운동생리학

에너지대사와 운동
1. ATP생성체계
  1. 인원질시스템
    1. 공액반응에 의한 ATP생성
      1. :ATP는 운동 중 에너지로 사용, 운동 후에는 PC를 재합성.
      2. PC는 운동중 분해된 에너지가 ADP와 유리인산염을 결합해 ATP를 재합성한다.
      3. PC를 분해하는 효소: CK(PC+ADP=>(ck)ATP+C), MK(ADP+ADP=>(mk)ATP+AMP)
    2. 체내 인산염이 소량: 단시간 고강도운동에 이용
      1. 가장빨리 에너지원으로 이용할 수 있는 이유
      2. 인원질과정은 복잡한 화학적 반응에 의존하지 않는다.
      3. 환기작용에 의한 활동 근육까지의 산소공급에 의존받지 않는다.
      4. ATP와PC가 모두 근육 내에 직접 저장되어 있기 때문이다.
  2. 젖산시스템
    1. 최대하 운동초기 산소결핍 부족부분과 최대운동 중 대부분에너지공급
    2. 무산소적 해당과정
      1. 산소공급없이 근육세포의 세포질내에서 일어난다(얻을 수 있는 ATP는 소량-산소공급X에너지공급한다는 측면의의)
      2. 해당과정의 주요효소:PFK, 포스포릴라아제, 헥소키나제, 피루브산키나제, 젖산탈수소효소
      3. 글리코겐은 해당과정을거쳐 에너지를 공급-해당과정후 산소의 공급X-초성포도산(피루빅염)이 젖산으로 축적
      4. 이러한 반응을 촉진하는 효소(LDH)로인해 젖산과 NAD+생성, 이러한 이유로 젖산형성은 NADH가 NAD+로 전환되어 해당과정 유지
      5. NAD: 수소의 중요한 운반체. 산소가 부족시 초성포도산에 수소를 주어 젖산 형성, 산소가 충분하면 미토콘드리아로 이동
    3. 무산소성 해당과정에 사용되는 글루코스
      1. 글루코스분자가 혈액으로부터 근세포막을 통해 세포내로 유입-간글리코겐의 분해에 의해 전달된 글루코스는 해당과정을 거쳐 2ATP를 생성
      2. 근세포내에 이미 저장된 글리코겐으로부터 당원분해과정에 의해 유리된다. 근글리코겐의 경우는 해당과정을 거쳐 3ATP를 생성한다.
    4. 해당과정의 2단계
      1. 에너지 투자(소비)단계
      2. 혈중 글루코스(2ATP소비), 근글리코겐(1ATP소비)
      3. 에너지 생산 단계
      4. 4ATP와 2NADH생성, 2피루빅염 또는 2젖산염
      5. 따라서 혈중글루코스 형태로 전달:2ATP, 근글리코겐: 3ATP 생산
      6. 해당과정에서 수소이온은 NAD가 수소이온을 받아들임과 동시에 환원되어 NADH를 형성
      7. NADH가 NAD로 전환되는 것
      8. 산소가 충분하다면 NADH의 수소이온은 세포내의 미토콘드리아로 이동하여 ATP의 유산소성 생산에 기여한다.
      9. 미토콘드리아의 수소이온이 충분치 않다면 피루브산이 수소이온을 받아들여 젖산을 형성한다, 이러한 반응을 촉진하는 효소는 젖산 탈수소효소(LDH) 젖산과 NAD를 형성한다.
  3. 유산소시스템
    1. ATP의 유산소적 생산은 미토콘드리아에서 만들어짐, 크렙스사이클과 전자전달계 상호협력
      1. 탄수화물, 지방, 단백질의 산화
      2. 탄수화물: 해당과정을 거쳐 아세틸코아의 형태로 크렙스사이클로 이동
      3. 지방: 베타산화과정을 거쳐 아세틸코아의 형태로 크렙스사이클로 이동
      4. 단백질: 글루코스 신생합성(간)을 통해 글로코스 형태의 에너지로 이용
      5. 크렙스(TCA)사이클
      6. GTP(구아노신삼인산)을 형성(2ATP)
      7. CO2이탈
      8. 수소이온과 전자가 분리
      9. 전자전달계
      10. 수소이온과 전자가 전자전달계에 들어와 산소와 결합해 물을 형성한다.
      11. 근글리코겐의 유산소 시스템에 의한 ATP의 생성(대부분 인체대사에 사용)
      12. 유산소성해당작용-3ATP(근글리코겐),2ATP(간글리코겐)
      13. 전자전달계로 가는 NADH의 전달을 통해 생성-30ATP
      14. 2FADH의 전달을 통해 합성- 4ATP
      15. 크렙스사이클 자체 생성-2ATP
      16. 지방의 에너지 대사
      17. 중성지방이 주요공급원
      18. 라이페이스(지방분해효소)
      19. 글리세롤+유리지방산
      20. 코티졸, GH, 카테콜라민
      21. 라이페이스 지방분해효소 활성화
      22. 베타산화작용
      23. 지방산을 산화시켜 아세틸코아를 형성
      24. 크렙스사이클에 필요한 에너지를 공급하며 전자전달계를 통한 ATP생성
      25. 단백질의 에너지 대사
      26. 아미노산으로 분해
      27. 피루빅산으로 전환
      28. 아세틸코아로 전환
      29. 아미노산은 크렙스사이클 중간물질로전환
2. 생체에너지조절
  1. ATP-PC체계의 조절
    1. CK(크레아틴키나아제)
      1. ADP농도증가하면 촉진, ATP가 높으면 제한
  2. 해당과정의 조절
    1. PFK(인산과당분해효소)
      1. 운동시작: ADP+Pi 수준증가-PFK활성화
      2. 해당과정속도빨라짐
      3. ATP수준이 높으면 PFK활동이 제약을 받아 해당과정이 느려짐.
      4. 세포내 수소이온과 크렙스사이클의 생성물인 구연산염의 증가도 PFK활동제한.
    2. 포스포릴라아제(가인산분해효소)
      1. 근형질칼슘농도증가
      2. 가인산분해효소활성화
      3. 당원을 포도당으로 분해
      4. 해당과정의 원료를 제공
  3. 크렙스사이클과 전자전달계 조절
    1. 이소구연산 탈수소효소(ATP에의해억제,ADP+Pi 수준의 증가로 자극)
    2. 미토콘드리아 칼슘증가
      1. 이소구연산탈수소효소 활동자극
      2. 운동멈추면 세포의 ATP수준이 증가(ADP+Pi)감소하여 정상수준유지
3. 에너지소비
  1. 산소소비효율
    1. 산소소비효율이 가장 높은 것은 탄수화물이다.
  2. 최대하 운동중(최대강도가 아닌 것 5분이상)
    1. 탄수화물이 먼저이용, 고갈 후 지방이용, 단백질이용
    2. 포도당과 유리지방산의 이용은 운동강도에 영향받음
      1. 강도높을때
      2. 포도당기여도높다
      3. 강도낮을때
      4. 유리지방산기여도높다
    3. 산화적인산화 과정을 통해 ATP를 공급받는다.
  3. 최대 운동중(최대강도2-3분)
    1. 운동강도가 높아질수록 더 많은 양의 탄수화물이 사용, 지방비중은 줄어든다.
    2. 대부분 젖산체계에 의해 에너지공급 받음
4. 운동대사반응
  1. 안정시에서 운동으로의 전환
    1. 산소결핍
      1. 운동초기에 산소섭취지연에 따른 현상
      2. 운동초기 순간적으로 산소섭취량이 증가하지 못하는 것은 무산소성 에너지가 ATP생산에 기여하고 있음을 의미
      3. 항정상태도달하면 신체에서 요구하는 ATP는 유산소성 대사작용에 의하여 충족될 수 있다.
