젖산 때문에 다리가 아프다고 아직 믿고 있다면 — 에너지 시스템의 진실
젖산 때문에 다리가 아프다고 아직 믿고 있다면.
스쿼트 마지막 세트에서 허벅지가 불타는 느낌, 인터벌 러닝 끝에 다리가 풀리는 감각. "젖산이 쌓여서 그래"라는 설명은 너무 자연스러워서 의심할 생각도 안 해요. 하지만 이 설명은 40년 전에 틀린 것으로 밝혀졌어요.
"젖산 = 피로물질"은 어떻게 퍼졌나
1907년, 과학자들이 개구리 근육을 전기 자극으로 수축시킨 뒤 젖산(lactic acid)이 축적된 걸 발견했어요. 이 관찰이 "젖산이 쌓이면 근육이 피로해진다"는 공식으로 굳어졌죠.1)
하지만 이 실험에는 치명적인 문제가 있었어요. 살아 있는 몸이 아닌 분리된 근육에서의 결과였어요. 실제 몸속에서는 젖산이 쌓이기만 하는 게 아니라, 다른 곳으로 이동해서 연료로 사용돼요.
젖산은 쓰레기가 아니라 연료다
1985년, UC Berkeley의 George Brooks 교수가 **젖산 셔틀 이론(Lactate Shuttle Theory)**을 발표하면서 판이 뒤집어졌어요.2)
젖산 셔틀 — 기존 상식 vs 현대 과학
| 구분 | 기존 상식 | 현대 과학 |
|---|---|---|
| 젖산의 정체 | 피로를 유발하는 노폐물 | 세포 간 에너지 전달 매개체 |
| 운동 중 역할 | 쌓이면 근육을 못 쓰게 함 | 다른 근육·심장·뇌의 연료로 사용됨 |
| 운동 후 | 제거해야 할 대상 | 회복 과정의 에너지원 |
젖산은 세포 사이를 이동하며 에너지를 전달하는 "셔틀" 역할을 해요.
Brooks, 2018, Cell Metabolism
Brooks의 2018년 종합 리뷰에 따르면, 젖산(정확히는 lactate)은 근육에서 만들어진 뒤 혈류를 타고 심장, 뇌, 다른 근육으로 이동해요.3) 이 조직들은 젖산을 직접 산화시켜 에너지로 쓰죠. 심장이 사용하는 에너지의 상당 부분이 젖산에서 나와요.
그러면 다리가 타는 느낌의 정체는?
젖산이 아니라면, 운동 중 느끼는 그 "타는" 느낌은 뭘까요?
운동 중 피로의 실제 원인
H⁺
수소 이온 축적
근육 내 pH 저하 → 수축력 감소
Pi
무기 인산 축적
ATP 분해 부산물 → 칼슘 방출 억제
K⁺
칼륨 이온 유출
근세포막 전위 변화 → 신호 전달 저하
2004년 Robergs 등의 연구에 따르면, 근육 산성화의 주범은 젖산이 아니라 ATP 가수분해 과정에서 나오는 수소 이온(H⁺)이에요.
젖산 생성과 근육 산성화가 동시에 일어나기 때문에 젖산이 범인으로 오해받았지만, 실제로 젖산은 오히려 수소 이온을 소비하면서 산성화를 완충하는 역할을 해요.4)
3가지 에너지 시스템 — 왜 중요한가
우리 몸은 운동 중 3가지 에너지 시스템을 동시에 사용해요. 강도와 시간에 따라 비중이 달라질 뿐이에요.5)
3가지 에너지 시스템
| 시스템 | 연료 | 최대 출력 시간 | 주로 사용되는 운동 |
|---|---|---|---|
| ATP-CP (인원질) | 크레아틴 인산 | 0~10초 | 1RM 시도 · 단거리 스프린트 |
| 해당과정 (무산소) | 글리코겐 → 젖산 | 10초~2분 | 고강도 세트 · 400m 달리기 |
| 산화적 인산화 (유산소) | 지방 + 탄수화물 + O₂ | 2분 이상 | Zone 2 러닝 · 장거리 |
3가지 시스템은 스위치처럼 켜지고 꺼지는 게 아니라, 항상 동시에 작동하면서 비중만 달라져요.
Gastin, 2001, Sports Medicine
이것이 하이브리드 트레이닝과 연결되는 이유
에너지 시스템을 이해하면, 러닝과 웨이트를 병행할 수 있는 이유가 명확해져요.
웨이트 vs 러닝 — 에너지 시스템 비중
웨이트와 Zone 2 러닝은 주로 사용하는 에너지 시스템이 달라요. 그래서 병행해도 서로를 크게 방해하지 않아요.
웨이트 트레이닝은 주로 ATP-CP와 해당과정에 의존하고, 가벼운 러닝(Zone 2)은 산화적 인산화에 의존해요. 주로 사용하는 에너지 시스템이 다르기 때문에, 하나를 훈련한다고 다른 하나의 연료 탱크를 비우지 않아요.
다만, 인터벌 러닝처럼 고강도 유산소는 해당과정을 많이 쓰기 때문에 하체 웨이트와 에너지 시스템이 겹쳐요. 이게 바로 "하체 고강도 + 고강도 러닝 같은 날"에서 간섭이 발생하는 이유예요.
젖산은 적이 아니라 아군이에요. 에너지를 세포 사이로 전달하는 셔틀이고, 다리가 타는 느낌의 진짜 원인은 수소 이온 축적이에요. 그리고 에너지 시스템이 다르기 때문에, 러닝과 웨이트는 서로의 연료를 빼앗지 않아요.
록시는 각 세션의 목적(근력/심폐)에 맞춰 강도와 회복 시간을 설계해요. 에너지 시스템이 겹치지 않도록 배치하면, 두 가지를 동시에 발전시킬 수 있어요.
참고 문헌
- Fletcher WM, Hopkins FG (1907). Lactic Acid in Amphibian Muscle. The Journal of Physiology, 35(4), 247-309.
- Brooks GA (1985). Lactate: Glycolytic End Product and Oxidative Substrate During Sustained Exercise in Mammals — the "Lactate Shuttle." Comparative Physiology and Biochemistry: Current Topics and Trends, Vol. A, 208-218.
- Brooks GA (2018). The Science and Translation of Lactate Shuttle Theory. Cell Metabolism, 27(4), 757-785.
- Robergs RA, Ghiasvand F, Parker D (2004). Biochemistry of Exercise-Induced Metabolic Acidosis. American Journal of Physiology — Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 287(3), R502-R516.
- Gastin PB (2001). Energy System Interaction and Relative Contribution During Maximal Exercise. Sports Medicine, 31(10), 725-741.
- Hall MM, Rajasekaran S, Thomsen TW, Peterson AR (2016). Lactate: Friend or Foe. PM&R, 8(3S), S8-S15.
- Ferguson BS et al. (2018). Lactate Metabolism: Historical Context, Prior Misinterpretations, and Current Understanding. European Journal of Applied Physiology, 118(4), 691-728.
- Spriet LL (2014). New Insights into the Interaction of Carbohydrate and Fat Metabolism During Exercise. Sports Medicine, 44(S1), S87-S96.