운동과 젖산 순환

진정권(Jin, Jung-Kwon),이대택(Lee, Dae-Taek),이명천(Lee, Myung-Chun) 대한운동학회 2006 아시아 운동학 학술지 Vol.8 No.2

본 연구는 골격근에서 젖산의 생성과 산화에 대해 알아보고자 조사되었다. 역사적으로 살펴보면, 골격근은 운동중 젖산 생성의 장소이며 산소의 부족과 피로와 관련된다고 제시되었다. 최근에 와서, 골격근은 젖산 생성 뿐 아니라 젖산 제거에 중요한 역할을 한다고 인식되었다. 젖산 교환은 막운반단백질(monocarboxylate transporter, MCT)에 의해 중재됨이 보고되었다. 젖산탈수소 효소(LDH)는 젖산 형성과 근세포에서 젖산의 전환을 조절하며 5가지의 LDH 동위형태가 있다. 지구력 훈련은 젖산 제거를 증가시키고 젖산 생성을 감소시켜 근육 내 젖산 함량을 감소시킨다. This paper examines the process of lactate production and uptake in skeletal muscle. Muscle has been viewed primarily as a producer of lactate which related to oxygen deficit and fatigue, but is now considered to be a major site of lactate uptake. Skeletal muscle has a large capacity for lactate oxidation and it is enhanced by exercise. Lactate exchanges are facilitated by membrane-bound MCT. Lactate dehydrogenase (LDH) controls the formation of lactate and may regulate the turnover of lactate in the muscle cell. Skeletal muscle contains five LDH isoforms (LDH 1-5). Endurance training decreases muscle lactate concentrations by increasing lactate clearance and by decreasing lactate production.

젖산의 이해

송윤경 ( Yoonkyung Song ),전용관 ( Justin Y. Jeon ),서상훈 ( Sang-hoon Suh ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2017 체육과학연구 Vol.28 No.1

과거에 젖산은 산소 부족으로 인해 근육과 혈액에 축적되어 조직을 손상시키며 피로를 유발한다고 알려져 왔다. 또한, 생성된 젖산은 운동 후 회복기에 글라이코젠 재합성을 위한 초과 산소 소비(산소 부채, oxygen debt)의 원인이 된다고 알려져 왔다. 하지만, 동물과 사람을 대상으로 한 선행연구를 통해 젖산이 휴식과 운동중에 에너지 요구량이 증가할 때, 적절히 에너지를 공급하여 세포 내 ATP의 농도를 정상 수치로 일정하게 유지시키는 중요한 대사물질이라는 것을 알게 되었다. 젖산은 생성된 세포 내에서 이용(세포 내 젖산 셔틀, intracellular lactate shuttle)되거나 세포간질 또는 혈관을 통해 멀리 떨어진 다른 세포로 전달되어 이용(세포 간 젖산 셔틀, cell-cell lactate shuttle)된다. 이러한 젖산 셔틀(lactate shuttle)을 통해 알 수 있듯이 젖산은 휴식과 운동 중, 운동 후 회복 시에 해당작용과 산화적 인산화 과정을 연결하는 중간 매개물질이며 글루코스 신생합성의 전구체이다. 따라서 본 연구는 휴식과 운동 중에 젖산의 생리적 기능 변화 과정과 세포간, 세포 내 젖산 셔틀, 젖산의 임상적 활용에 대한 선행 연구를 고찰함으로써 젖산대사에 대한 최신 지견을 파악하고 그 이해도를 높이는데 그 목적이 있다. Lactate was considered a dead-end waste product of glycolysis due to lack of oxygen. Accumulating lactate in the muscle and blood was viewed only as a major cause of muscle fatigue and tissue damage. Furthermore, buildup of lactate due to glycogen re-synthesis is thought to cause excess oxygen consumption (oxygen debt) after exercise. However, research has also shown lactate to be an important mediator in numerous metabolic processes and a fuel for aerobic metabolism. Lactate is not metabolic waste, but a major player in cellular and whole body metabolism. Lactate can be used within the cell (intracellular lactate shuttle) or be transported through the cytoplasm or blood to be used by other cells (cell-cell lactate shuttle). Lactate shuttle hypothesis has helped in identifying and understanding the link between the glyoclyic and oxidative pathways, and identified lactate as a major energy source and gluconeogenic precursor. Therefore, the purpose of this review was to better understand the physiological roles of lactate at rest and during exercise, and the concept of lactate shuttle with implications for clinical practice.

