어린아이들의 운동과 성장에 관한 논문 --끝

[권강범]

앞으로 성장에 대한 공부를 할려고 합니다.

한의원에서 성장을 많이 다루고 있어, 성장에 대한 정확한 지식을 같이 나누고자 합니다.

오늘은 일단 review article로 어렸을때, 사춘기때 운동이 몸안의 영양소를 끄집어 내서 에너지화하는데 어떻게 영향을 미치는지, glycogen(글리코겐), TG(중성지방) 등의 에너지 저장물을 어떻게 끄집어 내서 에너지를 내는데 쓰여지는지 살펴보고자 합니다.

The endocrine response and substrate utilization during exe.pdf

서론

For nearly all children, regular participation in physical activity is healthy, promoting development of the muscular and skeletal systems, enhancing cardiovascular fitness and insulin sensitivity, while reducing the likelihood of adolescent obesity, dyslipidemia, and insulin resistance. On the other hand, excessive endurance training in adolescence is associated with hypothalamic-pituitary dysfunction that can delay menarche, cause amenorrhea, and lead to immune suppression.

-->거의 모든 애들이 행하는 규칙적인 운동은 건강하게 하고, 근-골격계의 발달을 증가시키고, 심혈관계 적응, 인슐린 민감성을 향상시키고, 사춘기 비만, 이상지질혈증(dyslipidemia), 인슐린 내성을 감소시킨다. 그러나 사춘기때 지나친 지구력 운동(endurance training)은 초경(menarche)의 지연, 무월경( amenorrhea), 면역저하를 유도하는 것과 관련 있는 시상하부-뇌하수체로 이어지는 호르몬의 분비의 이상과 연관되어 있다.

용어; Puberty-Gril: ages 8-13, Boy: ages 10-15 --신체발달이 가장 왕성한 시기.

PUBERTY, INSULIN SENSITIVITY, AND SKELETAL MUSCLE CHARACTERISTICS

The hormones associated with pubertal development, which include growth hormone (GH), insulin-like growth factor (IGF), the sex steroids, and the catecholamines, are also hormones that can influence energy metabolism during exercise.

-->성장호르몬(growth hormone), 인슐린 유사 성장 인자(insulin-like growth factro), 성호르몬(sex steroids), 카테콜아민(catecholamines)과 같이 성장과 관련된 호르몬들은 운동시 에너지 대사에 영향을 미칠수 있다. 

It is well known that pubertal development is associated with a period of insulin resistance (3) and that insulin-stimulated glucose disposal at rest is lower in pubescents than in prepubertal children (3, 5). Although the cause of insulin resistance during puberty is not entirely clear, the elevation in sex steroids are thought to oppose the effects of insulin in skeletal muscle, adipose tissue, and liver (14).

-->사춘기 성장은 인슐린 내성과 관련이 있고, 휴식시(at rest) 인슐린 의존적 포도당의 흡수는 사춘기 전보다 사춘기에(성장의 시기) 낮은데, 그 이유는 정확하진 않지만 사춘기에 성스테로이드의 증가가 골격근, 지방조직, 간에서의 인슐린의 작용을 떨어뜨린 것으로 생각하고 있다.

Maturation of skeletal muscle fiber type at the time of puberty, specifically a pattern change from slow to fast twitch, might explain some of the differences in the metabolic responses to exercise between children and adults. Compared with fast-twitch (or type 2) fibers, slow-twitch red (or type 1) fibers are fatigue resistant with a higher mitochondrial content that relies more on oxidative metabolism of fat and carbohydrates.

--> 사춘기때 지근에서 속근(slow to fast twitch)으로 변화하는 골격근 type의 성숙은 애들과 성인에게서 나타나는 운동에 대한 반응의 차이를 설명할 수 있다. 속근 섬유와 비교해서, 지근 섬유는 지방이나 탄수화물의 산화적 대사에 더 의존하는 높은 미토콘드리아 contents를 가지고 있어 피로-내성적이다(fatigue resistant).