    2. 운동초기 충분한 ATP를 공급하는데 유산소시스템이 제한을 받는 이유
      1. 산소섭취가 새로운, 보다 높은 수준으로 증가하는데에는 적어도 2-3분이 소요
      2. 모든 사람이 산소를 섭취할 수 있는 최대비율, 즉 최대 유산소성 파워에 한계
    3. 지구성 트레이닝을 통한 운동초기 산소결핍 감소
      1. 미토콘드리아의 수증가, 모세혈관의 밀도 증가
  2. 운동에 따른 대사적 반응
    1. 단시간고강도
    2. 장시간운동
      1. 유산소성대사
      2. 산소섭취량의 항정상태는 대게 적당한 거리에 대한 최대하 운동 중 계속유지
      3. 예외규칙2
      4. 덥고습한환경
      5. 비교적 높은 속도유지(75%최대산소섭취량)
    3. 점증부하운동
      1. 운동중 산소운반과 이용의 최대능력(VO2max)은 심폐지구력의 가장 합리적인 측정이다.
      2. 영향요인
      3. 근수축을 위해 산소운반하는 심폐계의 능력,산소섭취하고 ATP를 유산소성으로 생산하는 근육의 능력
      4. 젖산역치 발생시키는 잠재적요인
      5. 근육의 낮은 산소량
      6. 미토콘드리아에서 NADH + H+생성속도를 유지하기위한 수소왕복체계실패-피루브산->젖산
      7. 해당작용의 활성화
      8. 피루브산에서 젖산촉진효소(LDH)와 관계
      9. 속근섬유의 동원
      10. 속근에서 발견되는 LDH는 피루빅산에 친화력이 높다.
      11. 젖산형성촉진
      12. 젖산제거 비율의 감소
      13. 젖산 생성 증가, 젖산제거 속도 감소
      14. (혈중 젖산농도= 혈액유입젖산농도- 혈액에서 제거되는 젖산농도)
  3. 연료선택의 결정요인들
    1. 운동강도와 연료선택
      1. 강도높-탄수화물대사가 점증적으로 증가, 지방대사감소(연료교차지점지나면 에너지공급이 지방->탄수화물점진적변환)
      2. 속근섬유동원
      3. 운동강도가 증가함에 따라 더욱 많은 속근섬유사용
      4. 해당작용의 효소 多, 미토콘드리아 및 지방분해효소(지방분해효소)小
      5. 혈중 에피네프린 수준의 증가
      6. 당원분해, 탄수화물대사, 젖산생성증가
      7. 운동중 당원사용조절기전(인산화효소활성화)
      8. 운동초기-칼슘 칼모듈린체계에 의해 조절
      9. 운동시작시 근형질세망의 칼슘분비로 인해 활성화
      10. 장시간, 고강도운동-에피네프린/순환성 AMP체계
    2. 운동시간과 연료선택
      1. 낮은강도 장시간 운동, 탄수화물에서 지방으로 서서히 전환
      2. 혈중 에피네프린증가
      3. 리파제 효소활동증가
      4. 지방분해를 촉진하여 혈중 및 근육의 유리지방산을 증가
      5. 지방대사활성화
    3. 지방과 탄수화물 대사의 상호작용
      1. 신체에 저장된 탄수화물이 고갈되면, 지방의 대사속도 또한 감소한다.
      2. 탄수화물고갈은 이용할수있는 해당과정의 속도를 감소, 근육내의 피루브산농도 또한 감소
      3. 크렙스사이클 구성성분의 수를 감소
      4. 유산소성 ATP생성속도 낮춘다.
      5. 지방은 크렙스 사이클 산화에 의해 대사되기 때문에 당원감소로 인한 크렙스 사이클 중간물질의 감소는 지방대사에 의한 ATP생성속도를 감소시킨다.
      6. 지방은 탄수화물의 불꽃안에서 탄다고 한다.
    4. 신체연료
      1. 운동강도가 낮을 때
      2. 근육지방보다는 유리지방산의 기여도가 높다.
      3. 근육당원보다는 혈장 포도당의 기여도가 높다.
      4. 운동강도가 높을 때
      5. 유리지방산보다는 근육지방의 기여도가 높다.
      6. 혈장 포도당보다는 근육당원의 기여도가 높다.
5. 운동후 회복
  1. 운동후 초과 산소섭취량(EPOC)에 영향을 미치는 요인
    1. 근육에서 PC재합성
    2. 근육과 혈액의 산소저장
    3. 젖산제거
    4. 체온상승
    5. 호르몬상승
    6. 운동후 심박수 및 호흡수 상승
  2. 빠른요소
    1. 비젖산산소부채
      1. 인원질보충
      2. 마이오글로빈의 산소재포화, 혈액의 산소보충
      3. 증가된 환기량에 대한 에너지 소비, 심장활동 증가
  3. 느린 요소
    1. 젖산 산소부채
      1. 젖산 산화(이산화탄소 물로 산화)
      2. 글리코겐 재합성
      3. 카테콜라민의 열량효과
      4. Q10효과 수반하는 체온상승(세포의 대사활성은 온도10도씩 상승할 때마다 2배증가)
      5. 환기량 증가에 따른 산소소비
      6. 증가된 심장근육 활동에 대한 산소소비
      7. 소디움(Na+)포타시움(K+)펌프활성 증가(이온재분배)
  4. 회복기 저장에너지원의 보충
    1. ATP와PC의 재보충
      1. 30초내 70%, 3-5분내 100%
    2. 근육글리코겐의 고갈과 보충
      1. 지속적인 지구성운동
      2. 2일 고탄수화물
      3. 단속적인 단시간 운동
      4. 24시간
      5. 지속적인 운동과 단속적인 운동후 근육 글리코겐 재합성 차이 발생이유
      6. 운동중 고갈된 글리코겐의 총량
      7. 글리코겐전구체의 가용성
      8. 골격근내에서 발견되는 다양한 섬유형태
  5. 혈액과 근육의 젖산염 감소
    1. 운동성회복 > 안정성회복
      1. 물과 이산화탄소의 산화, 글루코스의 재합성을 위한 간으로의 젖산분배가 빨라진다.
      2. 심장,활동골격근의 연료로써의 젖산 이용이 높다.
    2. 젖산염의 제거방법
      1. 산회되어 이산화탄소와 물로 전환
      2. 글루코스와 글리코겐으로 전환
      3. 단백질의 전환
      4. 뇨와 땀으로 배출
  6. 산화마이오글로빈의 저장
    1. 저장산소의 보충
      1. 단속적인 운동에 중요
      2. 운동 인터벌 중에 사용되고 회복 인터벌 중에 빠르게 회복되기 때문
      3. 회복기의 빠른 요소 중에 소비된 산소는 산화 마이오글로빈저장의 보충을 위해 필요한 산소를 공급한다.
6. 운동과 피로
  1. 근피로
    1. 중추신경계
    2. 국부적근피로
      1. 중추신경계
      2. 수축기전
      3. 젖산축적
      4. 칼숨방출감소
      5. ATP-PC의 저장감소
      6. 근글리코겐의 저장감소
      7. 산소부족과 부적절한 혈류공급
      8. 신경근연접
      9. 아세틸콜린 방출 감소
      10. 마이오신 십자형가교 결속력 약화
    3. 수축기전
      1. 젖산축적
      2. 칼숨방출감소
      3. ATP-PC의 저장감소
      4. 근글리코겐의 저장감소
      5. 산소부족과 부적절한 혈류공급
    4. 신경근연접
      1. 아세틸콜린 방출 감소
    5. 운동종류에 따른 근피로
      1. 강도높은 운동(400M전력질주)에 의한 근피로
      2. 근육에 무기인산염, 수소이온 축적 때문이다.
      3. 대사산물은 수축 단백질과 상호작용하여 근력을 감소시킨다.
      4. 장시간의 운동에 의한 근피로
      5. 자극과 수축작용의 실패에 기인한다.
      6. 근형질세망으로부터 칼슘이온의 방출이 감소
      7. 마이오신 십자형가교의 결속력을 약화시켜 근력이 약해짐
    6. 근피로는 근력의 약화를 초래한다.