NADH의 형광을 이용한 종이 미세유체 칩 기반 젖산 센서 개발

신원진 ( Wonjin Shin ),이호서 ( Hoseo Lee ),김민영 ( Minyoung Kim ),박두산 ( Tusan Park ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

젖산은 생체 내 무산소성 에너지 생산과정의 결과물로서 항상성을 유지하며 일정한 농도로 혈중 내에 존재하지만, 혈중 젖산 농도가 과다하게 증가하면 고젖산증 및 젖산혈증의 위험이 있다. 또한, 젖산은 TMR(Total Mixed Ration)사료에서 발효 과정 중 발생하는 성분이며 사료의 발효 정도에 따라 젖산 농도가 변화하게 된다. 이처럼 젖산의 농도를 신속하게 측정하는 기술은 의학, 농업 그리고 그 외 다양한 분야에서 중요하다. 젖산의 농도 측정을 위해 다양한 방법이 있지만, 대표적인 것이 젖산탈수소효소 반응을 이용한 방법이다. 젖산탈수소효소는 젖산과 nicotinamide adenine dinucleotide(NAD)를 피루브산, NADH로 각각 환원시킨다. 이때 생성된 NADH는 340nm에서의 흡광도가 증가하는 동시에 460nm 부근에서 형광을 방출하게 된다. 젖산탈수소효소 반응 전후의 NADH의 흡광도를 측정하여 젖산 농도를 측정하는 것이 일반적인 방식이었다. 하지만, 흡광도 측정 기반의 방식은 값비싼 장비를 사용해야 하며 현장에서 사용할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구의 목적은 NADH의 형광을 이용한 종이 미세유체 칩 기반 젖산 센서를 개발하고, 보다 효과적으로 형광 이미지를 획득하기 위해 스마트폰과 탈부착 가능한 광학 모듈을 개발하는 것이다. 현장에서 신속하게 사용할 수 있는 종이 미세유체 칩 패턴을 개발하였고, 형광 이미지 획득 및 분석은 스마트폰을 이용하였으며 형광 이미지 획득을 위해 별도의 band pass filter는 사용하지 않았다. 설계한 종이 미세유체 칩 위에서 NADH 농도 변화에 따른 형광 세기 변화를 측정한 결과, 0 – 0.8 mM NADH 농도 범위에서 결정계수 0.9878로 매우 높은 성능을 보였다. 0 – 5 mM 젖산 농도 범위에서 측정 가능한 센서를 목표로 실험을 진행하였으며, 실제로 젖산이 포함된 시료를 적용하였을 때, 최적의 조건으로 시료와 반응할 수 있는 종이미세유체 칩의 패턴을 최적화하였다.

청소년 수영선수들의 고강도 운동 중 혈중 젖산농도 모니터링

손희정,권형태,김효식 한국스포츠학회 2020 한국스포츠학회지 Vol.18 No.2

수영 중 혈중 젖산 수치의 평가는 청소년 수영선수들의 경기력에 있어 생리적 효율평가에 있어 필수적이라 간주된 다. 그러나 청소년 수영선수들의 생리학적 평가를 종합한 연구는 거의 없다. 이 연구의 목적은 점증부하 프로토콜(수영 steptest) 을 사용하여 청소년 수영선수(n = 54)의 성별에 따른 무산소성 대사능력(혈중 젖산 농도와 수영 속도)을 평가하는 것에 있다. 각 수영선수들은 강도를 증가시키는 5회 × 200m step test를 수행하였으며, 이 테스트에서 수영 속도는 매 회마다 본인 최고기록의 백분율에 의해 통제되었다. 스테이지 마다 54명의 수영선수들의 손가락 끝에서 혈액 샘플을 채취하였으며, 젖산 수준은 젖산분석기(YSI-1500)를 통해 분석하였다. 데이터 분석은 독립표본 t검정, pearson의 적률 상관계수 그리고 반복측정에 의한 이원 변량분석(Two-way repeated measure ANOVA)을 사용하 여 분석하였다. 연구결과 강도가 증가함에 따라 젖산농도는 여성 집단이 남성 집단 보다 더 높은 결과를 나타냈으며(p = .001), 수영속도와 젖산 농도간의 상관관계에서 정적 상관관계를 나타내었다(r = .264, p = .001). 그러나 여성 집단 에서는 젖산과 수영 속도 간 통계적 상관관계는 나타나지 않았다. 종합적으로, 이러한 중요한 결과는 청소년 수영선수들에 게 성별과 시기에 따라 운동강도와 수영기술을 개발하는 것이 중요하다는 것을 시사한다. During of swimming evaluation of blood lactate level was regarded essential for the physiological efficiency of swimming performance in youth swimmers. However, few studies have combined physiological evaluation in youth swimmers. The aim of the present study was to assess the metabolic anaerobic capacity (blood lactate concentration and swimming velocity) by gender of youth swimmers (n = 54) using an intermittent incremental protocol(swimming steptest). Each swimmer performed a 5 × 200m step test of increasing intensity, in which the swimming velocity was controlled by an signal each 50 m. Blood samples were taken from an fingertip of a total of 54 swimmers at the end of stage. Level of lactate was analyzed by YSI-1500. Data analysis was carried out using independent t-test, Pearson's product moment correlation and Two-way repeated measure ANOVA. From the results of this study, the higher level of lactate for the females group as compared to the males group (p = .016). Also, correlations between lactate level and swimming velocity concentrations were significant positive relationship.(r = .264, p = .001). Collectively, these significant results suggest that the importance of developing swimming technique in youth swimmers by gender.

