운동과 환경

소개글

운동과 환경에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목차
Ⅰ 운동과 환경
1.고지대
2.더위
3.추위
4.대기오염
5.해저

Ⅱ 경기력 향상을 위한 보조물
1.영양보충제
2.유산소성 운동수행 능력
3.무산소성 운동수행 능력
4.약물

Ⅲ 산소해리곡선

본문내용

글로빈은 4분자의 산소 운반 가능
③ 산소헤모글로빈
폐포
Hb + 4O2 ↔ Hb(O2)4
조직(근육)
(a) 산소 분압이 높은 곳에서 산소와 쉽게 결합하고,
산소 분압이 낮은 곳에서는 산소와 쉽게 해리됨
(b) 산소 분압 높을수록, CO2 분압 낮을수록, 온도 낮을수록, pH가 높을수록 잘 결합
● 결합 조건
1. O2 분압 ↑, CO2 분압 ↓
2. pH ↑
3. 온도 ↓
4. 해발 ↓
5. 태아 > 모체
④ 산소해리곡선
(a) 헤모글로빈이 산소와 결합하는 정도는 산소분압에 따라 달라짐
→ 산소해리곡선 (대체로 S자형)
(b) 헤모글로빈의 산소 포화도(%)
- 헤모글로빈 중에서 몇 %가 산소와 결합하는가를 나타냄
- 산소의 분압에 따라 비례하고 CO2의 분압에 반비례함
(c) 헤모글로빈의 산소해리도(%)
- Hb(O2)4가 Hb와 O2로 분리되는 양을 %로 나타낸 것
- O2의 분압에 반비례하고 CO2의 분압에 비례함
(d) 산소해리곡선
- 산소 분압의 변화에 따른 헤모글로빈(Hb)의 산소 포화도(HbO2)를 나타낸 그래프
(e) 산소해리곡선 - O2 분압이 낮을수록, CO2 분압이 높을수록, 온도가 높을수록,
pH가 낮을수록, 해발 고도가 높을수록 오른쪽으로 이동
우선은 무엇보다 먼저 헤모글로빈의 구조에 대하여 알아보셔야 이해하실수 있습니다.
헤모글로빈은 적혈구속에 포함된 4차구조의 단백질로서 전체 4개의 소단위체로 이루어져 있습니다.
4개의 부분으로 나뉜다는 것이죠..
각각은 중심에 철원자가 있는 헴기가 있습니다.
이 헴기의 중심에 있는 철원자에 산소가 결합을 하게 됩니다.
따라서 각 헤모글로빈 분자는 4개의 기체분자를 옮길수가 있다는 이야기가 됩니다.
이러한 헤모글로빈의 구조때문에 헤모글로빈은 알로스테릭한 성질을 갖게 됩니다.
알로스테릭한 성질이라는 것은, 이 4개의 소단위체가 서로에게 영향을 주어(전체적인 4차구조에 영향을 주어) 그중 1개의 소단위체에 산소가 결합하면, 나머지 2개의 소단위체는 산소와 결합하기 쉬운 형태의 구조로 변형이 된다는 것입니다.
그러나 일단 3번째 분자가 결합되면 또다시 서로에게 영향을 주어 이 형태는 변하여 산소와의 친화력이 오히려 떨어집니다.
즉 헤모글로빈은 75% 포화되긴 쉬워도(4개중 3개가 산소와 결합...) 100%는 쉽지 않다는 이야기죠...
이러한 알로스테릭한 성질 때문에 헤모글로빈의 산소 포화도 곡선은 S자를 그리게 됩니다.
여기서 CO2에 대해 이야기 하면,
CO2도 또한 헤모글로빈과 결합을 합니다.
마찬가지로 CO2도 헤모글빈의 소단위체 자리에 결합을 하기때문에 이는 산소와 경쟁적으로 결합을 하게 됩니다.
허나 헤모글로빈과 CO2와의 친화력이 더 크기 때문에 산소는 동시에 헤모글로빈과 만났을시에는 CO2와 결합할 가능성이 더 커지는 것입니다.
산소와의 결합과 한가지 다른점은, CO2와의 결합은 산소와 같이 알로스테릭한 성질은 없다는 것입니다.