내분비계와 운동
1. 신경내분비학
  1. 혈액호르몬농도
    1. 내분비샘으로부터의 호르몬분비율
    2. 호르몬의 분비율과 대사율
    3. 혈징내의 수송단백질양
    4. 혈장량의 변화
  2. 호르몬활동기전
    1. 세포막수송(인슐린)
    2. 핵내의 DNA자극(스테로이드)
    3. 2차전령
      1. G단백질(세포의 막 내부 위치)호르몬수용기 상호작용
      2. 아데닐사이클라제활성화
      3. 순환성AMP가 ATP로부터 형성
      4. 근육에서 당원을 포도당, 지방조직에서 중성지방을 지방산과 글리세롤로 전환하는데 이용
      5. Ca++채널 활성화
      6. 칼모듈린단백질과 결합
      7. 포스포리파아제 C를 활성화
      8. 이노시톨삼인산
      9. 디아글리세롤
      10. 단백질 전이효소C
    4. 요약
      1. 호르몬은 세포막의 수송능력을 변화시키고 DNA자극하여 단백질 합성을 증가시키고 2차전령(순환성AMP, Ca++, 이노시톨마인산, 디아글리세롤 )활성화
  3. 호르몬
    1. 뇌하수체
      1. 전엽
      2. 성장호르몬
      3. 간에서 새로운 포도당 합성증가
      4. 지방조직으로부터의 지방산 동원증가
      5. 혈장 포도당의 이용을 감소시키기 위해 인슐린 활성 억제
      6. 후엽
      7. 항이뇨호르몬
      8. 체액유지하기 위해 신장관으로부터 모세혈관으로 수분의 재흡수를 도움
      9. 신장에서의 수분손실을 감소
      10. 옥시토신
    2. 갑상선
      1. T3, T4
      2. 단백질 합성증가
      3. 대부분 세포의 미토콘드리아 크기, 수를 증가
      4. 세포내부로의 글루코스 신생합성 촉진
      5. 지방의 동원을 촉진시켜서 유리지방산이 산화과정에 더 많이 사용될수 있도록 해준다.
      6. 칼시토닌
      7. 혈장칼슘농도를 감소시킨다.
      8. 뼈에서 골파괴 세포의 활동을 저하
      9. 뼈의 분해억제, 신장에서 칼시토닌은 뇨관으로부터의 칼슘 재흡수를 감소
      10. 소변을 통한 칼슘을 배설증가
    3. 부갑상선
      1. 부갑상선호르몬
      2. 혈장의 칼슘농도를 증가시킨다.
      3. 신장에소 칼슘의 재흡수를 증가시킨다.
    4. 부신
      1. 부신수질
      2. 에피네프린
      3. 주로 혈당 조절, 심박수와 호흡수 증가
      4. 노르에피네프린
      5. 혈당햘 증가(E보다는 적은 효과), 혈압상승
      6. 운동을 꾸준히 해주면 운동시 분비되는 에피네프린과 노르에피네프린의 양이 줄어듬
      7. 운동숙련자는 최대 운동시에는 더 많은 양의 에피네프린을 분비한다.
      8. 운동시간에 따라 선형적으로 증가한다.
      9. 부신피질
      10. 알도스테론(무기질코티코이드)
      11. 혈당 K+ 농도에 의해 조절-> 혈장량의 감소-> 레닌효소분비->레닌의 기질-> 안지오텐신1전환
      12. ->안지오텐신2전환->알도스테론분비자극->Na+재흡수 증가
      13. 코티졸(당질코티코이드)
      14. 체내 혈당조절
      15. 간, 당, 신생합성의 증가와 지방 저장 증가의 효과를 가져옴
      16. 스트레스 단백질 합성
    5. 췌장
      1. 인슐린
      2. 랑게르한스섬 B세포에서 분비
      3. 혈중 글루코스 농도저하
      4. 혈액속의 당분을 세포내부로 흡수시켜 혈당을 낮춘다.
      5. 인슐린의 부족은 조직에서 포도당을 흡수하지 못하기 때문에 혈장 내 포도당 축적을 야기시킨다.
      6. 글루코스 이용률 및 지방합성 증가
      7. 글루카곤
      8. 랑게르한스섬 알파세포에서 분비
      9. 혈중 글루코스 농도 증가
      10. 단백질 및 지방분해 증가
2. 호르몬의 조절과 활동
3. 운동시 기질 동원을 위한 호르몬 조절
  1. 근육당원이용
    1. 칼슘이온-칼모듈린(근형질세망의 칼슘분비)
    2. 에피네프린-순환성 AMP
      1. 당원분해의 과정
      2. 2차전령에 의해 시작
      3. 근육세포에서 단백질 전이효소를 활성화, 세포에서 B-아드레날린 수용기와 결합
      4. 혈장 에피네프린이 순환성 AMP형성을 자극한다.
    3. 근당원의분해는 칼슘이온-칼모듈린기전, 순환성 AMP기전 어느것에 의해서 도 시작될 수 있다.
  2. 운동시 혈당의 중요성
    1. 서서히 작용하는 호르몬
      1. T3, T4 부갑상선 호르몬
      2. 코티졸
      3. 성장호르몬
    2. 빠르게 작용하는 호르몬
      1. 에피네프린, 노르에피네프린
      2. 인슐린, 글루카곤
    3. 혈장포도당 농도유지의 4가지 과정
      1. 간에 저장된 당원으로부터 포도당 동원
      2. 혈장포도당이 절약을 위해서 지방세포조직으로부터 혈장 유리지방산의 동원
      3. 간에서 아미노산, 젖산, 글리세롤로부터 새로운 포도당 합성
      4. 유리지방산을 연료로 사용하기 위해서 포도당이 세포내로 들어가는 것을 차단
      5. 목적: 혈장 포도당 농도를 유지하면서 활동을 위한 연료를 제공하기 위한 것이다.
  3. 호르몬과 기질의 상호작용
    1. 운동전 포도당의 섭취
      1. 혈장 포도당의 증가
      2. 혈장 인슐린 농도 증가
      3. 유리지방산 동원을 감소시키고 근육이 부가적인 근육당원을 이용하도록 강요
    2. 강한운동중
      1. 혈장 글루카곤, 성장 호르몬, 코티졸, 에피네프린과 노르에페네프린 증가
      2. 인슐린 감소
      3. 탄수화물을 보존하고 혈장 포도당 농도를 유지하는 것을 돕기 위해 지방조직으로부터의 유리지방산의 동원을 조력한다.
    3. 혈중젖산농도증가
      1. 혈장 유리지방산 농도 감소
      2. 중성지방의 재합성 촉진(근육으로의 유리지방산 이동감소)
      3. 지방조직으로의 불충분한 혈류량
      4. 혈장에서 유리지방산을 수송하는데 필요한 혈장단백질(알부민)의 부족
4. 대사와 에너지에 미치는 호르몬의 영향
  1. 운동동안의 글루코스 대사조절
    1. 혈장 글루코스 수준
      1. 글루카곤
      2. 카테콜라민
      3. 코티졸
      4. 성장호르몬
    2. 근육의 글루코스 흡수
      1. 인슐린
    3. 트레이닝은 운동에 대한 에피네프린과 노르에피네프린, 인슐린과 글루카곤 반응의 감소를 유발함
      1. 즉 인슐린이 감소도는 현상이 감소되고 글루카곤의 증가현상이 감소된다.
  2. 운동 동안의 지방대사 조절
    1. 성장호르몬
    2. 카테콜라민
      1. 에피네프린
      2. 노르에피네프린
    3. 코티졸
    4. 글루카곤
    5. 장시간에 걸친 운동 중에는 글루카곤,성장호르몬, 코티졸, 에피네프린, 노르에피네프린의 분비량이 증가하고 인슐린의 분비량은 감소
    6. 이러한 호르몬 반응에 의해 지방조직에서 유리지방산의 동원이 활성화되어 탄수화물의 소모를 줄여 혈당 수준을 일정하게 유지하도록 한다.
