2008년 8월 베이징에서 열린 29번째 올림픽에서 중국 여성 선수 류 춘홍(刘春红)은 들어올리기에서 158kg의 무게를 들어올려 세계 기록을 경신했습니다. 이는 평균 체중의 남성을 한 손으로 들어올리는 것과 비슷한 무게입니다. 사람의 근육은 왜 이렇게 강할까요? 전기가 모터를 회전시키는 것처럼, 사람의 근육도 고에너지 화합물인 ATP에 의해 구동됩니다. 그리고 세포에서 ATP를 생성하는 '연료'는 주로 포도당입니다. 동물은 주로 포도당의 다중 단위인 전분을 소화하여 포도당을 얻습니다.
아마도 여러분은 질문하실 것입니다. 지방의 '열량'은 39kJ/g이고 포도당은 17kJ/g인데, 왜 지방을 주요 '연료'로 사용하지 않습니까? 이는 지구상의 생명체가 물 속에서 발달되었기 때문입니다. 지구상의 모든 생명체는 물을 화학 반응의 매개체로 사용합니다. 지방은 에너지가 많지만, 물에서의 용해도가 낮아 혈류를 통해 운송되거나 세포에 들어가는 것이 번거하고 느렸습니다. 따라서 지방은 근육이 강력히 수축하지 않는 경우에만 사용됩니다.
이에 비해 포도당은 물에 잘 용해되고, 세포에 들어가는 데도 에너지가 필요하지 않습니다. 게다가, 단세포 생물부터 포도당은 생명체가 에너지를 얻는 주요 '연료'로 사용되어 왔으며, 매우 효율적인 포도당 산화를 위한 '화학 반응 체인'이 개발되었습니다. 이 반응 체인을 통해 포도당은 물과 이산화탄소로 산화되며, 방출된 에너지는 ATP 생성에 사용됩니다. 이 효율은 매우 높으며, 1분자의 포도당은 32분자의 ATP를 생성할 수 있습니다. 이는 자동차 엔진과 비슷한 에너지 변환 효율입니다. 인간의 몸도 이러한 '반응 체인'을 물려받았고, 이는 세포 내의 미토コン드리아라는 기관에서 발생하므로, 미토콘드리아는 세포의 '전력 공장'이라고 불립니다.
그러나, 이러한 공급 메커니즘만으로는 안전하지 않습니다. 긴급 상황에서 근육이 오랜 기간 동안 강도 있는 활동을 하면 혈류 내의 포도당이 공급되지 않을 수 있습니다. 아마도 여러분은 혈류 내의 포도당 농도를 높이면 세포에 더 많은 공급이 되지 않을까요? 하지만, 포도당은 단순히 '달콤한 것'을 제공하는 것 말고도 하나의 '나쁜 습관'이 있습니다. 포도당은 단백질 분자의 측사인 -NH2와 결합하여 단백질의 정상 기능을 방해합니다. 혈류 내의 높은 포도당 농도는 여러 건강 이상을 유발하며, 이중 하나가 바로 당증입니다. 따라서, 혈류 내의 포도당 농도는 대략 5mmol로 제어되어야 합니다. 혈류 내의 포도당 농도를 높일 수는 없지만, 인간의 몸은 '영리하게도' 여러 가지 예비 방법을 가지고 있습니다.
첫째, 근육 내의 혈류를 증가시킵니다. 사람들이 격렬한 운동을 할 때, 근육을 통과하는 혈류는 정상 때보다 20배 이상 증가할 수 있습니다. 그렇지만 혈류 내의 포도당 농도는 변하지 않지만, 대량의 혈류가 '방문'하여 더 많은 포도당을 제공하며, 동시에 근육에 대한 산소 공급도 증가하여 포도당을 충분히 '연소' 할 수 있습니다.
두째, 평소 포도당을 글로코제ン으로 변환하여 비축합니다. 긴급 상황에서, 간 글로코제인은 포도당으로 다시 변환되어 혈류에 공급되어 근육 세포에 공급됩니다. 그러나, 근육 세포는 간 세포처럼 '이타적'이 아닙니다. 그들은 포도당을 오직 '들어가지만, 내보내지는 않습니다'. 근육 세포에서는 필요한 포도당의 양이 많을 때, 그 포도당은 糖酵解의 단계를 거쳐 ATP를 몇 분량 생성하는 동시에 乳酸으로 변환됩니다. 따라서, 사람들이 격렬한 운동을 한 후 근육이 아프는 것은 乳酸 때문입니다.그것은 근육 내에서 유乳酸이 축적되는 이유입니다.
3. ATP를 인산 肌酸으로 바꾸는 것은, 중국 화폐를 미화로 환전해 저장한 다음 필요할 때 다시 환전하는 것과 비슷합니다. 근육 세포가 이러한 '기술'을 보유하고 있다면 에너지 부족 문제가 발생하지 않을 것입니다.