운동 중 혈액젖산 측정 방법의 비교

신영호 ( Young Ho Shin ),강호율 ( Ho Youl Kang ) 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2014 운동과학 Vol.23 No.2

본 연구의 목적은 다양한 젖산분석법을 운동 중 채취한 혈액에서 서로 비교하고 차이점을 알아보는데 있다. 연구는 D광역시 거주하는 신체 건강한 남자 대학생 10명을 대상으로 실시하였으며 실험 7일 전 운동강도 설정을 위해 에르고미터를 이용한 최대산소섭취량을 측정하였다. 모든 연구대상자는 최대산소 섭취량의 40%, 60%, 80%에서 각 10분간 총 30분간 운동을 실시한 후 편안한 자세로 회복기 5분 동안 실험실에서 안정을 취하였다. 혈액은 운동전, 운동 중(40%, 60%, 80%), 회복기 5분에 채취하였다. 채혈한 혈액 중 500 μl는 8% PCA가 담겨있는 Tube에 담아 분석 전까지 보관하였으며 500 μl는 자동젖산분석기 YSI-1500을 이용하여 즉시 젖산분석을 실시하였다. 나머지 혈액은 응고방지를 위해 헤파린 튜브에 담아 원심분리(3000 g × 20 min)후 혈장만을 분석 전까지 ?70 ℃ 초저냉동고에 보관하였다. 젖산농도는 전혈과 혈장 샘플을 이용하여 자동분석기기(YSI-전혈, YSI-혈장)와 효소법(8% PCA-전혈, 8% PCA-혈장)으로 측정하였다. 혈중 8% PCA-전혈의 젖산농도는 다른 세 가지 방법과 비교하여 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 이러한 차이는 운동중 hemoconcentration effect, 적혈구 헤마토크리트 그리고 혈액샘플 내 적혈구의 젖산 생성과 관련이 있는 것을 알 수 있었다. 그러므로 고강도 운동 시 젖산농도의 정확한 평가를 위해서는 젖산분석방법이 정확히 이루어져야 할 것으로 사료된다. The purpose of the current study was to compare lactate concentrations determined by different analysis methods during graded ergometer exercise. Ten college male students living in a D metropolitan city voluntarily participated in this study. After determining the maximal oxygen consumption 7 days prior to an experimental day, all subjects performed ergometer exercises at 40%, 60%, and 80% for 10 minutes, respectively. Blood samples at rest were drawn from the antecubital vein at the last exercise points, and the 5-min recovery point. Five hundred μl of whole blood was deprotenized with 8% perchloric acid and another 500 μl of whole blood was stored in ice water for auto lactate analysis at the YSI 1500. Eight ml of whole blood was centrifuged to separate the plasma portion for the further lactate analysis at 3,000 g for 20 minutes. Lactate levels were determined by either enzymatic method (8% PCA-blood, 8% PCA-plasma) or auto lactate analyzer (YSI-blood, YSI-plasma) from the whole blood and plasma samples, respectively. The lactate concentrations of 8% PCA-blood were significantly different from the other methods (8% PCA-plasma, YSI-blood, YSI-plasma) (p<0.05). These differences may result from one of the following factors including the hemoconcentration effect during exercise, hematocrit effect due to red blood cell portion, and the lactate production from the red blood cell of sample. Therefore, the results of this study indicate that the methods of lactate analysis need to be carefully elucidated for accurate evaluation of lactate concentration during intense exercise.