5. 운동동안 신체수분과전해질균형에 대한 호르몬의 영향
  1. 알도스테론-레닌 앤지오텐신의 작용
    1. 알도스테론
      1. 신장의 소디움 재흡수에 기여해 신체의 수분 함유량을 증가
      2. 혈장량 보충
      3. 혈압을 정상 상태로 상승시킴
  2. 항이뇨 호르몬
    1. 삼투질이 증가하면 시상하부는 뇌하수체 후엽으로 부터 ADH분비를 자극
    2. ADH는 신장에서의 수분재흡수를 증가시켜 인체의 수분배설을 감소시킨다.
  3. 운동중 수분과 전해질을 공급해야 하는 이유
    1. 혈액량과 혈장량을 감소시켜 조직의 산소 공급 능력을 저하
    2. 탈수를 예방
근육계와 운동
1. 골격근 구조
  1. 근원세사
    1. 마이오신
    2. 액틴
      1. 트로포닌
      2. 트로포마이오신
  2. 근섬유(근원섬유, 근원세사)
    1. A밴드
    2. I밴드
    3. H영역
    4. Z선라인(근절)
  3. 근형질
    1. 근형질세망
    2. T-세관
2. 근육내 수용체
  1. 근방추
    1. 신전
      1. 근육의 신전을 감지한다.
      2. 감각신경은 척수에 신호를 보낸다.
      3. 감각신경은 알파운동신경과 연접해 있다.
      4. 알파운동신경의 자극은 근육을 수축시켜 근육신전에 저항한다.
  2. 골지건 기관
    1. 장력
      1. 골지건 기관은 증가하는 장력을 감지한다.
      2. 감각신경은 이 신호를 척수에 보낸다.
      3. 감각신경은 알파운동신경과 연접해 있는 억제성 개재원과 연접해 있다.
      4. 알파운동신경의 억제로 근육은 이완되고 건의 장력이 감소한다.
3. 근수축
  1. 골격근 수축의 기본원리
    1. 자극에 의해서 수축한다.
      1. 최대 자극
      2. 최대하 자극
      3. 최소 자극(역치자극)
      4. 최소하 자극
      5. 실무율
    2. 골격근의 수축은 장력수축, 연축, 경직수축, 단계현상, 섬유성수축 중 하나의 형태로 수축한다.
      1. 장력수축
      2. 등척성수축
      3. 단축성수축
      4. 신장성수축
      5. 등속성수축
      6. 연축
      7. 잠복기
      8. 수축기
      9. 회복기
      10. 경직수축
      11. 단축
      12. 파장가중
      13. 경직수축
      14. 단계현상
      15. 섬유성 수축
    3. 힘의 등급에 따라 수축한다.
      1. 운동단위
      2. 근섬유: 신경섬유 의 비율
      3. 신경자극의 특성
      4. 자극의 강도
      5. 자극의 빈도
      6. 근력단계의 조절기전
      7. 다중운동단위의 가중(중합)
      8. 파장의 중합(가중)
      9. 수축전 근섬유의 길이
      10. 적정길이 보다 짧다.
      11. 적은수의 십자형가교 상호작용
      12. 장력감소
      13. 적정길이
      14. 최대 십자형가교 상호작용
      15. 최대장력발생
      16. 적정길이보다 길다.
      17. 십자형가교의 상호작용 없음
      18. 장력이 발생하지 않음
      19. 관절의 각도
      20. 근육운동의 속도
      21. 단축성과 신장성
      22. 힘속도의 상관관계와 파워속도의 상관관계
      23. 근육의 대사작용
      24. 근피로
      25. 국부적근피로
      26. 중추신경계
      27. 수축기전
      28. 젖산축적
      29. 칼숨방출감소
      30. ATP-PC의 저장감소
      31. 근글리코겐의 저장감소
      32. 산소부족과 부적절한 혈류공급
      33. 신경근연접
      34. 아세틸콜린 방출 감소
      35. 근피로는 근력의 약화를 초래한다.
      36. 강도높은 운동(400M전력질주)에 의한 근피로
      37. 근육에 무기인산염, 수소이온 축적 때문이다.
      38. 대사산물은 수축 단백질과 상호작용하여 근력을 감소시킨다.
      39. 장시간의 운동에 의한 근피로
      40. 자극과 수축작용의 실패에 기인한다.
      41. 근형질세망으로부터 칼슘이온의 방출이 감소
      42. 마이오신 십자형가교의 결속력을 약화시켜 근력이 약해짐
      43. 온도
    4. 골격근은 하나씩 수축하는 것이 아니라 집단으로 수축한다.
      1. 주동근
      2. 동작을 일으키는 데 주역할을 하는 근육
      3. 길항근
      4. 주동근이 수축하여 동작을 일으킬 때 이완되는 근육
      5. 협력근
      6. 주동근이 수축할 때 동시에 수축항 주동근이 하는 일을 돕거나 움직이는 부분을 안정시켜 좀더 효과적으로 동작을 일으키게 하는데 협력하는 근육
    5. 근육은 당기기만 하고 밀지는 않는다.
    6. 뼈와 관절은 지렛대의 역할을 한다.
    7. 근육은 그것이 움직이는 뼈보다는 신체 중앙 쪽에 있다.
  2. 근육이 수축할 때 ATP가 공급되는 3가지 방법
    1. 크레아틴 인산
    2. 해당작용
    3. 산화적 인산화
  3. 근신경 연접
    1. 흥분성 자극이 축삭 말단에 도달하면 소포에 저장되어 있던 아세틸콜린이 방출된다.
    2. 근섬유의 근섬유막에 있는 아세틸콜린 수용체에서 탈분극이 일어난다.
    3. 신경자극은 근형질의 T세관을 거쳐 근형질세망의 소포에 도달한다.
    4. 소포에 저장되어 있던 칼슘이 방출된다.
      1. 칼슘에 감수성을 갖는 트로포닌이 트로포마이오신의 위치를 변화시켜 액토마이오신 복합체가 형성된다.
    5. 십자형교 끝에 뭉쳐져 있는 ATP가 ATPase에 의해 분해되면서 발생한 에너지를 통해 수축이 일어난다.
  4. 근수축의 과정
    1. 근세사활주설의 5단계
      1. 안정
      2. ATP가 아직 충전되지 않아 액틴과 마이오신이 분리
      3. 칼슘은 근형질세망에 있다.
      4. 흥분과 결합
      5. 신경자극이 운동신경 말단에 달다르면 아세틸콜린이 신경연접부로 방출되고 칼슘이 근형질세망으로부터
      6. 근형질로 방출되어 트로포닌과 결합하여 트로포마이오신의 위치를 변형시켜 액틴의 활성부위가 노출되고 액코마이오신 복합체가 형성
      7. 수축
      8. ATP가 ATPase에 의해 분해 되어 방출되는 에너지는 연결교를 회전시킴으로써 액틴이 마이오신 사이로 미끌어져 들어온다.
      9. 힘의 생성
      10. 재충전
      11. ATP가 재합성되어 다음부위에서 액틴과 마이오신의 재결합이 가능하도록 준비
      12. 액토마이오신 분리
      13. 이완
      14. 신경자극이 중단되어 칼슘이 근형질세망으로 되돌아가고 근수축이 완료
      15. 근이완과정
      16. 신경임펄스의 전달이 중단된다.
      17. 근형질세망으로부터 칼슘유리가 중지된다.
      18. 액틴의 결합부위에 결합하고 있던 칼슘이 근형질세망으로 들어가 저장된다.
      19. 액틴의 결합부위가 다시 닫히게 되고 굵은 세사의 머리부분과의 결합이 차단된다.
      20. 가는 세사는 바깥쪽으로 움직이고 근절(Z선)의 길이는 길어진다.
    2. 자극- 수축 결합의 단계(2단계)
      1. 자극
      2. 운동신경의 활동전위는 신경연접의 공간으로 아세틸콜린을 방출하게 한다.
      3. 아세틸콜린은 운동말판의 수용체와 결합하여 탈분극을 유도하는 종판전위를 야기시키며
      4. 이는 근육 내 가로소관으로 전도된다. 이렇게 탈분극이 일어나면 근형질세망으로부터 칼슘이온이 방출된다.
      5. 수축
      6. 휴식상태에서는 마이오신 십자형가교는 액틴과 약한 결속 상태로 연결되어 있다.
      7. 탈분극이 일어나면 근형질세망으로부터 칼슘이온이 근형질로 방출된다.
      8. 이는 트로포마이오신의 위치를 변형시켜 액틴의 활동부위가 노출된다.
      9. 이에 따라 활성화된 마이오신 십자형가교는 액틴의 활동부위와 강하게 결합한다.
      10. 인원질은 마이오신 십자형가교로부터 방출되고 활성화된 십자형가교는 액틴을 잡아당긴다.
