스포츠 영양코치 Lv2 요약정리 CHAPTER 5. 단백질:조직구성체

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CHAPTER 5. 단백질:조직구성체  

 

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CHAPTER 5. 단백질:조직구성체

 

학습목표 요약

 

1. 완전단백질과 불완전단백 구별, 해당 음식

  1) 완전단백질(Complete Protein) 양질의 단백질

    - 생명과 성장을 보조하는 9가지 필수아미노산을 모두 적정하게 포함한 음식

    - 높은 PDCAAS 수치

    - 육류, 가금류, 달걀, 우유, 유제품 등

 

  2) 불안전단백질(InComplete Protein) 질이 낮은 단백질

    - 하나 또는 그 이상의 필수아미노산을 놓친 식품

    - 낮은 PDCAAS 수치 

    - 곡류, 채소 야채 콩 등

 

   * 근육량을 증가시키는 단백질 식품 우유 및 유제품, 육류, 콩, 두부 중 우유 및 유제품

     류신의 함량이 높을수록 근육의 단백질 합성에 유리

     : 유제품(9 ~ 10%)의 류신 함량은 계란(8.6%) 또는 육류(8%)

 

2. 하루 식사에서 단백질의 양

  - RDA 기준 : 1kg당 0.8 ~1.2g, 1Pound당 0.36g

  - AMDR 기준 : 10% 미만

    * 35% 이상되면 고아미노산 혈증, 고인슐린 혈증, 고 암모니아 등 증상

  - 성인 기준 : 총 단백질 요구량의 25%는 필수아미노산으로 구성되어야 함

     약 14 ~ 15g

  - 부상후 기준 : 1kg당 1.6 ~2.0g

- 근력 훈련, 근육량 증대 :  1.6 ~ 2.0g

- 지구성 훈련 : 1.2 ~ 2.0g 

* 고품질 단백질 섭취 : 한끼 20 ~ 40g

 

3. 9가지 필수아미노산>

      필수아미노산                  RDA(mg/kg)     총량(mg)

  1) 히스티딘                         14                     980

  2) 이소류신                         19                     1,260

  3) 류신                                42                     2,940  

  4) 라이신                            38                     2,660

  5) 메티오닌 + 시스테인      19                     1,260

  6) 페닐알라닌 +티로신       33                     2,310

  7) 트레오닌                         20                    1,400

  8) 트립토판                         5                      350

  9) 발린                                24                    1,680

 

 

4. 단백질의 소화, 체내 단백질의 대사 경로와 분포, 인체 대사에서의 주요기능

  식이단백질은 장쇄-복합아미노산으로 구성

  호르몬, 항체를 합성하는 것 그러나 단백질은 간에서 지속적으로 분해

 

  전환되거나 에너지 생성에 사용됨

 

  1) 단백질의 소화

    - 소화 과정에서 위와 소장의 효소(프로테아제)는 복합단백질을 폴리펩타이드로

    분해시키고 다시 개별 아미노산으로 분해시킴

    - 아미노산은 소장의 내벽으로 흡수되고 혈액을 지나 간문맥을 통해 간으로 들어감

    - 단백질의 소화는 몇시간이 소요,  아미노산이 혈액에 유입되면 5 ~ 10분이내 처리

    - 혈액, 간, 신체 조직에서 지속적인 아미노산의 교환이 이루어짐

 

  2) 단백질 소화와 흡수 요약

    - 위 : 부분적 단백질 소화 - 효소인 펩신과 위산으로 진행

    - 췌장 : 단백질 소화는 췌장에서 분비된 효소로 진행

    - 소장 : 단백질이 아미노산으로 분해되는 마지막 소화는 소장의 세포에서 진행

    - 간 : 아미노산은 간문맥으로 흡수되어 간으로 이동되며 여기서 혈류로 들어감

    - 항문 : 소량의 식이단백질은 배설물에 포함됨

 

3) 위산과 효소들의 단백질 소화

              위                    소장의 내강      소장의 흡수 세포

      폴리펩타이드   >   트리펩타이드   >   다이펩타이드     >    아미노산    >  혈류

                                                            >   아미노산            >    아미노산    >  혈류

                                    다이펩타이드   >   아미노산            >    아미노산    >  혈류

                                    아미노산          >   아미노산            >    아미노산    >  혈류

 

