최근 우리 사회에는 참살이 열풍을 타고 에어로빅 운동이 큰 인기를 끌고 있다. 살을 빼게 해주고 치매를 없애 주는 등 효과가 있는 것으로 밝혀져 건강에 관심이 있는 사람이라면 대부분 에어로빅 운동을 하고 있다. 이런 측면에서 운동하는 사람이라면 에어로빅(Aerobic), 유산소 운동과 언에어로빅(Anaerobic), 무산소 운동에 대해 들어봤을 것이다.
이 개념은 운동(스트레스)의 강도 차이에서 나온 것이다. 운동 강도가 어느 정도냐에 따라 우리 신체 내에선 다양한 반응이 일어난다. 100m와 1000m를 달려본 사람은 다 느꼈을 것이다. 100m는 온힘을 다해 뛸 수 있지만 1000m는 천천히 달려야만 완주할 수 있다. 1000m를 온힘을 다해 달리면 일반인은 100m, 200m, 선수들의 경우는 300, 400m이후 급격히 스피드가 떨어져 천천히 걷듯이 달린다. 사실 처음부터 빨리 달리면 오버페이스가 돼 제대로 완주조차 못한다.
우리 몸은 100m를 달릴 때와 1000m를 달릴 때 생체적으로 다른 에너지원을 사용한다. 100m는 너무 순식간에 뛰기 때문에 채 산소를 공급하지 못한 상태에서 체내 에너지를 사용한다.
그런데 이렇게 해서 쓸 수 있는 에너지는 기껏해야 1분 정도. 그 이후엔 산소를 태워 에너지를 만들어야만 달릴 수 있다. 여기서 유산소 운동과 무산소운동이라는 개념이 나온다. 우리는 움직일 때 산소가 필요할 때가 있고 필요하지 않을 때가 있다. 우리가 몸을 움직일 때 신체 안에서 만들어지는 에너지의 생성과정에 산소의 유무가 관련되기 때문이다. 운동의 강도(온힘으로 달리느냐, 천천히 달리느냐)와 운동의 지속시간에 따라 신체 내에서 에너지를 만들어내는 방법이 다르다.
우리 몸은 그냥 움직여지는 게 아니다. 몸을 움직일 수 있는 근육이 힘을 발휘하기 위해서는 기계를 움직이는 기름이나 배터리와 같은 에너지가 필요하다. 특히 운동을 하기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하다. 괘종시계의 태엽을 감아주면 태엽이 다 풀어질 때까지 시계가 가고, 떨어지는 물은 수레바퀴를 돌려서 물레방아를 찧게 한다. 그러나 다 풀린 태엽이나 수평면에 있는 물은 시계를 가게 하거나 물레방아를 돌릴 수 없다. 감아준 태엽, 높은 곳에 있는 물은 정지하고 있는 다른 물체를 움직이게 하고 위치를 바꾸거나 속도를 변화시킬 수 있는데 이런 능력을 바로 에너지라고 한다. 에너지를 간단히 표현한다면 ‘작업을 수행할 수 있는 능력’이라고 할 수 있다.
우리 몸이 힘을 내기 위해서는 대기 중에 있는 가스를 이용해 몸속에 있는 에너지를 전환시킴으로써 가능하다. 이를 화학에너지(Chemical Energy)라고 한다. 간단하게 우리가 먹은 밥을 화학에너지로 바꿔 사용하고 있는 것이다. 생리적인 과정을 통해 이러한 화학에너지가 유용하게 사용되려면 화학에너지는 기계에너지, 전기에너지 혹은 열에너지로 전환돼야 한다.
인체의 대사 작용에서 핵심이 되는 것은 세포 내에 있는 미토콘드리아(Mitochondria) 안에서 이루어지는 산화(Oxidation)라고 하는 화학적인 작용이다. 탄수화물이나 지방의 산화과정에서 가장 중요한 것은 바로 에너지 생성이다. 이렇게 생성된 에너지가 있기 때문에 신경자극의 전기에너지가 나타날 수 있고 근육이 수축할 수 있는 기계에너지가 생기며, 체온을 유지할 수 있는 열에너지가 발생한다.
근육이 수축할 때 필요한 에너지원은 삼인산아데노신으로 불리는 ATP(Adenosine Triphosphate)다. 이게 체내에서 분해 돼 근육을 움직인다. ATP는 음식물의 산화과정을 통해 생기는 에너지다. ATP는 골격근, 심장근 등에 대량으로 저장돼 있다.
양종구기자 yjongk@donga.com