당 대신 지방을 태우기 — 몸이 저장된 에너지를 쓰게 하려면?

연구 목적: 케톤 식단(KD)은 운동선수와 신체 활동이 활발한 사람들 사이에서 점점 더 주목받고 있습니다.

결과: 보다 세분화되고 집중적인 분석을 위해 이 논문들을 다음과 같이 연구 결과별로 분류했습니다. 1) 체중(BM)과 체지방률, 2) 에너지 기질 이용, 3) 혈중 에너지 기질 및 호르몬 반응, 4) 유산소 능력과 지구력 운동 수행, 5) 근력, 파워, 무산소 능력. 결과: 본 검토에 따르면 칼로리를 제한하지 않고 3주 이상 시행한 케톤 식단은 제지방량을 유지하면서 체중과 체지방률을 약간 줄일 수 있습니다. 이 식단은 지방을 연료로 사용하는 양을 늘리지만, 이러한 적응이 지구력 운동 수행 능력을 향상시키는 것으로 보이지는 않습니다.

연구 목적: 성공한 울트라 지구력 운동선수 중 상당수가 고탄수화물 식단에서 저탄수화물 식단으로 바꾸었지만, 대사 적응이 어느 정도 일어나는지 확인하기 위한 연구는 이전에 이루어지지 않았습니다.

결과: 최대 지방 산화량은 저탄수화물(LC) 그룹에서 2.3배 더 높았으며(1.54±0.18 대 0.67±0.14g/min; P=0.000), VO2max 대비 더 높은 강도에서 나타났습니다(70.3±6.3 대 54.9±7.8%; P=0.000). 최대하 운동 중 평균 지방 산화량은 LC 그룹에서 59% 더 높았으며(1.21±0.02 대 0.76±0.11g/min; P=0.000), 에너지 중 지방이 차지하는 비율도 더 높았습니다(88±2 대 56±8%; P=0.000). LC와 고탄수화물(HC) 식단을 먹는 선수들 사이에 연료 사용 차이가 뚜렷했지만, 안정 시 근육 글리코겐과 180분 달리기 후의 고갈 수준(운동 전보다 -64%), 그리고 120분 회복 후의 수준(운동 전보다 -36%)에는 유의한 차이가 없었습니다. HC 식단을 먹는 고도로 훈련된 울트라 지구력 선수와 비교하면, 장기적인 케토 적응은 지방 산화율을 매우 높이지만 3시간 달리기 중과 이후의 근육 글리코겐 사용 및 재충전 양상은 비슷합니다.

연구 목적: 저탄수화물·고지방(LCHF) 식단은 근육 내 적응과 연료 이용 변화가 지구력 운동 수행에 도움이 될 것이라는 이론에 따라 최근 수십 년간 관심이 높아졌습니다. 운동 훈련 중 LCHF 식단을 먹으면 지방(즉, 근육 내 중성지방 저장분과 혈장 유리지방산)의 이용 가능성이 높아지고 근육 글리코겐 저장량은 감소합니다.

결과: 이러한 에너지 기질 이용 가능성의 변화는 에너지 생산에서 지방 산화에 대한 의존도를 높이는 동시에, 최대하 운동 중 연료로 탄수화물 산화에 의존하는 정도를 낮춥니다. LCHF 식단으로 인한 에너지 기질 산화 변화는 체내 또는 외부에서 탄수화물 이용 가능성이 높아진 뒤에도 지속됩니다. 이는 지방과 탄수화물 산화 변화를 일으키는 적응 반응이 근육에서 일어나며, 식단의 다량영양소 구성이 바뀌어도 지속됨을 시사합니다. 이 서술형 검토에서는 LCHF 식단으로 지방 산화가 증가하고 탄수화물 산화가 감소하는 데 관련된 근육 내 적응을 살펴봅니다. LCHF 식단이 단백질 대사와 운동 후 근육 재형성에 미칠 수 있는 영향도 다룹니다.

연구 목적: 운동과학에서 교차 효과란 안정 시와 저강도 운동 중에는 지방 산화가 주된 연료이며, 중강도에서 고강도 운동으로 갈수록 탄수화물 산화에 대한 의존도가 높아지는 현상을 말합니다. 이 모델은 네 가지를 예측합니다. 첫째, 최대 산소 섭취량(VO2max)의 60% 이상에서는 에너지의 50% 초과분을 탄수화물 산화로 얻습니다. 이를 교차점이라고 합니다.