    - 아미노산 2개 펩타이드 결합 : 다이펩타이드

    - 아미노산 3개 펩타이드 결합 : 트리펩타이드

    - 아미노산 50 ~ 100개 펩타이드 결합 : 폴리펩타이드

    - 아미노산 100개 이상 펩타이드 결합 : 단백질

 

 

  4) 인체 대사에서의 주요기능

    - 구조 기능

    근육의 수축성 단백질과 같은 체내의 모든 세포의 원천적인 구성 물질

    - 이동 기능

    혈액에서 중성지질을 운반하기 위한 지질단백질과 같은 다양한 기질 운반

    - 효소 기능

    수많은 다양한 생리적 과정을 조절하기 위한 인체의 거의 모든 효소를 생성

    - 호르몬과 신경전달물질 기능

    인슐린과 같은 다양한 호르몬 생성, 다양한 신경전달물질이나 신경펩타이드

    생성, 세로토닌과 같은 중추 신경계에서 기능

    - 면역 기능

    항체와 같은 면역계의 주요 구성요소 생성

    - 산-염기 균형 기능

    혈액에서 pH를 유지하고자 산성과 염기성의 물질을 완충

    - 체수분 균형 기능

    체조직, 특히 혈액에서 최적의 수분 균형을 유지하기 위해 삼투압 유지

    - 에너지 기능

    탈아미노되어 크랩스 회로에 에너지원을 공급, 과다한 단백질은 에너지 생산을

    위해 포도당이나 지방으로 전환죄기도 함

    - 운동 기능

    구조적 근단백질이 수축하려고 에너지를 이용할때 움직임을 제공 

   

 

5. 운동중 인체 에너지시스템에서 단백질의 역할

  1) 저항성 운동이나 지구력 운동후에 단백질 균형양성 상태가 됨,피로 회복 예방

  2) 훈련된 사람은 안정시에 지방의 산화와 단백질의 절약 효과가 나타남

  3) 유산소 운동은 미토콘드리아의 합성과 산화효소의 합성을 촉진

  산화효소는 단백질로 구성되며 산화적인산화 시스템에서 에너지 생성에 필요

  4) 저항 훈련은 수축성 근단백질의 합성 자극

 

 

6. 근력이나 지구력 운동 선수들은 1일 영양 권장량 RDA 기준보다 더 많은 양의 단백질

  섭취 이유, 1일 권장 단백질 양

  1) 근력이나 지구력 운동 선수들의 더 많은 양 섭취 이유

  - 운동시 단백질이 에너지원으로 산소효소와 미토콘드리아를 만드는데 필요

  - 운동으로 인해 손실되는 단백질 보충

  - 체중 및 근 조직 형성을 위해

  - 훈련 초기에 발생할 수 있는 빈혈 예방을 위해 단백질 필요

  - 훈련과정에서 에너지원으로 사용되는 단백질 재보충

 

  2) 활동적인 사람의 체중(kg)당 권장 단백질량(g)

    - 일반인 : 0.6 ~ 0.8g

    - 근력 훈련 유지 : 1.2 ~ 2.0g

    - 근력 훈련, 근육량 증대 : 1.6 ~ 2.0g

    - 저항성 운동선수 : 1.6 ~ 1.7g

    - 지구성 운동선수 : 1.2 ~ 1.4g

    - 지구력 훈련 : 1.2 ~ 2.0g

    - 보디빌딩, 역도 선수 : 1.2 ~ 2.0g

    - 간헐적, 고강도 훈련 : 1.4 ~ 2.0g

    - 체중 제한 : 1.4 ~ 2.0g

     

      * 1일 필요량 kg 으로 표기된 체중에 해당 수치를 곱한다

      체중을 kg으로 환산하기 위해서는 파운드 체중에 0.454를 곱한다

      * 10대는 10%를 더해야 함

 

  3) 운동선수들을 위한 단백질 섭취 권장사항

    - 근육을 유지하거나 근 생성을 위해 하루 단백질 섭취량은 체중당 1.4 ~ 2.0g

    또는 RDA의 2배(체중당 0.8g)

    - 최적의 단백질 합성을 조장하기 위해 매 끼니마다 3 ~ 4시간씩 20 ~ 25g

    (식이별 체중당 0.25 ~ 0.30g)의 단백질 섭취

    - 류신과 같은 필수아미노산이 풍부한 양질의 단백질을 섭취

    근단백질의 합성을 증가시키는 가장 효과적인 방법

    가능하다면 단백질 보충제 외에 전체 식품에서 단백질을 선택

    - 단백질 합성을 극대화 하려면 운동 직후, 즉시 양질의 단백질을 20 ~ 25g 섭취

 