혼합배양 환경에서 강산성의 초기 운전 조건이 연속식 젖산발효에 미치는 영향

최규철,김자애,이창수 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2015 No.2

기존의 젖산발효 공정은 순수배양을 통한 회분식 발효를 주로 이용하고 있다. 하지만 멸균과정의 필요와 생산성이 낮은 한계을 가지고 있는 등, 문제점들을 가지고 있어 혼합배양을 통한 연속식 발효가 대안이 될 수 있다. 혼합배양 환경에서는 젖산의 순도와 생산 효율을 높이기 위하여, 젖산균이 우세한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 젖산균이 강산성 조건에서 뛰어난 저항력이 있다는 기존 연구결과를 바탕으로, 혼합배양 환경에서의 강산성 조건의 초기 운전 조건(pH 3.0)이 연속식 젖산발효에 미치는 영향에 대하여 실험하였다. 초기 운전 조건을 pH 3.0으로 고정시킨 반응기에서 초기 운전 조건을 젖산발효의 최적 pH 조건(pH 5.5)으로 유지한 반응기보다 높은 최대 젖산 농도(6.12 g COD/L), 젖산생성속도(0.51 g COD/L/hr), 수율(0.65 g COD/g COD_removed), 그리고 함량(94.8% LA/tSOA)을 보였다. 미생물군집구조 분석 결과, 세균군집구조의 변화는 HRT가 짧아질수록 초기 pH조건보다 HRT에 의한 선택압력에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

혼합배양 환경에서 강산성의 초기 운전 조건이 연속식 젖산발효에 미치는 영향

최규철,김자애,이창수 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

기존의 젖산발효 공정은 순수배양을 통한 회분식 발효를 주로 이용하고 있다. 하지만 멸균과정의 필요와 생산성이 낮은 한계을 가지고 있는 등, 문제점들을 가지고 있어 혼합배양을 통한 연속식 발효가 대안이 될 수 있다. 혼합배양 환경에서는 젖산의 순도와 생산 효율을 높이기 위하여, 젖산균이 우세한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 젖산균이 강산성 조건에서 뛰어난 저항력이 있다는 기존 연구결과를 바탕으로, 혼합배양 환경에서의 강산성 조건의 초기 운전 조건(pH 3.0)이 연속식 젖산발효에 미치는 영향에 대하여 실험하였다. 초기 운전 조건을 pH 3.0으로 고정시킨 반응기에서 초기 운전 조건을 젖산발효의 최적 pH 조건(pH 5.5)으로 유지한 반응기보다 높은 최대 젖산 농도(6.12 g COD/L), 젖산생성속도(0.51 g COD/L/hr), 수율(0.65 g COD/g CODremoved), 그리고 함량(94.8% LA/tSOA)을 보였다. 미생물군집구조 분석 결과, 세균군집구조의 변화는 HRT가 짧아질수록 초기 pH조건보다 HRT에 의한 선택압력에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

혼합배양 환경에서 강산성의 초기 운전 조건이 연속식 젖산발효에 미치는 영향

최규철,김자애,이창수 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

기존의 젖산발효 공정은 순수배양을 통한 회분식 발효를 주로 이용하고 있다. 하지만 멸균과정의 필요와 생산성이 낮은 한계을 가지고 있는 등, 문제점들을 가지고 있어 혼합배양을 통한 연속식 발효가 대안이 될 수 있다. 혼합배양 환경에서는 젖산의 순도와 생산 효율을 높이기 위하여, 젖산균이 우세한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 젖산균이 강산성 조건에서 뛰어난 저항력이 있다는 기존 연구결과를 바탕으로, 혼합배양 환경에서의 강산성 조건의 초기 운전 조건(pH 3.0)이 연속식 젖산발효에 미치는 영향에 대하여 실험하였다. 초기 운전 조건을 pH 3.0으로 고정시킨 반응기에서 초기 운전 조건을 젖산발효의 최적 pH 조건(pH 5.5)으로 유지한 반응기보다 높은 최대 젖산 농도(6.12 g COD/L), 젖산생성속도(0.51 g COD/L/hr), 수율(0.65 g COD/g COD_removed), 그리고 함량(94.8% LA/tSOA)을 보였다. 미생물군집구조 분석 결과, 세균군집구조의 변화는 HRT가 짧아질수록 초기 pH조건보다 HRT에 의한 선택압력에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 사사: 본 연구는 환경부의 폐자원에너지화 전문인력 양성사업으로 지원되었습니다.