결과: 이 연구들은 고강도 운동 중에는 탄수화물이 주로 산화되는 연료라는 기존 통념에 이의를 제기합니다. 최근 우리는 HCLF 식단을 먹는 중년 경쟁 선수의 30%가 당뇨병 전단계에 해당하는 혈당 수치를 보였으며, LCHF 식단을 먹었을 때 이 수치가 정상화된다는 사실을 발견했습니다. 식단, 인슐린, 포도당 항상성, 지방 산화 사이의 이러한 빠른 변화가 식단으로 인한 미토콘드리아 기능과 인슐린 작용의 변화와 연관되어 있을 수 있다고 추정합니다. 종합하면, 우리는 현재의 교차 개념에 이의를 제기하는 근거를 제시합니다. LCHF 식단은 당뇨병 전단계의 특징과 향후 대사 질환 위험을 되돌릴 수도 있습니다. 이는 운동선수 집단에서도 식단 선택이 신체 수행 능력을 넘어 영향을 미친다는 점을 보여줍니다.

연구 목적: 운동선수의 식단 구성(섭취 시점과 음식 종류 모두)은 신체의 필수 기능을 유지하는 데 필요한 연료를 제공하는 데 그치지 않습니다. 영양 섭취 선택은 훈련에 따른 대사 적응에도 영향을 미칩니다.

결과: 영양 섭취 선택은 훈련에 따른 대사 적응에도 영향을 미칩니다. 지난 20년간의 연구에 따르면 운동선수의 훈련 중 탄수화물(CHO) 이용 가능성을 전략적으로 줄이면, 고탄수화물 식단을 계속 먹는 것과 다른 대사 반응을 유도할 수 있습니다. 탄수화물 이용 가능성을 조절하는 여러 방법이 연구되었습니다. 저탄수화물·고지방(LCHF) 식단, 훈련 세션 사이에 글리코겐을 회복하지 않은 채 하루에 두 번 훈련하는 방법, 저녁에 글리코겐을 고갈시키는 운동을 한 뒤 밤새 공복을 유지하고 아침 훈련이 끝날 때까지 탄수화물을 먹지 않는 ‘슬립 로우’ 방식이 여기에 포함됩니다. 이러한 방법은 모두 미토콘드리아 효소 활성과 미토콘드리아 함량, 지방 산화율을 높이는 등 지구력 운동선수에게 유익한 대사 적응을 가져올 수 있습니다. 그러나 직접적인 운동 수행 향상 효과를 보여주는 자료는 아직 명확하지 않습니다.

연구 목적: 탄수화물 이용 가능성이 낮은 상태(LCA)에서 훈련하면 낮은 에너지 이용 가능성(LEA)과 흔히 관련된 생리적 변화가 독립적으로 일어나고 골격근의 산화 기능이 향상될 수 있다고 제안되어 왔습니다. 하지만 LEA와 별개로 LCA만의 효과가 무엇인지는 아직 분명하지 않습니다.

결과: 반대로 β-CTX는 증가했고 IGF-1은 NORM에 비해 감소했습니다. 근육 글리코겐 농도는 LOW에서만 감소했습니다(40% ± 14%). 단백질체 분석에서 671개의 단백질이 확인되었으며, NORM에 비해 LOW에서 차등 발현된 57개 단백질은 지방산 대사 경로에만 관련되었고 리보솜, 근절, 세포외 기질 단백질은 억제되었습니다. 이러한 결과는 LCA만으로는 내분비계에 미치는 영향이 제한적이지만 뼈 대사와 근육의 동화 반응을 선택적으로 저해할 수 있음을 보여줍니다. 급성 LEA가 없을 경우 LCA가 근육의 산화 특성에 미치는 영향은 제한적일 수 있습니다.

연구 목적: 케톤 식단(KD)은 저탄수화물·고지방 식단입니다. 케톤 식단은 신경계 질환 치료뿐 아니라 비만과 당뇨병을 개선할 가능성으로도 언론의 큰 관심을 받아왔습니다.

결과: 우리는 전임상 및 임상 연구를 바탕으로 비만과 당뇨병에서 케톤 식단의 대사 효과를 살펴보고, 케톤 식단을 당뇨병 치료제와 병용하면 상승 효과가 있을 수 있다고 제안합니다. 그러나 특히 SGLT-2 억제제와 같은 약물 치료제를 케톤 식단과 병용할 때는 정상 혈당 당뇨병성 케톤산증을 포함한 잠재적 위험이 있으므로 신중한 임상 감독이 필요합니다. 또한 케톤 식단이 장내 미생물군 구성을 어떻게 바꾸어 숙주 건강에 영향을 미치는지 살펴봅니다. 마지막으로 케톤 식단 기반 치료를 최적화할 때의 과제와 향후 방향을 제시하고, 현재 검토의 한계를 설명합니다.