7. 운동 전/후 단백질 섭취(양, 유형, 시간)를 포함하는 식이 전략

    회복하는 동안 근조직 동화작용에 도움이 되는 기질과 호르몬 생성을 제공

    하는데 도움이 될 수 있다는 것을 기술

  1) 운동전 단백질 섭취

  탄수화물을 포함시킨 유리아미노산 섭취가 운동 후 섭취한것에 비해 운동에

  따른 동화작용이 더 우수하다고 주장

 

  2) 운동 후 단백질 섭취

  - 단백질을 통해 체내 아미노산 가용성을 늘리려면 소화와 흡수가 잘 되어야 함

  - 필수아미노산(특히, 류신)이 풍부한 단백질 섭취

  - 가장 일반적으로 소비되는 단백질 보충제 : 우유에 포함된 2종의 단백질

  =유청과 카제인

  유청 단백질은 카제인이나 콩 단백질에 비해 MPS(근 단백질 합성)를 안정시

  나 운동후에 더 크게 자극

  * 카제인은 소화와 흡수가 콩보다 느리지만 콩보다 많은 양의 시간 간격으로

  4회에 걸쳐 제공하는 것은 매 1.5 시간, 6시간마다 제공하는 것보다

  MPS(근 단백질 합성)를 더 증가시킴

  - 운동 직후 단백질과 탄수화물 복합물을 섭취하면

  근육의 동화작용과 회복에 영양학적으로 호르몬적으로 호의적인 환경을 제공

  인슐린과 함께 성장 호르몬이나 테스토스테론 등의 동화 호르몬 증가

  이화 호르몬으로 알려진 코티솔 분비를 낮출 수 있음

  운동 후 3 ~ 4시간 정도의 간격을 두고 주기적으로 섭취

   

8. 운동이나 운동수행력에 따른 적응을 향상시키고자 단백질과 단백질 식이보충제의

    사용에 대한 근거, 효율성과 주요 근거  

  운동 수행력이나 신체조성을 향상시킬 수 있는 능력에 대한 증거는

  베타알라닌, 식이질산염, 크레아틴, 아미노산

  을 제외한 모든 식이보충제는 효과가 없음

  1) 베타알라닌

  주요 단백질이나 효소를 형성하진 않지만 히스티딘과 함께 카르노신을 형성

  카르노신은 근조직에 고농도로 있으며 강건한 세포내 범퍼로 사용 완충작용

  하루 3 ~ 6g, 4 ~ 8주간 섭취시 카르노신함유량이 50% 증가

  : 짧고 강렬한 운동 수행력 증가      

  2) 식이질산염

  채소, 특히 푸른잎이나 비트 뿌리에서 발견

  혈장 질산염을 증가시키고 운동중 산소비용을 줄이며 짧고 강렬한 운동수행력을

  향상시키고 혈압을 낮춤

  간헐적 팀스포츠 운동에서 효과

  3) 크레아틴

  질소를 함유한 복합체

  ATP-PC시스템의 고에너지포스파겐이 크레아틴을 형성 

  ATP-PC와 젖산 시스템에서 효과

  무산소성 유산소 운동에 효과

  1일당 20g - 5일간 4회 5g 섭취시 근크레아틴 수준을 증가시킬 수 있음

  4) 아미노산

  운동후 회복시 필수아미노산을 보충하는 것은 근 단백질 합성 증가와 관련

  췌장에서 인슐린 분비를 자극하는데 사용

  &아미노산 보충제는 신체활동력을 향상시키는 효과적인 수단으로 간주

 

