운동을 할 때의 호르몬 작용

인체의 호르몬 분비의 상관관계 연구는 상당히 어려운 연구이다

 

내분비계의 변화는 주로 인간의 정서에 의해 대부분 영향을 받기 때문에 운동 그 단독 인자로는 특별한 변화를 찾아낸다는 것은 어려운 일이다. 신체활동 그 자체보다는 정신적으로 받는 스트레스가 호르몬 분비에 영향을 주기 때문이다. 그러나 운동에서는 정신적인 스트레스도 중요한 기준이며 운동은 신체적인 스트레스만 아니라 정신적인 스트레스를 동시에 유발하기 때문에 운동이 내분비계에 미치는 영향을 연구하는 것은 유의미하다. 그 전에 운동을 먼저 5단계로 나누어 분류하면 운동 전기, 운동 초기, 운동기, 탈진기, 회복기로 나눌 수 있겠다. 일반인들이 주로 실행할 수 있는 가벼운 단계의 운동, 이를테면 건강 회복 또는 유지를 위한 운동 또는 선수들이 하는 경기와 같은 격렬한 운동이든 간에 안정 상태 후 높은 수준의 에너지를 활용하는 신체 운동을 시작하기 전에는 일정 기간의 준비 기간이 필요하다. 운동이 계속됨에 따라 신체는 그에 맞는 에너지 대사에 적응하게 되지만, 대게는 운동의 초기(개시 직후)는 안정적인 대사에서 운동할 때의 대사로 흘러가는 급격한 정도의 변화가 발생하는데, 이때 내분비계가 크게 반응한다. 운동의 후반부에 이르러 더는 운동을 계속할 수 없거나 신체활동이 아예 끝나게 되는 탈진 상태에 다다른다. 탈진은 개개인의 체력 또는 그동안의 훈련 정도나 정신적인 의욕에 의해 달리잔다. 탈진 상태에 들어가는 것의 여부와 상관없이 인체는 운동이 끝나면 회복 단계에 들어가고, 점차 안정상태의 대사로 회복한다. 운동 초반과 마찬가지로 회복 초반이라도 몇 가지 호르몬이 작용해서 대사가 빠르게 변화하여 안정상태로 돌아가게 된다. 

운동 전기는 일반적인 스트레스 반응에 따라 교감신경의 자극에 의해 노에피네프린의 분비가 많아지고, ACTH와 코르티솔의 분비가 늘어난다. 이와 같은 반응에 의해 간에서는 글루코스생성이 늘이고, 혈당치가 상승하며, 땀샘 활동이 활발해지며 근육에서는 단백질합성이 저하된다. 심박수가 상승하고 혈압이 올라가며 심장근육 수출력이 늘어난다. 운동 전의 생리적인 준비 정도는 각각 다르다고 할 수 있는데, 그다지 흥미가 없는 운동을 할 때는 내분비계의 반응 정도가 낮지만 해본 적 없는 운동을 수행하기 전에 과잉 흥분한 경우에는 반응도가 높다. 안정상태에서 갑자기 인체의 대사가 바뀌는 운동 초기에는 코르티솔의 분비는 안정적이지만 에피네프린과 노에피네프린의 분비는 많이 늘어난다. 이에 따라 글루코스생성과 글리코겐의 분해에 의해 혈당이 올라가며 에피네프린의 영향으로 인해 근세포에 관한 말초 저항이 줄어든다. 또한 대사산물이 늘어나고 히스타민의 분리에 의해 활동 근육 속의 개방 모세혈관의 수가 늘어나게 된다. 

운동기에는 인체의 부담이 그다지 변하지 않기 때문에 코르티솔의 분비는 저하되나 에피네프린과 노에피네프린의 분비는 지속해서 늘어난다. 운동 유지 시간이 길거나 운동 강도가 높다면 어느 정도 혈당치가 내려가기 때문에 성장호르몬과 같은 호르몬의 분비가 자극된다. 2분 이상 계속되는 운동 중에는 지방조직에서는 지방분해가 활발해지고, 코르티솔, 성장호르몬, 글루카곤, 티록신 등이 다양한 비율로 분비된다. 지방산 농도가 높아진다는 것은 주요 에너지원이 탄수화물에서 지방으로 변화하고, 중추신경계 대사에 필수 탄수화물이 보존된다는 것을 의미한다. 운동을 해서 혈액 중의 수분이 혈관 밖으로 이동하고, 혈액의 삼투압이 높아지면, 항이뇨호르몬이 분비되어 신장에서 수분 재흡수가 촉진된다. 

앞서 말한 탈진기의 경우 탈진의 이유는  부신속질에서의 호르몬 및 코르티솔 분비의 저하도 원인이라고 할 수 있다. 억제적인 반응에 의해 뇌하수체나 부신의 기능이 저하되면 에너지원으로 이용되는 물질의 공급도 줄어든다. 뇌하수체를 절제한 동물들도 갑상샘을 절제한 동물과 마찬가지로 운동할 수 있기 때문에 뇌하수체의 기능 저하만을 탈진의 이유로 결론 내릴 수 없다. 일반사람들이 보통 수준의 운동을 할 때는 내분비계의 변화는 탈진의 직접적인 원인은 아니다. 

회복기에는 운동 후에 인체의 항상성을 유지하기 위한 몇 가지 반응이 일어난다. 운동 직후에는 호르몬의 분비량은 줄어들지만, 혈액 안의 호르몬 농도는 일정 시간 동안은 상대적으로 높은 값을 유지할 수 있다. 회복하는 단계에서 교감신경의 자극은 크게 떨어지고, 심박수도 줄어듦과 동시에 대사 산물에 의한 근육 속의 혈관 이완과 체온 조절을 위한 피부 속 혈관의 이완이 일어난다. 또한 이 과정에서 혈압도 저하되는데, 혈압이 떨어지면 ADH의 분비가 늘어나게 되고, 혈압을 정상범위로 돌리기 위해 '레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS)'의 활성이 많이 늘어난다. 여기에서 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템은 전해질 및 체액의 균형, 혈압 등을 조절하는 호르몬 시스템이다. 성장호르몬 분비가 늘어나고, RNA 및 단백질 합성, 근육의 아미노산 섭취가 촉진된다. 단백질 합성이 촉진되면 테스토스테론의 수치도 증가하는데 관련 연구는 계속되고 있다. 

위의 구술이 운동과 호르몬 관계의 전체를 아우르지는 못하지만 기본 메커니즘이 될 수 있다. 호르몬은 단 한 가지만 단독적으로 작용하는 것이 아니라 여러 가지 호르몬들이 다양한 비율로 작용하여 인체의 기능에 기여하기 때문에 이들 메커니즘과 시스템을 정확하게 읽어내는 것은 절대로 간단하지는 않은 문제이다. 그러나 앞으로 이에 대한 연구가 계속되고 있기 때문에 조금 더 명확하게 밝혀질 수 있다.