크라이오테라피가 운동 후 지연성 근통증에 미치는 영향

복진우,윤진호,박한수,오재근 한국스포츠학회 2023 한국스포츠학회지 Vol.21 No.3

본 연구의 목적은 20~30대 남성을 대상으로 지연성 근통증 유발 프로그램 후 크라이오테라피에 적용이 혈중 젖산과 암모니아와 같은 피로물질, 젖산탈수소효소와 크레아틴키나아제와 같은 근손상지표, 그리고 통증에 미치는 효과를 검증하는데 있다. 연구대상자는 20~30대 남성으로 18명의 대상자를 크라이오테라피를 적용하는 실험군(EG, n=9), 그리고 적용하지 않는 대조군(CG, n=9)으로 무작위 대조방법을 통해 할당하였다. 모든 연구 대상자들은 실험실에 도착해 DOMS 유발 프로그램을 시행하였으며, 프로그램 시행 후 EG는 3분간 크라이오테라피를 적용하였다. 연구의 1차 결과는 혈액변인으로 젖산, 암모니아, 젖산탈수소효소, 그리고 크레아틴키나아제를 평가하였고 2차 결과로 통각계를 통해 통증을 평가하였다. 연구 결과는 젖산과 암모니아에서 상호작용 효과를 확인하였고 젖산탈수소효소와 통증은 CG에서 증가한 반면 EG에서는 억제되는 것을 확인하였다. 결론적으로 지연성 근통증을 유발하는 운동 후 크라이오테라피의 적용은 젖산, 암모니아, 그리고 젖산탈수소효소의 증가를 억제하며, 통증을 개선하는 것을 본 연구를 통해 증명하였다.

사이클 남녀 선수의 모터페이싱 스프린트 훈련시 혈중 젖산 모니터링

권형태 한국코칭능력개발원 2024 코칭능력개발지 Vol.26 No.8

이 연구의 목적은 트랙 사이클 스프린트 종목의 남녀 선수들의 전문체력 측정과 무산소성 파워검사 후 회복기(운동직후, 운동 후 5분, 10분 그리고 20분)의 젖산과 같은 생리적 프로파일을 제시하고 벨로드롬 경기장에서 모터페이싱 스프린트 훈련중 및 훈련 후 회복기(20분)의 젖산 및 심박수의 변화를 검증하기 위해 수행되었다. 연구를 위해 대한자전거연맹에 등록된 16명(남자 8명, 여자 8명)의 실업사이클 스프린트 종목 선수들을 연구에 참여시켰으며 실험실에서 전문체력(하체와 몸통의 등속성근기능, 무산소성 파워검사 및 젖산농도) 측정을 실시하였고 벨로드롬 경기장에서는 훈련 중 및 훈련종료 후 회복기 20분에 혈중 젖산 농도와 심박수의 변화를 검증하였다. 수집된 데이터는 이원 반복측정 분산분석(two-way repeated measures ANOVA), 독립 t-검증 및 대응 t-검증을 이용하여 통계 처리하였다. 본 연구결과, 첫째, 무산소성 파워검사 후 회복기 젖산 검사에서 여자 선수들은 남자 선수들보다 젖산 농도가 높았으며(p<.05), 둘째, 모터페이싱 훈련 후 젖산 농도가 여자 선수들에서 더 높았다(p<.05). 셋째, 젖산 회복률은 두 검사 모두 남자가 여자 선수보다 더 높은 결과를 나타내었다(p<.05). 따라서, 이상의 연구결과는 남녀 사이클 스프린트 종목의 선수들의 종목을 이해하고 성별에 따른 훈련 프로그램의 개발 및 휴식시간 설정에 있어 중요한 자료라 사료된다. The purpose of this study was to present physiological profiles such as blood lactate levels in the recovery period (immediately after exercise, 5, 10, 20 min after after anaerobic power test) in male and female athletes in track cycle sprint events and to verify changes in blood lactate levels and heart rate in the convalescent phase (20 min) during and after motorpacing sprint training at the Velodrome Stadium. For the study, 16 track sprint cyclist (males 8, females 8) registered with the Korea cycling Federation were participated. professional physical fitness (Isokinetic muscle function of the lower extremity and trunk, Anaerobic power test and blood lactate) were conducted in the laboratory, and changes in blood lacctate concentration and heart rate were verified during and after motorpacing training. The collected data was analyzed through two-way repeated measures ANOVA, Independent t-test and Paired t-test statistically processed. From the results of this study, First, in the convalescent lactate levels after the anaerobic power test, the female athletes had higher lactate concentration than the male athletes (p<.05), and second, the blood lactate concentration was higher in the female athletes after motorpacing training (p<.05). Third, the lactate removal rate was higher in men than in women in both exercises (p<.05). Therefore, the above research results are considered important data for understanding the events of athletes in men's and women's cycle sprint events, developing training programs according to gender, and setting breaks.