연료 대사와 운동: 자유 지방산(free fatty acid)의 역할

운동 중 자유 지방산의 연료로서의 역할

순환하는 자유 지방산은 운동 중 주요 연료 원천입니다. 근육 수축 시 지방산은 어떻게 근육에 흡수될까요?

• 사례: 체중 70kg의 사람이 7kg의 지방 조직을 가지고 있다면 약 5.6kg의 지방질에 해당합니다.
  • 이는 약 50,400 kcal의 에너지를 제공하며, 약 500마일(약 800km)을 달릴 수 있는 에너지를 의미합니다.

근육 지방산 흡수

• 근육의 지방산 흡수는 포화될 수 있는 운반체 매개 기전으로 작동합니다.
  • 특정 수치에서 흡수량이 **플래토(plateau)**에 도달하는 것은 운반체 매개 기전이 작동함을 나타냅니다.
• FAT/CD36: 지방산 수송 단백질
  • 이동(translocation): 자유 지방산의 확산을 촉진

지속적인 수축 활동과 FAT/CD36의 증가

• 근육 수축 활동은 지방산 대사와 수송, FAT/CD36 단백질을 증가시킵니다.
• 급성 지구력 운동은 쥐와 인간의 골격근에서 지방산 수송 단백질의 플라즈마막으로의 이동(translocation)을 촉진합니다.
  • 연구 결과: 급성 운동은 GLUT4와 지방산 수송 단백질의 세포막으로의 이동을 유도합니다.

👉 결론: 자유 지방산의 근육 흡수는 FAT/CD36과 FABPpm과 같은 수송 단백질에 의해 매개됩니다.

운동 훈련과 지방산 수송 단백질 증가

• 운동 훈련은 골격근의 sarcolemma 및 미토콘드리아 지방산 수송 단백질을 증가시킵니다.
  • 실험: 6주간 고강도 인터벌 훈련(HIIT) 수행 (주 3일)
    • 근육의 FAT/CD36 총량이 증가

👉 요약: 급성 운동, 지속적인 수축 활동, 운동 훈련은 지방산 수송 단백질의 단백질 함량을 증가시킵니다.

운동 중 순환 중성지방의 연료 역할

• 간에서 유래한 중성지방은 **리포단백질 리파아제(LPL)**에 의해 분해되어 지방산으로 전환, 근육에 흡수됩니다.
• 운동은 리포단백질 리파아제와 GLUT4 단백질을 증가시키며, 이는 교감신경 수용체 신호와 독립적으로 작동합니다.
  • 연구: VO₂ 최대치의 65%에서 1시간 운동 후 근육 생검 결과, 지방산 흡수가 증가

👉 결론: 근육은 운동 중 내재성 중성지방과 간 유래 중성지방을 모두 연료로 사용할 수 있습니다.

내근육 중성지방(IMTG)의 역할

• 중강도 운동 시, 단식 상태의 지구력 훈련된 남성에서 중요한 연료 기질로 작용합니다.
  • 유형 I 근섬유(지근): 50-60% 감소
  • 유형 II 근섬유(속근): 운동 전후 및 회복 1-2시간 후 변화 없음

운동 연료 대사와 지방 분해

1. 교감신경 자극: 부신에서 카테콜아민 방출
2. 지방조직 유형과 기능:
   • 백색 지방(WAT): 에너지 저장, 미토콘드리아 적음
   • 베이지 지방: 추위/스트레스에 의해 활성화 가능
   • 갈색 지방(BAT): 풍부한 미토콘드리아(UCP1 포함), 열 생산에 특화
3. 지방조직의 분해(리폴리시스)
   • 에피네프린/노르에피네프린이 β-아드레날린 수용체에 결합
   • cAMP 생성 → PKA 활성화 → HSL 및 ATGL 인산화 및 활성화

👉 연구: HSL 및 ATGL 결핍 쥐를 통해 이 효소가 리폴리시스를 매개하는 중요성 입증

핵심 질문 및 답변

1. 운동이 지방산 수송 단백질 이동에 미치는 영향은?
   • 운동은 FAT/CD36과 FABPpm과 같은 지방산 수송 단백질의 세포막 이동을 자극합니다. 이는 근육 세포 내 지방산 흡수를 향상시켜 에너지 요구를 충족시킵니다.
2. 중성지방 분해에 관여하는 주요 리파아제는?
   • ATGL(Adipose Triglyceride Lipase)
   • HSL(Hormone-Sensitive Lipase)
3. 운동 후 내근육 중성지방(IMTG)은 감소합니까?
   • 유형 I 근섬유(지근): 감소 (참)
   • 유형 II 근섬유(속근): 변화 없음 (거짓)