4. 근섬유형태
  1. 근육의 종류
    1. 골격근
    2. 내장근
    3. 심근
  2. 골격근의 특성
    1. 생화학적 특성
      1. 산화능력
      2. 미토콘드리아의 수와 근섬유를 둘러싸고 있는 모세혈관의 수, 섬유 내의 미오글로빈의 양에 의해 결정된다.
      3. ATPase 효소의 활동성
      4. 다양한 형태의 ATPase 효소의 동위형태가 존재하며 각각의 형태는 ATP를 활성화시키는 속도가 다르다.
      5. 따라서 활동성 높은 ATPase 효소를 갖고 있는 근섬유는 ATP 생성을 빠르게 촉진하여 근수축력을 강화 시킬 수 있으며
      6. 낮은 ATPase 는 근수축의 속도를 느리게 할 수 있다.
    2. 수축특성
      1. 근섬유의 최대근력
      2. 근횡단 면적당 발휘되는 힘의 양
      3. 특이장력= 근력/근횡단면적
      4. 속근섬유는 지근섬유보다 더 강한 힘을 발휘하는가?
      5. 마이오신 십자형 가교의 숫자에 직접적인 원인(속근>지근)
      6. 근섬유의 수축속도
      7. 마이오신 ATPase 효소의 활동성
      8. 속근>지근
      9. 속근섬유가 지근 섬유에 비해 수축속도가 빠른 이유는?
      10. 신경세포의 세포체와 신경 섬유의 직경이 크고 신경 세포의 축삭이 더 발달
      11. 신경세포가 지배하는 근섬유수가 지근보다 많다.
      12. 근섬유의 근형질세망이 지근에 비해 발달해 있다.
      13. ATPase가 지근에 비해 빠른 기전을 가지고 있다.
      14. 근섬유의 효율성
      15. ATP를 사용한 에너지의 양/ 발휘된 근력
      16. 지근 > 속근
  3. 근섬유 형태의 특성
    1. 지근섬유
    2. 속근섬유
  4. 근섬유 형태와 수행능력
순환계와 운동
1. 심폐계
  1. 심폐계의 주요목적
  2. 호흡계와 순환계가 한 쌍의 단위로 함께 작용한다.
2. 심혈관계
  1. 순환시스템
    1. 심장
    2. 혈관
    3. 혈액
  2. 심장구조
    1. 심방
    2. 심실
    3. 판막과 심실충격
  3. 혈관시스템
    1. 동맥
    2. 정맥
    3. 모세혈관
  4. 순환
    1. 폐순환
    2. 체순환
3. 심장의 전기적 활동
  1. 심장 자극전도 시스템
  2. 심전도
  3. 심장활동의 외인성 조절 및 부정맥
    1. 심장활동의 외인성 조절
      1. 부교감신경 시스템
      2. 교감신경 시스템
      3. 내분비 시스템
    2. 부정맥
      1. 서맥
      2. 빈맥
    3. 운동중 심박수 증가 구체적 기전
      1. 부교감 감소(아세틸콜린 감소), 교감 증가(카테콜라민 증가)
      2. 아세틸콜린
      3. 근육
      4. 탈분극, 근수축 촉진
      5. 심장
      6. 과분극, 심장수축 억제
4. 심박출량= 1회박출량(SV) X 심박수(HR)
  1. 1회박출량
    1. 심장의 수행능력
      1. 1회박출량= 이완기 용량 - 수축기 용량
      2. 구출율= <(EDV-ESV) / EDV> X 100
    2. 1회박출량을 조절하는 3가지 변인
      1. 심실이완기말 혈액량(전부하)
      2. 프랭크-스탈링 법칙
      3. 정맥혈회기량 증가
      4. 1회 박출량증가
      5. 정맥혈 회기량을 조절하는 기전
      6. 근육펌프
      7. 골격근 수축에 의한 펌프
      8. 호흡펌프
      9. 호흡하는 동안 가슴 내 압력은 감소, 복부의 압력은 증가
      10. 복부부분에서 가슴으로 정맥혈의 흐름을 만들며 결과적으로 정맥혈회귀를 증가
      11. 정맥수축
      12. 혈액을 저장하는 정맥의 용량 감소에 의해 정맥혈회귀를 증가
      13. 정맥에서 감소된 용적량의 최종 결과는 심장 쪽으로 혈류를 이동
      14. 심실수축력(수축촉진 상태)
      15. 교감신경의 자극
      16. 카테콜라민
      17. 평균 대동맥 혈압(후부하)
      18. 평균동맥압= 심박출량 x 총말초저항
      19. 1회심박출량은 심장의 사후부하와 반비례
      20. 대동맥압이 증가하여 심박출량의 감소
      21. 운동하는 동안 소동맥관의 확장으로 심장의 사후부하 감소!
    3. 심실의 혈액 충만. 심실이 비워지는 능력
      1. 심실의 혈액충만
      2. 심장에 들어오는 정맥혈의 용량
      3. 심실의 팽창성(심실의 확장능력)
      4. 심실이 비워지는 능력
      5. 심실의 수축력
      6. 대동맥과 동맥 압
    4. 스포츠심장의 형태적 변화
      1. 지구성 트레이닝
      2. 심실용적의 증가
      3. 순발성 트레이닝
      4. 심근 두계층의 증가
  2. 심박수
    1. 맥박
      1. 요골동맥, 경동맥, 측두동맥
    2. 조절기전
      1. 부교감 신경
      2. 아세틸콜린
      3. 교감 신경
      4. 카테콜라민
    3. 안정시 HR
      1. 운동중 HR
      2. 증가이유
      3. 활동근육의 산소와 영양소 제공하기 위해서
      4. 정상상태(항정상태)의 HR
    4. THR=HRR x X% + HRrest
      1. HRmax= 220- 나이
      2. HRR = HRmax - HRrest
  3. 심박출량(334P)
    1. 운동강도의 증가에 따른 심박출량의 변화
    2. 심박출량의 증가의 주된 목적이 근육 내의 증가된 산소수요를 충족시키기 위한 것이기 떄문에 심박출량과 운동강도 사이에는 직선적 관계
    3. 운동시작초기
    4. 운동강도 40-60% Vo2max
5. 최대산소섭취량(Vo2max)
  1. 운동하는 골격근에 증가하는 산소 운반의 기전
    1. VO2max= CO x a-vO2diff
      1. 심박출량의 증가
      2. 비활동 조직으로부터 활동하고 있는 골격근으로의 혈액 재분배
  2. 혈류재분배 - 운동 중 국부 혈류량의 조절
    1. 자동조절능력
      1. 혈관자체의 조절능력
      2. 산소감소,Co2증가, 칼륨이온, 수소이온, 젖산, 증가
      3. 소동맥관 팽창
      4. 혈류저항 감소- 혈류량 증가
    2. 외인성 신경 조절
      1. 교감신경의 자극
      2. 활동근육의 혈관확장
      3. 비활동근육의 혈관수축
  3. 참고: 트레이닝을 중지했을 때 vO2max가 빠르게 감소하는이유?
  4. 모세혈관의 밀도는 일정한 반면 근육의 미토콘드리아수가 감소하기 때문이다.
6. 평균동맥혈압
  1. 동맥혈압 결정요인
    1. 혈관 내 혈액의 양
    2. 심박출량(심장 박동수와 수축력)
    3. 말초저항, 동맥혈관탄력성, 혈액점액성
    4. 심장의 박출량과 말초저항으로 기인되는 동맥내의 혈액량으로 결정
  2. 심박출량 x 혈관저항(말초저항)
    1. 혈액량증가
    2. 1회박출량 증가
    3. 심박수 증가
    4. 혈액의 점도 증가
    5. 말초저항 증가
  3. 혈류 = 압력/ 저항
    1. 혈압
      1. 맥압
      2. 평균동맥압
      3. 혈압의 순간적인 조절은 교감신경계에 의해 이루어지는 반면, 혈압의 장기적인 조절은 신장의 작용에 의해 이루어진다.