9. 불충분한 또는 과다한 식이단백질 및 개별적인 아미노산의 섭취와 관련된

    잠재적 건강 위험 요인

 1) 불충분한(결핍) 식이단백질

  장기간의 결핍은 건강문제 유발 가능

  - 약물중독, 만성 알코올 중독, 극심하게 음식을 가려먹는 사람에게 나타남

  - 65세 이상 노인들 단백질 저영양 가능성

  - 단백질 섭취 적은 사람, 체조선수, 발레리나, 레슬링 선수와 같이 체중 감소

  등 변형된 단식을 하는 사람들 기능 저하, 근력 및 지구력 저하

  2) 과다한 식이단백질

  * 하루 에너지섭취량의 약 12 ~ 16%

  AMDR (UL 설정은 없음) 의 상한선은 하루 에너지섭취량의 35%

  - 심혈관질환 및 암

  과다한 동물성 식품의 섭취 - 지방 총량과 포화지방 증가 등

  - 간과 신장기능

  * 간 : 단백질 대사의 주요 장기

  과다한 케톤을 생성하여 간과 신장에 부담

  신장 결석에 약한 사람 적정량 유지

  산성뇨를 현선하여 많은 칼숨 배출

  - 뼈와 관절 건강

  과다한 식이단백질은 소변의 산도를 높임

  칼슘이 뼈로부터 흡수되어 산성화를 완충 과도한 칼슘 섭취 > 뺘밀도 감소

  고단백 식사로 통풍 더욱 악화

  - 열질환

  요소와 케톤체는 신장에서 방출되므로 탈수는 과도한 체수분 손실 유발

  에너지 소비량이 현저하게 증가 > 열질환 발달 초래

 

학습목표 외 중요 요약

1. 단백질

탄소(C) 수소(O) 산소(H) 질소(N) 를 포함하고 있는 화학 구성물질

* 질소는 대부분 식이단백질의 약 16% 차지

 

  아미노기(NH)와 산기(카르복실기, COOH)를 갖고 나머지 부분은 탄소, 수소, 산소 

  경우에 따라 황(S)으로 구성되며 다양한 조합으로 이루어짐

 

2. 단백질 기능

- 조직의 성장과 유지 가능

- 효소를 만들어서 신경전달, 소화, 에너지 생산, 근 수축 등 발생

- 인슐린, 글루카곤,성장 호르몬, 항이뇨 호르몬 등을 생성 인체 생리작용을 조절

- 항체의 주요 구성성분이되어 인체를 외부의 감염원(항원)으로부터 보호하는 역할

- 세포막을 통한 체액 이동과 세포의 수분 조절 균형에 관여 신체 약칼리성 유지(알부만)

 

3. 단백질 손실

땀, 소변, 각질(요산, 크레아틴)

- 땀의 양과 땀을 통한 질소 손실량은 운동 강도가 증가함에 따라 늘어남

- 운동시 소변중 단백질 함량 증가(단백뇨증)

   

4. 필수아미노산과 비필수아미노산

- 필수아미노산

인체내에서 합성되지 않는 9가지 아미노산

류신, 이소류신, 발린, 히스티딘, 메티오닌, 트레오닌, 트립토판, 라이신, 페닐알라닌

반드시 식이를 통해 섭취되어야 함

 

- 비필수아미노산

인체내에서 합성되는 아미노산

알라닌, 아스파라긴, 아스파르트산

조건부 필수 - 아르기닌, 시스테인, 글루타민, 글라이신,티로신

내인성 합성이 심각한 이화작용과 같은 대사적 요구량을 충족

시키지 못할때 식이를 통해서 반드시 섭취해야함

 

 

5. 글루타민

 - 체내 근육과 혈액에 풍부한 비필수아미노산이자 조건적 필수아미노산

  - 혈장에 가장 많은 60%를 차지하는 아미노산 근조직에서 합성되어 고농도로 보존됨

  - 면역유지, 면역기능 향상 면역계에서 림프구나 대식세포와 같은 핵심 세포의 주된 연료

  - 간과 신장으로 아미노기를 운반하여 방출하거나 질소를 다시 사용

  - 소고기, 돼지고기, 닭고기 등을 통해 쉽게 얻을 수 있음

  - 글루타민 보충으로 성장 호르몬 근세포 크기 증가 단백질 합성 자극

  - 고강도 훈련 후 감소 빠른 회복, 과훈련의 예방을 위해 보충 필요

  - 과훈련 증후군(over training syndrome) 예방

  과도한 훈련시 혈액내 글루타민 농도 감소 운동후 감염 증가 또는 면역 기능 장애 질병

  면역력을 낮춤

 

