징후입니다.

열악한 젖산염 처리의 결과로 발생하는 젖산염 수치가 적당히 높아져도 매우 해로울 수 있습니다. 더 높은 모든 원인으로 인한 사망률은 2~4mmol/L 사이의 증가된 젖산염 수치와 관련이 있으며, 이를 고젖산혈증(hyperlactatemia)이라고 합니다. 일시적인 고젖산혈증은 운동에 의해 유발될 수 있지만, 신장 및 간 기능이 정상인 사람에서 격렬한 운동의 결과로 유해한 젖산 산증(lactic acidosis)이 발생할 가능성은 낮습니다.

▼ 젖산 산증(lactic acidosis)은 신장과 간 기능이 손상되었을 때 발생할 수 있는 극단적인 젖산염 축적입니다. 격렬한 운동 중에 일시적으로 발생할 수도 있습니다.

 

젖산염 제거, 할 수 있나요? 필요한가요?

우리 몸은 자연적으로 간과 신장에서 젖산염 제거를 합니다. 언급한 바와 같이, 우리 몸의 유산소 능력을 초과하는 고강도 운동은 젖산염을 축적하게 합니다. 운동을 중단하거나 운동 강도를 줄이면 신체가 계속해서 젖산염 제거하게 되는데, 이는 일반적으로 pH 저하로 인한 화끈거림과 피로를 분산시킵니다.

일반적으로 건강하다면 특별한 조치를 취하여 젖산염 제거가 필요 없습니다. 우리의 몸은 젖산염을 처리하기 위해 잘 조정된 메커니즘을 가지고 있습니다. 운동 중 수분을 유지하는 것과 같은 기본적인 건강 조언은 신체 기능을 최적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.

운동 세트 사이 또는 세트 중과 같은 회복 기간 동안 심호흡을 하면 혈액으로의 산소 전달이 증가하여 잠재적으로 젖산염 제거율이 증가할 수 있습니다. 마지막으로 운동을 중단하고 젖산염을 제거하는 것이 과도한 젖산염 제거하는 확실한 방법입니다.

▼ 신체는 신진대사를 통해 자연적으로 젖산염을 제거합니다. 심호흡을 하고, 수분을 유지하고, 운동 강도를 줄이는 것이 자연적인 젖산염 제거를 최대화하는 가장 좋은 방법입니다.

 

젖산염 축적을 예방하는 방법

젖산염을 제거하는 비결은 없지만 젖산 역치를 높이는 것은 가능합니다. 우리가 얼마나 건강하든 간에 젖산 역치를 초과하면 시계는 즉시 그 노력을 얼마나 오래 지속할 수 있는지를 알려주기 시작합니다. 반대로 젖산 역치 이하로 운동하면 매우 오랫동안 에너지를 유지할 수 있습니다.

젖산염의 축적 없이 더 높은 강도로 수행하도록 신체를 훈련하고 젖산 역치를 높일 수 있습니다. 그러나 이를 위해서는 유산소 시스템의 효율성을 개선해야 합니다. 이것이 기술적으로 젖산 축적을 예방하는 것은 아니지만 근육 화끈거림의 지점에 도달하기 전에 더 빠르고 더 오래 달릴 수 있음을 의미합니다.

사실, 경쟁 및 수행 목적을 위한 유산소 훈련의 목표는 젖산 역치를 높이는 것과 관련이 있습니다. 예를 들어, 1600m를 6분 페이스로 여러 바퀴를 유지하는 경쟁적인 주자는 주로 유산소 시스템을 사용합니다.
컨디션이 좋지 않은 사람도 1600m를 6분 페이스로 동일하게 달릴 수 있지만, 유산소 시스템이 효율적이지 않고 훈련되지 않았기 때문에 페이스를 유지하기 위해 무산소 에너지에 의존하게 되며, 이는 대사산물 축적으로 인한 젖산염 증가 및 화끈거림 그리고 피로를 초래합니다.

이 두 번째 사람이 현재의 젖산 역치 또는 그 근처에서 계속 훈련하면 결국 혐기성 에너지를 사용하지 않고 1600m를 6분 페이스 속도로 달릴 수 있게 되어 관련 젖산염 축적이 제거됩니다. 그럼에도 불구하고 일단 젖산 역치에 도달하면 젖산염 축적과 관련된 모든 영향을 받게 되며 휴식을 취하고 심호흡을 하는 것 외에는 할 수 있는 일이 거의 없습니다.

▼ 무산소 운동 중에 축적된 젖산염을 완전히 제거할 수는 없지만 운동이 무산소 상태가 되는 강도를 높여 젖산 역치를 향상시킬 수 있습니다.

 

맺음말

젖산염은 에너지 대사의 중요한 구성 요소입니다. 역사적으로 근육통에 대한 비난이 있었지만 이 효과에 대한 책임이 없으며 실제로 우리 몸의 많은 기관에 연료가 됩니다. 그러나 젖산염은 격렬한 운동의 부산물로 발생하며, 생성될 때 발생하는 수소 이온의 축적은 이러한 유형의 활동 중에 느끼는 피로와 화끈거림의 원인이 되는 것으로 생각됩니다.

우리 몸에는 적절한 신장 및 간 기능과 산소에 의존하는 젖산염을 제거하는 자연적인 과정이 있습니다. 기본 젖산염 대사를 증가시키기 위해 자신을 건강하게 유지하고 수분을 공급하는 것 외에 할 수 있는 일은 많지 않습니다. 대사 기능 장애로 인한 혈중 젖산염 증가는 완전히 다른 이야기입니다. 이러한 문제가 발생하면 의료 전문가와 함께 해결해야 합니다.

운동 훈련을 통해 젖산 역치를 개선할 수 있습니다. 즉, 젖산염이 축적되기 시작하고 근육이 피로해지는 지점에 도달하기 전에 더 열심히 운동하거나 더 빨리 달릴 수 있습니다. 이를 염두에 두고 젖산염이나 젖산에 대해 지나치게 걱정할 필요는 없습니다. 운동 후에도 여전히 통증이 있는 경우 지연성 근육통(DOMS)에 적합한 치료법을 고려해 봅니다.

 

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