이제, 이야기를 몸의 기관과 연관을 시켜 보면
산소의 분압이 높은곳(즉 폐의 모세혈관)에서는 헤모글로빈이 산소와 결합할 확률이 크기때문에,(산소가 CO2 보다 더 많음....)
산소는 헤모글로빈에 결합을 하게 되는데, 이때 산소에 대한 결합에서 알로스테릭한 성질이 발동하여 산소포화도는 금새 75%가 되고, 많은수는 100%까지도 될것이기에... 평균적으로 90%를 왔다갔다 할것입니다.
이러한 적혈구가 이제 몸의 근육(조직)으로 이동하게 되면, 이곳은 산소를 사용하고 CO2를 방출하기 때문에 산소의 분압은 낮아지고(CO2의 분압은 높아지고) 때문에 Hb는 CO2와 결합하면서 산소를 방출하게 됩니다.
여기서 산소분압에 따른 산소헤모글로빈 포화도 곡선을 보면 조직의 산소분압은 일반적인 상황에서 약 40mmHg로서 곡선을 보면 포화도가 약 75% 정도인것을 볼수 있습니다. 즉 헤모글로빈에 결합된 4개의 산소분자중(100%일경우) 1개의 산소분자만 방출하고, 나머지는 그대로 결합된 상태로 폐에 가서 다시 이 과정을 반복한다는 것입니다.
이러한 과정은 대단히 비효율적으로 보일수도 있지만, 이것은 우리몸이 산소가 부족할때에 대한 대비책으로서 갖고있는 일종의 보험이라고 할수있습니다.
즉 산소를 갑자기 많이 소모하게 되면, (예를 들어 100m 단거리 달리기를 하게되면)
우리의 근육(조직)의 산소분압은 20mmHg나 그 이하로 떨어지게 되고, 이를 빨리 회복시켜주기 위하여 헤모글로빈은 40%~20%의 산소 포화도를 나타낸다는 것입니다.
즉, 40mmHg이하는 아주 미세한 차이의 변화량을 보여도 많은 양의 산소를 공급해줌으로서 빠른 회복을 가능하게 한다는 것입니다.
산소의 해리도는 그러나 단순히 이러한 산소와 CO2와의 경쟁적 결합관계에 의한것 만은 아닙니다.
이것은 혈액내 pH의 변화에의해서도 해리도가 변화할수 있는데, 이것을 '보어의 효과'라고 합니다.
이것은 Hb도 위에서 말씀드렸듯이 단백질이기 때문에 pH가 낮아지면 이에 따라 구조가 변하면서 O2의 결합율이 떨어지게 되는 것입니다.
(단백질은 온도와 pH에 의해서 모양과 결합이 변할수 있는데, 이것을 단백질의 변성이라고 합니다.)
이러한 pH의 변화를 야기하는 것으로는 CO2(물과 결합하여 탄산(H20 + CO2 = HCO3 + H+)을 만들게 됩니다.)도 가능하고, 젖산, 지방산, 등도 가능합니다.
* 보어 효과(Bohr effect): CO2의 농도가 높아지면 혈액의 pH가 감소되고 산소해리곡선이 오른쪽 아래로 이동되는데, 혈액이 조직에 근접하게되면 헤모글로빈이 산소와 결합하는 능력이 감소하게 되는 현상으로 이것의 발견자인 Christian Bohr의 이름을 따서 보어효과라고 한다.
또한 해리도는 온도에 의해서도 변화가 가능한데, 이것도 마찬가지 단백질이 온도에 의해서 변성이 되기 때문입니다.
참고로 온도는 우리의 혈장(액체)속에 O2나 CO2가(기체) 용해되는 것에도 온도가 영향을 미치게됩니다. 따라서 이러한 현상에 의해서도 O2의 운반량이 변화할수 있습니다.
(극지방의 어떤 물고기는 산소의 혈장속 용해량만으로도 공급량을 충분히 충당 가능하기 때문에 혈액속 헤모글로빈을 전혀 지니고 있지 않다고 합니다.)

키워드

운동과 환경,   산소해리곡선,   고지대,   경기력향상을 위한 보조물,   운동생리학