운동하는 동안 에너지 시스템의 공헌을 결정

안녕하세요, Emerson Frank 박사입니다. 저희 연구팀은 운동 생리학 실험실과 같은 통제된 환경에서는 재현하기 어려운 스포츠 내 에너지 시스템의 결정 방법을 제시하고자 합니다. 각 스포츠는 서로 다른 대사적 요구도를 부여하는 고유한 특성을 가지고 있습니다.

대사 요구량의 가장 중요한 측면 중 하나는 에너지 시스템, 즉 유산소, 젖산성, 무산소, 젖산성 및 유산소 시스템의 상대적 기여도입니다. 일부 스포츠는 주기적이고 예측 가능하기 때문에 실험실 환경에서 어느 정도 쉽게 모사하여 연구할 수 있습니다. 반면, 일부 스포츠는 예측 불가능하며 팀 동료 또는 상대 선수 간의 복잡한 상호작용에 의존합니다.

이는 다수의 팀 스포츠와 여러 개인 스포츠에서도 마찬가지입니다. 여기서는 운동 중 에너지 시스템의 상대적 기여도를 어떻게 평가할 수 있는지 보여드리겠습니다. 이 방법은 모든 유형의 운동에 적용 가능하지만, 여기서는 특수한 특성으로 인해 예측 불가능한 부분에 맞게 조정하는 방법을 강조하겠습니다.

해당 절차가 어떻게 조정될 수 있는지에 대한 예시로 유도가 사용됩니다. 운동선수의 움직임에 따라, 다른 스포츠를 연구하는 연구자들도 이 절차를 쉽게 적용할 수 있을 것입니다. 여기에 제시된 내용을 바탕으로, 다음의 생리학적 변수들을 평가하게 됩니다.

휴식 시 산소 소비량, 운동 시 산소 소비량, 운동 후 산소 소비량, 휴식 시 혈장 젖산 농도, 운동 후 혈장 최고 젖산 농도. 먼저, 휴식 상태의 혈액 샘플을 채취하고 최소 5분 동안 휴식 시 산소 소비량을 측정해야 합니다. 이 기간의 마지막 30초 동안의 산소 섭취량을 사용하여 기저값을 계산하고 산화 대사 기여도를 측정합니다. 혈액 샘플 채취를 위해 귓볼이나 손끝에서 소량의 모세혈관혈을 채취하며, 채취 후 마이크로피펫의 도움을 받아 정해진 부피의 혈액을 동일한 부피의 1% sodium fluoride 용액에 넣습니다. 운동.

휴대용 가스 분석기를 사용하여 산소 소비량을 측정해야 합니다. 이 장비는 호흡 단위로 산소 소비량을 측정할 수 있습니다. 마스크를 착용하고, 호기된 공기가 새어 나가지 않도록 적절하게 밀폐되었는지 확인하십시오.

데이터 수집 전에는 항상 제조업체의 지침에 따라 장비를 교정하십시오. 일반적으로 장비는 선수의 등에 배치합니다. 다만, 복합 스포츠의 경우 유도를 사용하여 장비의 위치를 조정해야 합니다.

예를 들어, 기술적으로 등 쪽 접촉이 필요한 경우 장비를 가슴에 배치합니다. 앞쪽 접촉이 필요한 경우에는 장비를 등 쪽에 배치합니다. 등이 지면에 닿는 경우에도 동일하게 수행해야 합니다.

기술 수행 시 측면 접촉이 필요한 경우, 장비를 반대쪽 측면에 배치합니다. 경기 규칙을 약간 조정하면 선수가 실제 스포츠와 매우 유사한 요구 조건에 놓이게 하는 훈련을 구성할 수 있습니다. 예를 들어, 여기서는 장비의 손상을 방지하기 위해 유도 경기를 시뮬레이션합니다.

상대방은 어떠한 효과적인 메치기 기술도 적용하지 않습니다. 또한, 평가 대상 선수는 등 접촉이 필요한 메치기 기술을 적용해서는 안 됩니다. 데이터 수집이 완료되면 에너지 기여도를 계산하는 절차를 시작할 준비가 됩니다.

수행 방법을 살펴보겠습니다. 우선 혈장 젖산 농도를 측정해야 하며, 혈액을 원심 분리하여 적혈구로부터 혈장을 분리합니다. 그다음 분광 광도법, 광도법, 형광법 또는 전기 화학법을 통해 혈장 젖산 농도를 측정할 수 있습니다.

저희 실험실에서는 보통 자동 젖산 분석기를 통한 전기화학적 방법을 사용합니다. 결과는 작은 화면에 즉시 표시되며, 이후 희석 배수를 통해 보정해야 합니다. 이것은 휴식 시 또는 운동 중 기저 상태, 그리고 운동 후에 나타나는 전형적인 산소 소비 곡선입니다.