Muscle fiber type composition is known to be influenced by a number of factors, including genetic variation and differences

in muscle use (30, 31). based on the limited information available, very little muscle fiber type changes occur with puberty, although it may be that motor unit recruitment patterns during exercise may change with pubertal development and that these differences might alter fuel selection. Despite similar phenotypical characteristics in muscle between adolescents and adults, their metabolic responses to exercise differ considerably.

-->근육 섬유 조성은 유전적 변화, 근육 사용의 차이를 포함한 다양한 요인에 의해 영향을 받지만 사춘기때 근육 섬유형의 변화는 거의 일어나지 않는다. 그러나 운동시 motor unit recruitment pattern이 변화할수 있고 이러한 변화는 영양소를 선택하는데 변화를 일으킬 수 있다. 애들과 어른과의 유사한 근육의 특징이 있을지라고 운동에 대한 대사적 반응은 매우 다르다.

Compared with adults, adolescents were also shown to have lower circulating lactate levels during exercise, suggesting that the

younger individuals had a lower glycolytic capacity. This hypothesis was based principally on the observation that phosphofructokinase activity was lower in the boys compared with the men. Muscle glycogen content was also found to be 50–60% that of adults (for a review of that work see Ref. 20). Based on these findings, it was proposed that adolescents were more “oxidative” and less “glycolytic” compared with adults.

-->어른에 비해 사춘기 청소년들은 운동하는 동안 낮은 젓산 농도를 나타낸다(어른에 비해 3.5배 낮은 latate dehydrogenase 활성도). 이는 사춘기 애들은 낮은 해당-능력을 가지고 있음을 보여준다. 그 이유는 어른에 비해 애들에게서 낮은 phosphofructokinse(PFK) 활성도, 어른에 비해 50-60% 정도의 글리코겐 저장 함량이다. 이러한 결과를 기초로 사춘기 청소년은 어른에 비해 더 산화적, 덜 해당적이다.

ENDOCRINE RESPONSES TO EXERCISE AND GLUCOSE HOMEOSTASIS

In adolescent boys and girls, intermittent high-intensity cycling at 80% peak oxygen consumption (V˙ O2peak), with 1-min rest intervals every 10 min, causes an
10-fold increase in serum GH levels, although IGF-I levels are unaffected (27). Interestingly, a high-fat meal before high-intensity intermittent exercise blunts the GH response considerably (27). Carbohydrate ingestion also blunts the GH response to exercise in boys and girls (68). Thus the timing of a nutrient-rich meal before exercise may be an important consideration in young growing adolescents.

-->청소년 애들에게 매 10분마다 1분동안 강한 사이클링 운동은 혈청 성장호르론의 농도를 10배 증가시킨다(IGF-1은 변화없음). 이런 강한 운동하기전에 탄수화물이나 지방의 섭취는 성장호로몬의 반응(작용)을 무디게 한다. 그래서 운동하기전에 영양소가 풍부한 음식물의 섭취는 커가는 애들에게 중요한 고려사항이다.

; 나머지 애기들은 가설단계에 있네요...연구하기가 힘들어서 더 많은 연구가 필요하다고 언급하고 있음.

SUBSTRATE UTILIZATION DURING EXERCISE

Timmons et al. (67) found that during cycling at 70% V ˙ O2 peak, pre- and early perpetual boys oxidize
70% more fat and
23% less carbohydrate compared with men (67). The higher relative contribution from fat in adolescents persists even when the exercise is performed during carbohydrate feeding.

--> Timmons 등은 산소최대요구량 70% 정도로 사이클 운동을 할때 청소년기 애들은 성인에 비해서 에너지를 내는데 지방을 70% 더 이용하고 대신에 탄수화물을 30% 덜 이용한다. 이러한 청소년기에 상대적으로 높은 지방의 에너지화 비율은 운동하는 동안 탄수화물을 섭취하더라도 유지된다.

*청소년기에 지속적인 적당한 강도의 운동시 나타나는 근육에 공급되는 에너지 원에 대한 그림.

