[생리학 근육계] 골격근 에너지원 / 골격근 대사

 

<골격근의 ATP 사용 경우와 에너지 공급원 정리>

 

 

 

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1. 근육의 수축/이완 과정 중 ATP 필요한 경우 세 가지

 1) 교차결합의 power stroke를 위해 미오신 ATPase가 ATP를 분해해서 E를 생산한다.

 2) 새로운 ATP 분자가 미오신에 결합하면 액틴 필라멘트로부터 교차결합이 분리된다.

 3) 근육 이완 시 근소포체로 Ca2+를 능동수송한다.

 

 

 

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2. ATP 공급원 세 가지

 1) 포스파겐(Phosphagen)

    - 크레아틴 인산(척추동물), 아르기닌 인산(무척추동물)

    - 세포 내에서 E를 저장하는 인산화합물의 총칭. 

    - 근수축 등으로 E가 대량 필요할 때, 저장하고 있던 E를 방출하여 ADP → ATP로 전환.

    creatine phosphate + ADP  ↔  creatine + ATP    ( 효소 : creatine kinase )

    - 척추동물 휴식기 근육은 크레아틴 인산이 ATP보다 5배 이상 많다.                       

 

 

 2) 해당과정

    - 산화적 인산화보다 낮은 효율 but 상대적으로 빠름

    - O2 없는 환경에서 ATP 생산 가능 

    - 강도 높은 운동(무산소 운동) 시 ATP 주공급원

    - NAD+ 재생 부산물 : 젖산(척추동물) , 옥토파인(무척추동물)

 

pyruvate + NADH  →  lactate + NAD+   ( 효소 : lactate dehydrogenase )

 

pyruvate + Arginine + NADH  →  octopine + H2O + NAD+   ( 효소 : octopine dehydrogenase )

 

         

 3) 산화적 인산화 (TCA + ETS)

    - 근육 활동의 강도와 지속 시간에 따라 포도당이나 지방산 소비

    - 충분한 O2 존재 시 ATP 주공급원 

    - 헤모글로빈(hemoglobin) : 혈액에서 산소 운반

    - 미오글로빈(myoglobin) : 근섬유에 산소 저장

   

 

 

 

 

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3. Fatigue(피로도) : 자극에 대해 골격근의 수축반응이 줄어드는 정도

 

   <피로도의 요인 4가지>

• ADP + Pi 의 국지적 증가
• 젖산의 축적
• 세포외액에 K+ 축적
• 글리코겐의 고갈

 

 

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4. Oxygen debt (산소 부채) 회복

 

  과도한 운동 후 빠른 심호흡을 하는 이유

  회복을 위해 ATP가 多 필요 = 산화적 인산화로 공급 = O2 필요

 

• 크레아틴 인산 회복
• 젖산 → 피루브산 → 포도당
• 글리코겐 저장 회복