6. 아미노산 종류

  - 아르기닌

    조건부 필수아미노산으며 체내에서 단백질 합성 증가

    산화질소(NO) 합성의 전구 물질로 작용 혈관 확장 및 혈류 흐름을 증가

    성장 호르몬과 인슐린을 증가

    운동과 관련 아르기닌 보충의 운동 수행력 향상 효과는 증거 빈약 아직 불분명

  - 시트룰린

    산화질소(NO) 합성의 전구 물질로 작용하면서 혈관 확장 및 혈액순환 촉진

    일반적으로 운동전에 보충

    단백질을 합성하는데 역할을 하지 못하는 아미노산

    그러나 신장에서 대사되어 많은 양의 아르기닌 생성

    시트룰린 보충은 아르기닌 보충보다 혈장 아르기닌 증가에 더 크게 작동

   - 타우린

     주로 메티오닌과 시스틴으로부터 합성되고 동물성식품(육식)에서만 찾을수 있음

     비타민과 같은 복합물 심장 수축, 심장 및 골격근 등의 세포막 안정과 관련

     인슐린 작용, 황산화 작용으로 세포 및 근육 보호 다양한 기능 수행

   - 분지아미노산 BCAA 

     근육에서 우선적읋 대사, 운동시 에너지원으로 사용

     운동시 신경전달물질의 기능 변화로 부정적인 효과가 발생하는 것을 방지

     근 글리코겐을 보존하고 단백질의 전반적인 분해율을 감소시키거나 예방

     지속적인 강한 운동을 하는 스포츠에서 정신적 긴장 유지위해 필요

   - 베타-하이드록시-베타-메탈부티레이트 HMB

     류신의 부산물

     운동중 근조직의 분해를 억제하는것으로 추측

     0.2 ~ 0.4g 자연 생산/1일당 권장량 3g

     단백질 합성 촉진시켜 근력/파워 향상 이나 근비대 효과

     훈련자 초보자 효과/훈련자 비효과

     고강도 운동에 의해 일어나는 근육 손상의 감소에 도움

     : 유비퀴틴-프로테아솜 단백질 분해 경로 억제하고 mTOR 활성에 의해 단백질 합성에의해

       단백질 합성을 증가시키며 세포막을 안정화시키기 때문

  - 이노신

    아미노산이 아니며 뉴클레오시드로 구분

    에너지대사에 중요한 퓨린 발달과 관계

    근육에서 ATP 생산을 향상

    근육에 산소 배달 능력을 높여 유산소성 지구력 선수에게 이로울것이라 함

    이노신의 부산물 하나 요산 관절에 축적되어 통풍을 유발

 

7. 단백질 가치 평가 지표 DIAAS 필수아미노산 고품질 식품 점수 참고

  우유 114%             High

  계란 113%              High

  육류 111%              High

  닭가슴살 108%            High

  콩 91.5%               Good

 

  

문제 요약

1. 부상후 재활에서 필요한 단백질 섭취

  - 하루 체중당 1.6 ~ 2.5g

  - 동물성 단백질 식품 또는 유충 단백질 보충제 포함되어야 함

  - 근육 단백질 분해와 근위축 등 예방

  - 생선(고등어 또는 연어) 오메가 3지방산 풍부

    부상당한 조직에서 발생하는 산화 스트레스 제거

    아미노산의 아나볼릭 민감성을 높여서 부상당한 조직의 회복에 긍정적 효과

 

2. 단백질 페이싱(protein pacing) 단백질 섭취 간격과 섭취량

  - 건강과 운동 수행력을 증가시키기위해 하루중 적절한 시기에 단백질이 풍부한

    음식 섭취

  - 하루 체중당 1.4g 이상의 고품질단백질을 5 ~ 6끼정도로 나눠 섭취

  - 매 끼니마다 약 20 ~ 40g 단백질 섭취

  - 단백질 섭취 간격 3시간 정도 권장

 

3. 유청 단백질

  - 농축 유청 단백질 WPC :

    다른 형태의 유청 단백질에 비해 유당 형태의 탄수화물 함량이 높으며 가격 저렴

  - 가수분해 유청 단백질 WPH

    가수분해를 했기 때문에 단백질 소화 및 흡수가 좋음

  - 분리 유청 단백질 WPI

    유당이 제거되었기 때문에 유당불내증을 갖고 있는 사람에게 가장 이상적이나

    가격이 비쌈

 

4. 장거리 사이클 선수 훈련 후 근육 회복을 위한 탄수화물과 단백질 섭취 비율

    4(탄수화물) : 1(단백질) 또는 3(탄수화물) : 1(단백질)

 

5. 카제인

- 우유 단백질중의 하나이며 느린 Slow 단백질

- 최근 수면전 단백질 섭취가 근육 성장과 회복에 긍정적 효과

  야간 저항운동을 끝내고 취침전 30분에 40g정도 보충 근육 회복 촉진

 - 섭취후 장의 연동운동을 감소시켜 소화 흡수를 지연