1,2,5) high epinephrine/insulin ratio에 의한 지방조직에서 중성지방에 분해되어 혈중에 공급되는 자유지방산이 골격근로 유입되어 미토콘드리아내로 들어가서 산화되어 에너지를 냄. -->요개 가장 중요한 포인트

3) 근육내 글리코겐의 저장이 줄어듬

4) 근육내 해당과정에 관여하는 효소들의 활성도가 감소함

--> 종합해 보면 사춘기 운동(성인에 비해)은 탄수화물에 비해 지방의 이용성을 증가시킨다.

[문형철]

내가 아는 시청마라토너(성인 여성 마라토너)의 경우에 이와 비슷한 문제들이 발생하더라. 생리불순, 소화장애 등..

[권강범]

논문을 읽다보니 몇가지 이해안되는 상황이 있지만....사춘기 성장기때 운동시 근육에 필요한 에너지를 내기위해 탄수화물(글리코겐, 포도당)을 이용하기보다는 지방을 분해해서 에너지를 낸다는게 중요한 점인것 같다. 비만에 적용하면 성인의 비만 보다 애들 비만이 운동을 통해, 또는 다른 방법일지라고 지방을 분해하는 능력이 탁월하다는 의미인 것 같다. 즉 대사적 유연성이, 오랫동안 나쁜 습관에 의해 축적된 병변이 애들일수록 받아들이는 능력이 낮다는 애기인것 같기도 하고....

[정기홍]

이 결과를 응용한다면 비만 아이들은 운동을 할 경우 공복 운동을 위주로 하는 게 더 효율적이라는 말이겠지? 그런데 '사춘기 청소년은 어른에 비해 더 산화적, 덜 해당적이다'에서 더 산화적이라는 게 어떤 의미고 왜 그런 결론이 도출된 거지?

[문형철]

지금 어떤 의미인지, 어떤 결론이 날지는 아직 모른다. 다만..현상이 그렇다는 정도까지만 인지한 상태다.

[권강범]

덜 해당적이란 애기는 해당과정을 매개해주는 효소들 중 PFK라는 효소의 활성도가 어른에 비해 낮아서 그런거고, 더 산화적이란 애기는 산소를 이용해서 지방을 태우는 미토콘드리아에서 일어나는 활동이 어른에 비해 높다는 애기..그래서 덜 해당적, 더 산화적이란 애기가 나온거지...위의 논문은 운동에 반응하는 민감도가 그렇단 애기니까..오해하지 말고..더 공부해 보자..청소년 성장에 대해 이번 학기 공부할거니까 쭉 보면 어떤 결론이 나오지 않겠어...Key word; 성장, 성장호르몬, 인슐린 유사 성장 요소(insulin-like growth factor), 성호르몬, 운동 으로 잡아서 접근할려고 한다.....ㅋㅋ 날씨 정말 좋다....

[정기홍]

성장기때는 활동시 당을 분해하는 효율이 낮고 지방을 태우는 효율은 높다는 거네. 그러면 이렇게 생각해도 되려나. 성장기는 생리적으로 해야할 게 많기 때문에 에너지를 저장하기보다는 에너지를 쓰는 데 더 전문화돼 있을 가능성이 많고, 그래서 에너지를 사용할 때 더 효율적인 방법으로 탄수화물(g당 4kcal)보다 지방(9kal)을 잘 사용한다.. 더 나아가 아동기때는 지방을 태우고 나서 발생하는 부차적인 문제를 어른보다 훨씬 더 효율적으로 해결하는 기전 또한 갖추고 있을 것이다.. 그리고 상대적으로 덜 소모되는 당을 관리하는 생리적 기전(인슐린과 관계된) 또한 어른보다 더 갖추고 있을 것이다.. 앞으로 많이 얘기해줘. 기대할께~ㅋ

[권강범]

음...근거는 아직 없어서 단언적으로 말할 순 없지만...뭐 공부를 하다 보면 알수 있겠지....ㅋㅋ 이놈의 월요병은 언제 없어지는 거야? ㅋㅋㅋ