운동처방 : 체내 산-염기, 산-염기평형의 조절, 운동중 산염기 평형 조절

• 체내의 산과 염기
• 산염기평형의 조절
• 운동중 산염기 평형의 조절

---

1. 체내의 산과 염기

• 인체내의 수소이온농도는 화학작용의 속도와 효소의 형태 및 기능 그리고 세포에 막대한 영향을 미친다.

• 수소이온은 ATP 생산을 위한 유무산소대사과정의 율속효과를 억제하고, 근수축에 필요한 칼슘이온의 방출을 억제하여 근피로를 유발한다.

• 동맥혈의 정상 pH는 7.4이며 수소이온이 증가하여 pH 가감소하면 산증이 되고 수소이온이 감소하면 알칼리증이 된다.

• 산성화 : 이산화탄소, 황산과 인산, 젖산과 아세토아세트산으로 인한 수소이온의 생성으로 인한 산성화.

 

2. 산염기평형의 조절 (완충제, 완충계)

• 체내에서의 산염기 조절은 1) 세포내 완충계와 2) 세포외 완충계로 구분할 수 있다.

• 운동중 초래되는 산증은 대부분 격렬한 운동 중에 근육에서 생성되는 젖산에 기인하며, 이는 세포내외의 완충계와 호흡을 통하여 조절된다.

• 세포내 완충제 : 단백질, 인산기, 중탄산염

• 세포내 단백질은 수소이온을 수용할 수 있는 약산기들을 가지고 있어 완충기능을 수행한다.

• 혈액완충제 : 혈액은 단백질, 헤모글로빈, 중탄산염의 완충제를 가지고 있다.

• 헤모글로빈은 중요한 단백질 완충제로서, 안정시에 혈액의 중요한 완충제로 작용하며 산소와 결합하지 않은 상태에서 완충능력이 더 높다.

• 호흡은 혈액중의 이산화탄소를 몸밖으로 배출시켜 이산화탄소의 양이 감소하면 탄산이 감소하여 pH를 신속히 증가시켜 조절하는 기능을 한다.

• 체액중에 수소농도가 증가하면, 신장은 중탄산염의 배출속도를 감소시킴으로써 혈중 중탄산염농도를 높여 높여 수소이온의 완충을 돕는다.

 

3. 운동중 산염기 평형의 조절

• 점증부하운동시 근육에서 생성되는 젖산이 증가하기 때문에 근육과 동맥혈의 pH 가 감소하는데, 근육의 완충능력에 혈액의 완충능력보다 낮기 때문에 근육내의 젖산 농도가 동맥혈보다 높다.

• 즉, 운동중에 대부분의 수소이온은 근육에서 생성된 젖산으로부터 유래된다.

• 젖산의 완충은 1차적으로 근육내 단백질 60%, 중탄산염20~30%, 인산군(10~20%) 에 의하여 완충된다.

• 근육의 완충능력은 제한적이므로 다음에는 세포외액(주로혈액)에 의하여 완충된다.

• 혈액중의 중탄산염이 주된 완충작용을 하며 헤모글로빈과 혈액단백질이 보조적인 역할을 한다.

• 따라서 운동중에 혈중젖산농도가 증가하면 이와 비례하여 중탄산염의 농도가 감소한다.

• 호흡보상 : 젖산을 완충시키는데 기여하는 호흡의 증가를 대사적 산성증에 대한 호흡보상이라 한다.

• 운동강도+ - 젖산+ - pH - 경동맥체자극 - 폐환기량 증가 - 이산화탄소분압감소 - 산증완화

---

* 호흡계 공식

 

  분당환기량 = 1회호흡량 * 분당호흡수

• 호흡에서 외형적인 분당환기량 보다는 폐포환기량이 높아야 유리하다.

 

* 용어정리

• 폐환기 : 폐에 신선한 공기응 공급하는 것

• 외호흡 : 폐포와 혈액 사이에 산소, 이산화탄소가 교환되는 것.

• 내호흡 : 근세포막에서 산소와 이산화탄소가 교환되는 것.

• 기도부 : 공기의 통로가 되며, 공기를 거르고 습하게 하는 작용을 한다.

• 호흡역 : 폐포

• 해부학적사강 : 호흡시 코,입,기관지 등 가스교환이 이루저지지 않는 공간을 채우는 일부의 공기가 채워져 있는 공간. 해부학적사강은 1회호흡량의 30%에 달하는 150~200ml 이다.

• 용적

• 용량 : 두 가지 이상의 용적을 합한 것

• 1회호흡량 : 1회 호흡시 들이쉬거나 내쉬는 공기의 양

• 흡기예비용적 : 최대로 들이쉬었을 때 1회 호흡량을 초과한 공기용적

• 호기예비용적 : 최대로 호기 했을 때 정상적인 호기량을 초과한 공기용적

• 잔기용적 : 최대호기 후에도 폐에 여전히 남아있는 소량이 공기용적

• 폐활량 : 흡기예비용적 + 1회호흡량 + 호기예비용적

• 총폐용량 : 폐활량 + 잔기용적

• 기능적잔기량 : 호기예비용적 + 잔기용적

• 신경성자극 : 대뇌의 운동역이나 운동근의 기계적 수용기로부터 나오는 신경적인 자극. 운동속도,강도에 의해

• 체액성자극 : 연수의 중추 화학수용기와 말초수용기로부터 전달되는 자극. 분압,산성화,온도등에 의해

• 산 : 수소이온을 방출하는 분자 +

• 염기 : 수소이온과 잘 결합할 수 있는 물질

• 경동맥 : 머리부분에 혈액을 공급하는 동맥