    2. 혈류저항(말초저항)= 길이 x 점도 / 반지름4
      1. 혈관의 길이
      2. 혈액의 점성(두께)
      3. 혈관의 직경(반지름)
    3. 운동 중 혈압
      1. 최대하 운동 - 정상상태
      2. 저항성 운동 - 증가
  4. 평균동맥압(증가)= 심박출량 (증증증) x 총말초저항 (감감)
    1. 동맥혈압의 항상성(동맥혈압의 동적 항정상태)
    2. 심박출량의 증가가 총 말초저항의 감소보다 크다.
    3. 혈압은 운동시 직선적 증가-> 심박출량 증가
    4. 저항은 활동근의 혈관수축이 덜 하기 때문에 감소
7. 운동시 순환계의 반응
  1. 안정시에서 운동으로의 전환
  2. 운동으로부터의 회복
  3. 점진적인 운동
    1. 점진적 운동시 심박출량의 증가
      1. 혈류에 대한 혈관저항감소
      2. 평균 동맥압의 증가
    2. 운동중 평균동맥압의 증가
      1. 수축기 혈압의 증가
      2. 이완기 혈압은 점진적 운동 중 일정
    3. 운동중 심박수와 수축기 혈압이 증가하는 것은 심장의 부하를 증가
      1. 운동중 심장에 부과되는 대사적 요구는 심근산소 요구량으로 예측
      2. 심근산소요구량= 심박수 X 수축기 혈압
  4. 안정시 운동시 심근의 산소 요구의 소비에 영향을 미치는 요인
    1. 심박수
    2. 좌심실 크기
    3. 심근수축성
  5. 팡운동과 다리운동
    1. 팔운동 심박수와 혈압 > 다리운동 심박수와 혈압
    2. 심박수가 더 큰 이유
      1. 심장으로의 더 큰 교감신경자극 증가
    3. 혈압이 더 큰 이유
      1. 비활동근 그룹에서의 혈관수축
      2. 운동수행시 더 큰 그룹 근육(다리)과 관련 - 더 많은 저항 혈관들은 확장
      3. 심박출량X저항=혈압
      4. 다리의 더 낮은 말초저항은 더 낮은 혈압반영
  6. 간헐적인 운동
  7. 장시간의 운동
8. 운동에 대한 심혈관 반응의 조절
  1. 중추명령 - 고위 중추
  2. 심혈관 조절 중추
  3. 근육의 화학적 기계적 수용기
  4. 압력 수용기
9. 운동에 따른 심혈관계의 반응
  1. 심박출량 증가
    1. 심박수증가
      1. 교감신경 증가(부신수질- 카테콜아민)
    2. 1회박출량증가
      1. 정맥혈회기량
      2. 골격근 활동
      3. 심호흡
      4. 정맥수축
  2. 골격근으로의 혈류흐름 증가
    1. 혈류재분배
      1. 근육에서 대사적 혈관 확장(교감신경 자극감소)
    2. 동정맥 산소차
      1. 교감신경계에 의한 내장혈관 수축
호흡계와 운동
1. 호흡계의 기능 및 목적
2. 호흡계의 구조
  1. 전달영역
  2. 호흡영역
3. 호흡의 원리 - 호흡역학
  1. 보일의 법칙
  2. 호흡근 작용
    1. 안정시
    2. 운동시
  3. 흡기
    1. 대기의 부피 < 폐내의 부피
      1. 체내에 공기가 들어오는 것으로 횡격막과 늑간을 이용하여 폐속의 압력을 낮게 하여 공기를 체내로 들어오게 함
      2. 횡격막이 내려간다. 복부의 내장들이 하방으로 이동, 늑골은 바깥쪽으로 이동- 흉막내 압력이 감소
      3. 대기압 > 폐내압
  4. 호기
    1. 폐내의 부피 < 대기의 부피
      1. 폐속의 압력을 높게하여 대사과정에서 생긴 CO2가 폐속의 압력을 높게하여 바깥으로 내뱉게 한다.
      2. 횡격막 위쪽으로 이동, 폐가 작아진다. 늑골은 하방 내부쪽으로 당겨지게 되어 압력이 증가
      3. 안정시에는 수동적으로 일어나고 운동중이거나 수의적인 과환기에는 복부에 위치한 복직근과 내복사근에 의하여 능동적으로 이루어진다.
      4. 폐내압 > 대기압
4. 기체교환. 가스의 확산
  1. Fick의 확산법칙: 가스교환
    1. 환산거리
      1. 길수록 반비례
    2. 확산면적과 분압
      1. 운동중에는 개방된 모세혈관 수가 증가해 폐의 확산 면적과 확산능력을 증가시킨다.
    3. 산소와 이산화탄소의 확산속도는 경계면적, 두 영역사이의 분압차에 비례, 확산거리에 반비례한다.
    4. 가스교환에 영향을 미치는 요인
      1. 산소와 이산화탄소의 분압차
      2. 확산거리 짧을 수록
      3. 확산거리 넓을 수록- 모세혈관
      4. 적혈구 및 헤모글로빈의 농도
  2. 외호흡과 내호흡
    1. 외호흡(폐호흡)
      1. 혈액 내 이산화탄소 분압이 폐에서 보다 크면 이산화탄소는 혈액에서 폐로 이동하게 된다.
      2. 외호흡을 일반적으로 폐환기라 한다.
      3. 폐포안에서 공기와 혈액사이의 가스교환 과정으로 폐포와 모세혈관막을 통해서 가스교환이 이루어진다.
      4. 폐포와 대기사이의 산소와 이산화탄소의 교환
      5. 폐포와 혈액사이의 산소와 이산화탄소의 교환
      6. 폐와 조직사이의 산소와 이산화탄소 전달
      7. 우심실-폐동맥-폐-폐정맥-좌심방
    2. 내호흡(조직호흡)
      1. 폐의 산소분압이 혈액 내 산소의 분압보다 크면 산소는 폐에서 혈액으로 운반된다.
      2. 혈액과 조직세포사이에서의 호흡
      3. 내호흡은 외호흡을 통해 공급받은 산소를 혈액과 조직 사이의 가스교환과 조직세포의 산소 이용과 이산화탄소의 배출을 포함
      4. 신체조직과 혈액간의 이산화탄소 및 교환이 이루어지는 것이다.
      5. 혈액과 조직사이의 산소와 이산화탄소 교환
      6. 조직세포의 산소이용과 이산화탄소 배출
      7. 죄심실- 대동맥- 조직- 대정맥- 우심방
  3. 호흡시스템 + 심장혈관 시스템 = 운반시스템
    1. 폐환기(호흡)
    2. 폐확산 - 폐와 혈액사이의 가스교환
    3. 혈액을 통한 산소와 이산화탄소의 운반
    4. 모세혈관에서의 가스교환
5. 가스교환의 트레이닝 효과
  1. 확산능력 향상
    1. 폐
      1. 폐포수 증가
      2. 폐모세혈관망수의 증가
    2. 조직
      1. 모세혈관망수의 증가
      2. 모세혈관 밀도가 클수록 근육을 통과하는 적혈구의 이동을 느리게 만들어 산소확산에 필요한 충분한 시간을 제공한다.
      3. 마이오글로빈 수의 증가
  2. 운반능력 향상
    1. 총혈액량과 Hb수 증가되어 산소나 영양분의 운반능력 증가
    2. 폐정맥으로 환류되는 혈액량 증가
6. 폐환기
  1. 폐용적
    1. 1회호흡량
      1. 1회 호흡시의 흡기또는 호기량
    2. 흡기예비용적
      1. 1회호흡량에서 최대한 더 들어 마실수 있는 양
    3. 호기예비용적
      1. 1회호흡량에서 최대한 배출시킬 수 있는 양
    4. 잔기용적
      1. 최대 호기후의 폐내 잔류 공기량
  2. 폐용량
    1. 흡기용량
      1. 휴식시 호기 후 최대흡기량
    2. 폐활량
      1. 최대 흡기 후 최대 호기량
    3. 기능적 잔기용량
      1. 1회호흡량 배출 후 남은양
    4. 총폐용량
      1. 최대 흡기 후의 폐내용적
  3. 폐포환기와 해부학적 사강
    1. 폐포환기
      1. 폐포환기는 폐포에 도달한 공기가 가스교환에 참여해 폐모세혈관 혈액에 산소를 공급하고 생성된 이산화탄소를 제거해 주는 역할
      2. 즉 폐포에서 산소와 이산화탄소의 교환이 일어나는 것을 말한다.