운동 후 회복 곡선을 자세히 살펴보면 두 가지 서로 다른 구성 요소를 확인할 수 있습니다. 운동 중 총 에너지 소비에 대한 유산소 대사의 기여도를 계산하기 위해 빠른 성분과 느린 성분을 구분하며, 산소 섭취량의 기저치 또는 휴식 값을 결정합니다. 이는 곡선의 마지막 30초 동안의 평균값을 계산하여 수행할 수 있습니다.

그 다음, 얻은 값에 총 운동 시간을 곱합니다. 예를 들어, 운동 시간이 5분이었다면 휴식 시 산소 소비량에 5를 곱합니다. 운동 중 산소 소비 곡선의 하단 면적을 계산하여 운동 중 총 산소 소비량을 결정합니다.

사다리꼴 방법을 사용하여 곡선 아래 면적을 계산하십시오. 마지막으로, 운동 시 산소 소비량에서 기저 산소 소비량을 뺍니다. 무산소 대사의 기여도를 계산하려면 운동 후 곡선의 역학을 단일 또는 이중 지수 모델로 조정해야 합니다.

각 호흡에서 얻은 데이터를 단일 지수 곡선 및 이중 지수 곡선에 맞추어 사용합니다. 이는 수학 소프트웨어를 활용하여 수행할 수 있습니다. 연구 중인 운동의 곡선 패턴을 알 수 없는 경우에는 단일 및 이중 지수 모델을 모두 테스트하여 데이터에 가장 적합한 모델을 검증해야 합니다.

이를 위해 소프트웨어를 사용하여 단일 지수 및 이중 지수 피팅을 생성하십시오. 최적 모델에서는 실제 곡선이 피팅 곡선에 더 가깝게 나타납니다. 실제 곡선과 피팅 곡선의 데이터를 사용하여 각 호흡에 대한 모델의 잔차를 계산하십시오.

즉, 실제 값에서 적합 값을 뺀 후 그 결과값을 제곱하는 것입니다. 단일 지수 및 이중 지수 적합 모두에 대해 곡선의 각 지점의 잔차를 계산한 후, F 검정을 사용하여 모델 간에 잔차의 차이가 있는지 테스트합니다. 잔차가 가장 작게 생성된 모델이 최적의 모델입니다.

모델 간에 유의미한 차이가 없다면, 가장 단순한 모델인 단일 지수 모델을 사용하십시오. 마지막으로, 최적 적합 곡선에서 제공된 방정식의 항들을 사용하여 전기 대사의 기여도를 계산하십시오. 예시로, 다음은 단일 지수 보정에 대한 방정식입니다.

다음 방정식을 사용하여 무산소 탄성 기여도를 계산하기 위해 이 용어들을 사용하였습니다. 진폭 A1은 60으로 나누어 단위인 분당 밀리리터(milliliters per minute)를 초당 밀리리터(milliliters per second)로 변환해야 합니다. 젖산 및 무산소 대사의 기여도를 계산하기 위해, 휴식기 값 이상의 젖산 1밀리몰(millimole)이 체중 1kg당 산소 소비량 3밀리리터(milliliters)에 해당한다고 가정합니다.

따라서 최대 혈장 젖산 농도에서 휴식 시 혈장 젖산 농도를 뺀 델타 피크 혈장 젖산 값에 3과 선수의 체중을 곱합니다. 밀리리터(mL) 단위로 나온 결과값은 리터(L)로 변환하며, 산소 1L가 20.92 kJ와 같다고 가정하여 에너지 값으로 환산합니다. 마지막으로 각 시스템을 통해 얻은 결과값을 합산하여 운동 중 총 에너지 소비량을 구하며, 이를 통해 전체 소비량에 대한 각 시스템의 상대적 기여도를 계산할 수 있습니다.

여기서 제시한 방법은 지속적 운동과 간헐적 운동 모두에 사용할 수 있습니다. 이 방법의 더 큰 장점은 실험실 환경에서 모방하거나 제어하기 어려운 운동 및 스포츠에도 적용 가능하다는 점입니다. 또한, 이는 세 가지 서로 다른 에너지 시스템의 기여도를 추정할 수 있는 유일한 가용 방법입니다.

따라서 이 방법은 실제 경기 상황과 매우 유사한 생리적 반응을 연구할 수 있게 하여, 본 연구에 바람직한 생태학적 타당성을 제공합니다. 예를 들어, Benefit L을 통해 연구한 결과, 가장 많이 사용되는 무산소 검사 중 하나인 윙 게이지 무산소 검사 동안 에너지의 주된 공급원이 무산소 대사임을 확인하였습니다. 더 정확하게는 50%가 당분해, 30%가 인산크레아틴, 20%가 유산소 대사였습니다.

저희 연구팀의 최근 연구에서는 본 예시에서 제시된 바와 같이 실내 암벽 등반, 조정, 유도의 에너지 기여도를 특성화하였습니다. 실제로, 에너지 기여도에 대한 지식은 일반적인 전략 수립, 훈련, 모니터링 또는 테스트의 타당성 검증에 있어 매우 중요합니다.