안정 시의 근육은 에너지의 90%를 자유 지방산을 산화시켜 쓰고 있습니다. 그러나 근육이 운동을 시작하면 ATP를 사용해야 하며 포도당을 산화시켜야만 이의 공급이 단시간 내에 이루어집니다. 휴식기에 있다가 운동을 시작하면 초기 15분간은 근육과 간의 글리코겐을 분해하여 에너지로 사용하나 곧 고갈되고 혈중의 지방산(지방조직 방출)과 포도당(간의 당신 생)에 의존하게 되는데 이 에너지공급량에 따라 근육은 일의 한계와 피로를 느끼게 됩니다. 상술한 변화에는 호르몬의 변화, 순환기의 변화, 자율신경계의 변화 등이 있어 근육의 수축과 서로 함께 생리적으로 조화를 이루게 됩니다. 운동을 시작하면 곧바로 체내 인슐린의 분비는 줄어들고, 글루카곤, 카테콜아민의 분비가 늘며 곧이어 코르티, 성장호르몬, 갑상 호르몬 , 테스토스테론 등이 증가하게 됩니다. 간에서는 인슐린 / 글루카곤 비가 낮아져 지방산, 락테이스, 알라닌 등을 이용하여 포도당을 합성 후 혈중으로 유리하여 근육에 에너지를 제공합니다. 지방 조직에서는 인슐린 / 카테콜아민의 증가로 지방 분해가 촉진되어 지방산을 혈중으로 유리합니다. 근육 세포에서는 혈중 인슐린의 감소에도 불구하고 포도당과 지방산을 다량으로 받아들여 에너지로 쓰게 되는데 이는 순환 혈류량의 증가, 근수축 그 자체, 근수축으로 인한 포도당 전달체의 위치 이동 및 활성 증가, 근육 세포 내의 ADP / ATP의 비율 증가로 인한 포도당 요구량 증가, 운동하는 근육의 크기 등이 작용하여 근육의 포도당 섭취는 최대 40배까지 증가합니다. 운동이 끝난 휴식기에는 피로한 근육은 인슐린의 작용으로 포도당과 글리코겐을 보충하게 되는데 운동 전보다 인슐린의 감수성이 증가하여 있으며 이 효과는 단기적으로 16시간까지 지속되고 장기간의 체력 단련을 하는 운동선수에 공복 혈당과 인슐린 린치가 모두 감소하여 있어 이들에서는 인슐린의 감수성이 높고 여기에 맞추어 췌장에서 인슐린이 적게 분비되는 것을 알 수 있습니다.
인슐린 의존형 당뇨병 환자의 운동을 시작하더라고 근육에는 처음부터 글리코겐이 고갈되어 있습니다. 인슐린의 상대적 부족에 의한 동화작용이 결핍되게 됩니다. 그러므로 곧바로 간에서 당 생성이 되어 혈중으로 나온 포도당과 지방 조직에서 유리된 지방산을 근육은 에너지로 사용하게 됩니다. 그러나 이때 포도당은 정상인과 마찬가지로 인슐린이 없어도 운동하는 근육으로 일부 들어가지만 상당 부분이 고혈당에 의한 효과로 근세포로 밀려들어 갑니다. 또한 근세포로 들어간 포도당은 유산소 산화되지 못하고 락테이스 상대로 혈중으로 다시 방출되어 간의 당신 생 재료로 쓰이며 또한 케톤체의 생산과 소모가 늘어납니다. 그러므로 근육의 에너지는 거의 자유 지방산의 산화에 의존하게 됩니다. 치료가 잘되고 있지 않은 환자가 운동 시에는 당 신생의 가속, 혈당의 증가, 자유 지방산의 증가, 케톤체 등이 증가하는데 이는 강도가 높은 운동일수록 심합니다. 또한 글루카곤, 코르티, 카테콜아민 등도 과도하게 분비됩니다. 인슐린 치료를 받는 환자가 예정에 없던 운동을 하면 인슐린 과잉이라는 문제가 발생합니다. 정상인에게서는 운동을 시작하면 재빨리 인슐린 분비가 줄게 되는데 인슐린 주사를 맞는 당뇨병 환자에게서는 이미 외부에서 투입된 인슐린은 그대로 작용하게 됩니다. 더구나 주사 부위의 운동은 약의 흡수를 촉진할 수 있고 운동 시의 인슐린 감수성이 증가합니다. 그러므로 운동 시에 활발히 일어나야 할 당신 생이 거꾸로 억제되어 있고 말초의 당 수는 운동으로 촉진되어 운동 중 또는 운동 직후 저혈당이 오게 됩니다. 인슐린 의존형 환자가 운동할 때에는 반드시 미리 인슐린 투여량을 감량하여야 합니다. 인슐린 비의존형 환자의 운동은 고혈당과 고인슐린 혈중이 있는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자는 운동을 시작하더라도 즉시 인슐린 분비가 감소하지 않습니다. 그러므로 상대적으로 높아진 인슐린의 작용으로 간의 당 신생이 감소하고 근육의 당 소모는 비록 완전히 정상이지는 않지만 회복 및 증가해 결과적으로 당대사가 개선됩니다. 또한 운동 후에는 인슐린 감수성의 증가로 많은 이득을 봅니다. 운동을 장기간 하게 되면 여러 가지 이득이 있습니다. 비만한 환자에게서는 체중 감소의 효과가 있고 저체중이거나 사지의 근육질이 약한 환자는 근육량을 증가시킬 수 있습니다. 운동으로 인한 혈당의 개선은 병용하던 약제를 필요 없게 하거나 용량을 줄일 수 있게 합니다. 심폐기능이 강화되면 건강에 좋으며 지질 대사의 개선도 있어 대혈관 합병증의 발생이 낮아집니다. 환자는 운동함으로써 일상생활에 활력을 얻고 삶의 질을 높일 수 있습니다.
“이 내용은 『내분비대사학 강의』(대표저자 허갑범, 출판사 아주대학교 의과대학)을 참고하였습니다."
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