      3. 호흡영역에 도달한 흡기가스의 용적을 폐포환기량
    2. 해부학적 사강
      1. 호흡경로에 남아 있으면서 가스교환에 참여하지 않는 공기를 지니고 있는 공간을 말한다,
      2. 폐포환기량 = (1회호흡량-호흡사강) X 호흡수
      3. 호흡수가 작고 1회호흡량이 큰 것이 폐포호흡량이 더 높다.
  4. 분당 총 환기량
    1. = 폐포환기량 + 사강 환기량
      1. (분당환기량)= 1회 호흡량 X 호흡수
      2. 사강환기량= 1회 호흡량 - 1회호흡량 X (호기 중 CO2함량 % / 폐포 공기 중 CO2 함량(%)
      3. 폐포환기에 영향을 주는 요인
      4. 호흡의 깊이(1회 호흡량)
      5. 호흡률(호흡수)
      6. 사강환기
      7. 폐포환기량에 대한 1회 호흡량과 호흡수의 영향
      8. 폐포환기량 = (1회호흡량 - 호흡사강) x 호흡수
  5. 환기량의 변화 및 조절기전
    1. 운동전
      1. 환기량 중간수준으로 증가
      2. 대뇌피질의 자극(운동을 한다는 예측)
    2. 운동중
      1. 초기
      2. 급격히 증가
      3. 활동근의 운동 결과(근육과 관절)
      4. 지속
      5. 화학적 자극(이산화탄소)이산화탄소 생성에 따른 호흡중추의 작용
      6. 최대하 운동
      7. 산소요구량과 산소섭취량이 균형을 이루어 항정상태이나 미미한 증가
      8. 최대운동
      9. 산소소비량이 산소섭취량보다 많기 때문에 항정상태를 이루지 못하고 환기량은 계속 증가한다.
    3. 운동후
      1. 초기
      2. 급격한 감소
      3. 자극중단으로 인한 움직임의 감소
      4. 근육과 관절로 부터 자극중단
      5. 후기
      6. 미미한 감소
      7. 이산화탄소 생성의 감소
  6. 젖산역치 = 환기역치
    1. 젖산생성
    2. 젖산제거
7. 혈액에서 산소와 이산화탄소의 운반
  1. 혈액의 기능
    1. 운반기능
    2. 체온조절
    3. 산염기 평형
  2. 혈액의 산소운반
    1. 용해산소
    2. 적혈구의 헤모글로빈
  3. 산화헤모글로빈 해리 곡선
    1. 안정시와 운동시
      1. 안정시
      2. 산소분압과 헤모글로빈과 산소와의 친화도의 관계
      3. 동정맥산소차
      4. 40mmhg의 산소분압까지는 상대적으로 가파른 곡선부분이고
      5. 그 이후는 완만하게 증가하며 항정상태에 이르게 된다.
      6. 운동시
      7. 산소해리곡선의 우측이동
      8. 산소분압
      9. 이산화탄소분압
      10. PH 감소(Bohr 효과)
      11. 온도 상승
      12. 동정맥산소차
    2. 헤모글로빈의 산소 포화에 영향을 미치는 요인
      1. 산소분압
      2. 이산화탄소분압
      3. PH
      4. 온도
      5. 2-3 DPG
  4. 혈액의 이산화탄소 운반
    1. 용해된 상태의 이산화탄소
    2. 헤모글로빈과 결합한 이산화탄소(카바민화합물)
      1. 적혈수 속 단백질의 종말 아미노기가 이산화탄소와 결합해서 형성
    3. 중탄산
      1. CO2 + H2O = H2CO3= H+ + HCO3-
      2. 적혈구 속으로 들어가 탄산 탈수소 효소에 의해 물과 결합
      3. 탄산이 된 이후에 수소이온과 탄산수소 이온으로 해리되어 운반된다.
      4. 해리된 탄산수소이온은 적혈구 세포밖으로 확산되어 혈장속으로 들어와 나트륨이온과 결합하여 폐까지 운반된다.
      5. 혈장속 인산화탄소 농도가 폐포보다 높아 이산화탄소는 혈액에서 나와 폐포로 확산되고 가스교환이 이루어 진다.
      6. 일부 중탄산염은 혈액속에 그댈 운반되거나 헤모글로빈과 결합하여 운반된다.
      7. 남아있는 수소이온은 헤모글로빈과 결합하여 폐로 운반된다.
      8. 이후 폐로 이동하면 반응이 반대로 진행되어 물과 이산화탄소로 분해되어 배출한다.
8. 운동 중 산염기 평형
  1. 산염기, 산도
  2. 근육 내 수소이온 농도 증가가 운동수행에 미치는 악영향
    1. 유산소성 또는 무산소성 ATP생산에 관여하는 중요효소(PFK)의 억제
    2. 트로포닌과 결합하는 칼슘이온의 억제
  3. 산 염기 완충체제
    1. 화학적 완충작용(첫번째 방어선)
      1. 세포내 완충작용(근육)
      2. 단백질
      3. 60%
      4. 인산기
      5. 10-20%
      6. 중탄산염
      7. 20-30%
      8. 세포외 완충작용(혈액)
      9. 중탄산염
      10. 혈장 단백질
      11. 양이 적으므로 심한 운동중에는 완충제로서 유용성이 제한된다.
      12. 헤모글로빈
      13. 안정시 주요 혈액 완충제
      14. 산소와 결합한 헤모글로빈 보다 산소와 결합하지 않은 헤모글로빈이 완충효과가 더 높다.
    2. 호흡에 의한 완충작용(두번째 방어선)
      1. 과환기 - 호흡보상
      2. 호흡을 통해 이산화탄소가 배출되면 탄산이 감소되어 PH가 증가
      3. 이산화탄소의 양이 증가할 때 탄산의 양이 증가하므로 혈액의 수소이온이 증가하여 PH를 조절한다.
      4. 반대로 혈액내 이산화탄소의 양이 감소하면 수소의 양이 감소하여 PH는 증가한다.
      5. 그러므로 호흡계는 혈액 내 이산화탄소의 양을 조절함으로써 혈액의 Ph는 감소한다.
      6. 혈액내 수소이온농도는 폐포환기가 증가되도록 호흡중추를 자극한다.
      7. 수소이온 농도와 중탄산염을 결합시켜 이산화탄소 제거를 활성화함
      8. 사점
      9. 세컨드윈드
      10. 옆구리 통증
    3. 신장에 의한 완충작용
      1. PH감소
      2. 신장에서 중탄산염 분비(배출)속도 감소
      3. PH증가
      4. 신장에서 중탄산염 분비(배출)속도 증가
    4. 혈중 젖산 농도가 증가하면 혈중 중탄산염 농도는 감소
9. 폐기능의 트레이닝 효과
  1. 분당 환기량 일정
    1. 폐포수와 폐용적의 증가로 1회호흡량이 증가
    2. 안정시와 최대하 운동중의 호흡수는 감소
    3. 즉, 1회호흡량 증가로 안정시 호흡수가 감소하여 분당환기량이 일정
    4. VS 최대운동중: 최대분당환랭 증가
  2. 환기효율상승
    1. 폐의 용적이 커져 들숨의 양이 늘어나게 되어 호흡의 효율이 증가한다.
    2. 호흡근에서 산소를 적게 소비함으로써 활동근에 더 많은 산소를 소비할 수 있다는 것
    3. 즉, 안정시 보통사람보다 호흡수는 작지만 더 많은 산소를 소비할 수 있다는 것
  3. 폐활량 증가
    1. 운동을 통한 흡기근의 강화로 흡기용량과 폐포수 증가
    2. 페용적이 커지고 들숨의 용량과 폐확산 용적이 증가
    3. 기능적 잔기량과 잔기용적은 상대적으로 비율이 감소
  4. 동정맥 산소차 향상
    1. 트레이닝 후 안정시 최대 운동시 모두 동정맥 산소차는 증가
    2. 모세혈관망수 증가
    3. 미토콘드리아 수와 크기 증가
    4. 혈액내의 헤모글로빈 수 증가
    5. 근육의 마이오글로빈수 증가
신경계와 운동
1. 신경계의 기능
  1. 지각
    1. 외부상태를 지각
  2. 운동
    1. 운동단위의 동원
  3. 자율
    1. 체내, 체외상황을 감지하여 항상성 유지
  4. 연합
    1. 과거의 운동경험을 기억
2. 신경계 구조도
  1. 신체운동은 에너지만 공급된다고 해서 이루어지는 것은 아니다.
