운동 전 타우린 섭취의 효과: 산화 스트레스 감소 및 퍼포먼스 향상

Role of taurine supplementation to prevent exercise-induced oxidative stress in healthy young men (2003)

https://doi.org/10.1007/s00726-003-0002-3

 

해당 논문은 고강도 운동이 유발하는 산화 스트레스와 이로 인한 세포 손상을 타우린 보충으로 완화할 수 있는지, 그리고 타우린이 운동 능력을 향상시키는 데 어떤 역할을 하는지를 확인한 연구이다. 타우린은 체내에서 가장 풍부한 아미노산 중 하나로, 항산화, 세포 보호, 칼슘 대사 조절 등 다양한 기능을 가진 물질로 알려져 있다. 특히, 운동 시 발생하는 자유 라디칼에 의한 산화 스트레스를 줄이고, DNA 손상을 예방하며, 심근 및 골격근 기능을 강화하는 데 기여할 수 있는 것으로 보고되었다. 연구는 18~20세 건강한 남성 11명을 대상으로 실시되었으며, 피험자는 모두 비운동자(non-athletes)로, 실험 전후 동일한 강도의 자전거 운동 테스트를 수행했다.

 

연구 방법

1. 대상자 및 실험 설계

   • 피험자: 건강한 남성 11명(18~20세), 정상 체중(BMI 평균 20.8), 비흡연자, 정기 운동 미실시
   • 테스트: 자전거 에르고미터에서 피로를 느낄 때까지 점진적으로 강도를 증가시키며 운동
     • 첫 번째 테스트: 타우린 보충 전
     • 두 번째 테스트: 7일간 타우린(하루 6g)을 보충한 후 동일한 운동 수행
   • 측정 항목: 최대 산소 섭취량(VO2max), 운동 지속 시간, 최대 작업량, 혈중 타우린 농도, 산화 스트레스 지표(TBARS), DNA 손상(백혈구 DNA 이동거리 측정)

2. 타우린 보충 방법

   • 7일간 하루 6g의 타우린(2g씩 3회) 섭취
   • 보충 기간 동안 피험자에게 특별한 부작용은 보고되지 않음

3. 산화 스트레스 및 DNA 손상 측정

   • 혈액 샘플 분석: 혈청 TBARS(지질 과산화물) 농도 및 백혈구 DNA 이동 거리(단일 세포 겔(SCG) 분석)
   • 운동 전, 운동 후 2시간, 6시간, 24시간의 데이터를 비교

 

주요 연구 결과

1. 타우린 보충이 산화 스트레스와 DNA 손상에 미치는 영향

   • 타우린 농도 증가: 보충 후 혈중 타우린 농도가 유의미하게 증가(51.7 → 88.3 nmol/mL, p<0.05)
   • 산화 스트레스 감소: 운동 전 혈청 TBARS 농도가 감소(3.1 → 2.7 nmol/mL, p<0.05)
   • DNA 손상 완화
     • 타우린 보충 전: 운동 후 6시간과 24시간에 백혈구 DNA 이동거리가 각각 9.8 mm와 11.5 mm로 증가
     • 타우린 보충 후: 24시간 시점에서 DNA 이동거리가 9.3 mm로 유의미하게 감소(p<0.01)

2. 운동 능력 향상

   • 최대 산소 섭취량(VO2max): 43.7 → 46.7 mL/kg/min로 증가(p<0.05)
   • 운동 지속 시간: 18.8 → 19.3분으로 연장(p<0.05)
   • 최대 작업량: 234 → 243 W로 증가(p<0.05)

3. 타우린 농도와 운동 능력 간의 상관관계

   • 혈중 타우린 농도의 변화는 운동 지속 시간(r=0.616) 및 최대 작업량(r=0.620)의 증가와 양의 상관관계를 보임(p<0.05)

 

타우린 작용 메커니즘

1. 항산화 효과

   • 타우린은 자유 라디칼을 효과적으로 제거하고, 산화 스트레스로 인한 세포 손상을 예방
   • DNA 손상을 유발하는 활성산소와 지질 과산화물(TBARS)을 감소시켜 세포 안정성 유지에 기여

2. 세포 보호 및 칼슘 조절

   • 세포막 안정화 및 칼슘 흐름 조절을 통해 심근과 골격근의 수축력을 향상
   • 세포 손상을 예방함으로써 운동 후 회복력 증가

3. 운동 능력 향상

   • 심장과 골격근의 기능을 강화하여 지구력, 최대 산소 섭취량, 운동 지속 시간을 증가

 

 

그래프 설명

1. TBARS Levels (nmol/ml)

• 운동 전과 운동 후 6시간 후의 TBARS(지질 과산화물) 농도를 비교

  • 타우린 보충 후, 운동 전 TBARS 농도가 감소(3.1 → 2.7 nmol/ml)하여 산화 스트레스 지표가 개선

  • 운동 후 6시간의 TBARS 수치는 타우린 보충 전후 큰 차이가 없었음

• 타우린 보충은 운동 전 산화 스트레스를 감소시키는 데 효과적이며, 이는 운동 전 체내 자유 라디칼 생성 억제에 기여했음을 시사

2. DNA Migration Over Time (mm)

• 운동 전, 운동 후 2시간, 6시간, 24시간 동안 백혈구의 DNA 이동 거리를 비교

  • 타우린 보충 전: 운동 후 24시간까지 DNA 손상이 점진적으로 증가(7.7 → 11.5 mm)

  • 타우린 보충 후: 24시간 시점에서 DNA 손상이 감소(11.5 → 9.3 mm)

• 타우린은 운동 후 DNA 손상을 완화하는 데 도움을 주며, 이는 세포 보호 및 항산화 효과 덕분으로 추정

3. Exercise Performance Variables

• 최대 산소 섭취량(VO2max), 운동 지속 시간, 최대 작업량을 보충 전후로 비교

  • VO2max: 43.7 → 46.7 mL/kg/min

  • 운동 지속 시간: 18.8 → 19.3분

  • 최대 작업량: 234 → 243 W

  • 모든 성능 지표에서 보충 후 향상이 관찰됨

• 타우린은 심장 및 근육 기능을 강화하여 전반적인 운동 능력을 향상시키는 데 기여

 

연구 결론

타우린 보충이 산화 스트레스를 줄이고, 운동으로 유발되는 DNA 손상을 완화하며, 운동 능력을 향상시키는 데 효과적임을 보여준다. 이는 격렬한 운동을 수행하거나 회복이 중요한 사람들에게 타우린 보충이 유용한 전략임을 시사한다.

 

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