[양종구의 100세 시대 건강법]왜 유산소운동이 다이어트에 좋은걸까?

동아일보 자료사진

우리 신체 내에는 유산소(Aerobic) 및 무산소(Anaerobic) 운동에 필요한 화학에너지를 생산하는 공장 3개가 있다.

먼저 무산소 에너지 생산과정이다. 쉽게 이해하기 위해 ‘산소가 필요 없는 에너지 공장’으로 설명한다. 100m달리기나 역기들기 같은 격렬한 운동을 단시간 내에 해야 할 경우에 필요한 에너지는 무산소공장을 통해 공급된다. 무산소공장엔 ‘ATP-PC시스템’과 ‘젖산시스템’ 두 가지가 있다.

ATP-PC시스템(즉석 에너지)은 가장 간단한 체내 에너지 생산공장으로 에너지가 필요할 때 곧바로 사용할 수 있게 해준다. 단거리 달리기나 역기를 들 때는 들이 마신 산소를 태워 쓸 수 있는 시간이 없다. 산소는 호흡한 뒤 약 50초 정도가 지나야 근육속에 전달되기 때문이다. 그래서 산소 없이 체내에 있는 ‘즉석 에너지’를 태워 쓰게 된다.

체내 골격근과 심장근, 뇌 등에는 비교적 많은 양의 고 에너지 물질인 인산크레아틴(Phosphocreatine·PC)이 저장돼 있다. 무산소 에너지 공급능력은 저장된 ATP(Adenosine Triphosphate·삼인산아데노신·근수축 에너지원)의 양과 PC의 양에 달려 있다.

100m달리기를 한다고 가정해보다. 출발신호와 함께 최대의 힘을 발휘하여 달려야 한다. 이때 출발과 가속에 필요한 에너지를 즉각적으로 공급하기 위해 근육속에 저장된 ATP가 바로 분해 된다. ATP가 감소하면 근육속에 저장된 PC가 분해 되면서 ATP를 빠르게 다시 만들어 운동을 지속할 수 있게 해준다. 이 과정은 에너지를 만들어내는 데 산소를 사용하지 않는다. 그래서 무산소시스템으로 불린다. 이 시스템은 10~15초 사이에 폭발적으로 힘을 쓸 때 필요한 에너지를 공급한다.

두 번째 무산소 공장은 젖산시스템이다. 짧은 단거리를 온힘을 다해 달리다보면 체내에 저장된 ATP와 PC를 다 쓰게 된다. 이때부터 달리기를 계속 유지하기 위해서 다른 에너지 공급 체계가 필요한데 그게 젖산시스템이다.

이 시스템은 효소라는 특수 물질을 이용해 혈액이나 근육속에 저장돼 있는 탄수화물 연료를 분해 시켜 ATP를 만든다. 포도당이라는 탄수화물은 여러 단계를 거쳐 분해 되는데 각 단계마다 특수한 효소가 작용한다. 이 과정에서 피로 유발물질인 ‘젖산’(Lactic Acid)이 파생된다. 그래서 젖산시스템으로 불린다.

이 시스템은 짧은 시간에 강도 높은 운동을 할 때 에너지를 비교적 빠르게 생산한다는 측면에서 아주 중요하다. 그러나 피로 유발 물질인 젖산을 부산물로 생산하기 때문에 계속해서 많은 ATP를 만들어낼 수 없다는 단점을 동시에 가지고 있다. 과거 오래달리기를 할 때 몇 백m 달리고 나면 다리에 힘이 쭉 빠지는 현상을 경험했을 것이다. 체내에 젖산이 쌓이면서 나타나는 현상이다. 젖산시스템은 젖산이 쌓이고 ATP 생산 속도가 점점 느려져 결국에는 ATP 생산이 안 된다. 이 시스템은 강도 높은 운동을 할 때 약 2분까지만 작동할 수 있다. 달리기로 치면 약 800m를 달릴 때(엘리트 선수의 경우)까지 사용된다.

이제 산소가 필요한 에너지 공장을 소개한다. 이 시스템은 말 그대로 산소를 사용해 에너지를 만들기 때문에 ‘O₂시스템’으로도 불린다.

우리는 젖산시스템으로 ATP를 더 이상 만들어내지 못해도 달릴 수는 있다. 다만 속도가 떨어진다. 속도가 급격히 떨어지는 시점에 유산소시스템이 가동된다. 유산소시스템은 ATP-PC시스템이나 젖산시스템에 비해 에너지 생산 속도가 느리다.

이 시스템으론 단거리 달리기를 할 때 필요한 에너지를 공급하지 못한다. 육상에서 100m, 200m, 400m, 800m, 1500m 등으로 거리가 높아질 때마다 속도가 느려지는 이유다. APT-PC시스템이나 젖산시스템으로 필요한 에너지를 오랫동안 만들어 낼 수 있다면 800m나 1500m도 마치 100m를 달리듯 할 수 있을 것이다. 하지만 앞에서 설명했던 젖산시스템이 2분밖에 사용할 수 없기 때문에 1500m를 100m 달리듯 달리기는 불가능하다. 일부 엘리트 선수들의 경우 훈련으로 신체 능력을 키워 800m 이상의 장거리를 100m 달리듯 달리지만 생리적인 한계는 분명 있다. 훈련량으로 그 한계를 조금씩 뛰어 넘을 뿐이다.

유산소시스템은 탄수화물과 지방, 단백질 등을 복잡한 화학적 과정을 통해 완전히 분해 시켜 에너지원인 ATP를 만들어 낸다. 이 과정에서도 효소라는 특수물질이 각 단계에 작용한다. 이 시스템은 젖산시스템과는 달리 젖산을 만드는 단계에서 멈추지 않고 연료를 완전히 분해하며 그 과정에서 산소를 이용한다. 마지막 분해단계에서 산소를 이용해 ATP를 만들기 때문에 유산소시스템으로 불린다.

유산소 시스템은 탄수화물은 물론 지방과 단백질도 에너지로 변화시킨다는 장점을 가지고 있다. 여기서 우리는 ‘왜 유산소운동을 하면 다이어트에 좋은지’를 알게 된다. 유산소시스템은 탄수화물도 태우지만 체내에 저장된 탄수화물엔 한계가 있기 때문에 일정 정도 시간이 지나면 결국 지방을 태워 에너지를 만들게 된다. 그래서 유산소운동이 다이어트에는 그만인 것이다. 이 시스템은 젖산과 같은 피로물질을 생성하지 않아 ATP를 거의 무제한으로 만들 수 있다. 한마디로 마라톤 할 때 가장 활발하게 작동하는 에너지 시스템이다.

양종구 기자 yjongk@donga.com