  2. 왜냐하면 근육은 뇌로부터 운동신경에 의하여 운동명령을 전달 받아야 하기 때문이다.
  3. 뇌와 척수로 구성되는 중추신경계와 여기서 출발하여 신체의 말초조직에 이르는 뇌신경, 척수신경 및 자율신경으로 이루어진 말초신경으로 구성
  4. 감각기관
    1. 중추신경계를 향해 정보를 전달
  5. 운동신경섬유
    1. 중추신경계로부터 자극을 받아 전도
3. 신경세포
  1. 구조
    1. 신경원
      1. 신경계의 기능적 단위
      2. 감각 신경
      3. 운동신경
      4. 연합신경
      5. 축색돌기
      6. 세포체
      7. 수상돌기
      8. 축삭
      9. 랑비에결절
      10. 신경연접부
      11. 신경연접부의 의 기능은 곧 신경계의 기능
      12. 수상돌기와 축색돌기가 연결
      13. 근신경연접부의 반응
      14. 흥분성 자극이 축삭 말단에 도달하면 소포에 저장되어 있던 아세틸콜린이 방출
      15. 근섬유의 근섬유막에 있는 아세틸콜린 수용체에서 탈분극이 일어난다.
      16. 신경자극은 근형질의 T세관을 거쳐 근형질 세망의 소포에 도달
      17. 소포에 저장되어 있던 칼슘이 방출
      18. 칼슘에 감수성을 갖는 트로포닌이 트로포마이오신의 위치를 변화시쿄 액토마이오신 복합체 형성
      19. 십자형교 끝에 뭉쳐져 있는 ATP가 ATPase에 의해 분해되면서 발생한 에너지를 통해 수축이 일어난다.
      20. 특징
      21. 자극전달은 일방통행
      22. 화학 물질 전달 지연
      23. 신경자극 전달을 늦춘다.
      24. 피로에 매우 민감
      25. 피로하면 자극이 전달되지 않아 근수축X
      26. 약물에 약함
      27. 높은 역치수준
    2. 신경교
  2. 신경세포의 특성
    1. 전기적 특성
      1. 역치와 실무율
      2. 탈분극시키기에 충분한 자극(1-20mv)
      3. 실무율
      4. 탈분극이 일어나면 활동전위가 발생
    2. 화학적 특성
      1. 두 뉴런사이의 신경자극 전달역할
      2. 흥분성 시냅스 후 전위(EPSP)
      3. 시냅스 전막
      4. 흥분성자극->시냅스 공간(아세틸콜린 방출)-> 시냅스 후막: 탈분극
      5. 억제성 시냅스 후 전위(IPSP)
      6. 억제성 자극->시냅스공간(감마아미노부릭틱산)->시냅스 후막: 과분극
      7. 시냅스로 들어오는 자극이 흥분성 자극이면 막전위를 작게 해 활동전위를 쉽게 일으킬 수 있다.
4. 반사궁
  1. 감각기를 통해 외부의 자극을 감지하고 감지한 자극을 지각신경을 통해 중추로 보내면 중추의 판단이 운동신경을 통해 작용기에 이르러 반응을 보인다.
  2. 감각기-지각신경-중추-운동신경- 작용기
  3. 수의운동
  4. 불수의 운동
5. 중추신경계
  1. 반사궁에 속하는 감각기, 지각신경, 운동신경, 작용기를 말초신경이라 하며
  2. 대뇌,소뇌, 척수는 중추신경이라고 한다.
  3. 뇌
    1. 대뇌
    2. 간뇌
      1. 시상
      2. 시상하부
    3. 소뇌
      1. 신체평형
      2. 자세조정
      3. 운동조절
      4. 스피드 지각효과
      5. 제동효과
    4. 뇌간
      1. 중뇌
      2. 뇌와 척수를 연결
      3. 눈동작의 반사중추로서의 기능
      4. 뇌교
      5. 호흡지배
      6. 평형감각
      7. 청각
      8. 연수
      9. 호흡중추
      10. 반사중추
      11. 추체로를 통해 지각신경과 운동신경이 엇갈린다.
  4. 척수
    1. 감각기능
    2. 운동기능
    3. 반사기능
6. 말초신경계
  1. 감각계
    1. 고유수용기는 근육과 관절에 있는 특별한 감각기관으로
    2. 근육과 건, 인대, 관절에서 오는 여러가지 감각정보를 중추신경계로 전달해 부드럽고 협응적인 운동을 가능하게 해준다.
    3. 운동감각과 관련된 중요한 3가지 감각기관
      1. 근방추
      2. 근육이 넘 빠르게 늘어나거나 평소보다 많이 늘어나면 근방추는 근육이 더 이상 늘어나지 못하도록 명령을 내림
      3. 구조
      4. 추내근 섬유는 모양이 다른 몇 개의 근섬유가 캡슐안에 있는 모양으로 중앙부는 감각신경
      5. 감마운동신경은 추내근을 지배
      6. 알파운동신경은 추외근을 지배
      7. 수축성이 있는 추내근 섬유의 양끝에 감마운동 뉴런이 있고 이는 대뇌 피질에 있는 운동중추로부터 직접자극을 받는다.
      8. 추내근의 중앙 부위에는 액틴과 마이오신이 없어 수축할 수 없다.
      9. 기능
      10. 근육의 신전에 관한 정보를 전달---> 근이 신전되면 감각신경을 통해 중추신경계로 전달
      11. ---> 추외근 섬유의 알파운동신경을 자극해 근을 수축
      12. 감마시스템
      13. 추내근 섬유의 감마운동뉴런이 자극
      14. 추내근 섬유신전
      15. 감각신경을 따라 중추에 전달되어 운동 중추의 판단
      16. 추외근 섬유의 알파운동신경을 조절해 부드럽고 조화로운 동작
      17. 골지건
      18. 근의 수축에 관한 정보를 전달
      19. 운동중추는 알파운동신경에 억제성자극을 가하거나 길항근을 흥분시킴으로써 지나친 수축에 의한 부상을 예방
      20. 관절수용기
      21. 관절의 각도, 관절의 가속도, 압력에 의해 변형된 정도에 관한 정보를 중추신경계로 보낸다.
  2. 운동계
    1. 자율신경계
      1. 교감신경계
      2. 심박수 증가
      3. 심장 수축력 증가
      4. 혈관 확장
      5. 교감 신경계반응의 완화
      6. 혈압증가
      7. 관상동맥의 확장과 심장으로 혈액공급증가
      8. 부교감신경계
      9. 심박수 감소
      10. 관상동맥
      11. 기관지수축
    2. 체성신경계
      1. 추체로
      2. 섬세하고 불연속적 동작을 가능하게 한다.
      3. 전신에 있는 골격근의 수의운동을 지배
      4. 연수 앞부분이 교차
      5. 좌측 대뇌반구는 우반신을 지배
      6. 추체외로
      7. 연수의 추체를 통과하지 않는 모든 신경로
      8. 대부분의 운동은 추체로의 지배를 받으나 추체외로에 의해 부드럽고 조화로운 운동이 가능하다.
      9. 근긴장을 감소시키는 탄력성을 가지므로 한 동작에서 다음동작으로의 이행을 부드럽게 하고 신체자세를 유지한다.
7. 신경계의 트레이닝 효과
  1. 조정력 향상
  2. 동작의 자동화 및 반응시간 단축
    1. 반응선택 시간이 단축
    2. 수의 운동 형태의 운동기능을 계속적으로 반복하면 신경로가 발달하여
    3. 신경이 점차 반사동작처럼 변하여 반응시간이 단축되고 운동기능이 자동화된다.