운동과 케토제닉 다이어트가 대사 건강에 미치는 영향

운동이 대사 건강에 미치는 영향

운동은 비만과 대사 기능 장애를 가진 개인들에게 특히 효과적인 대사 건강 개선 방법으로 알려져 있습니다. 동물과 인간 연구에서 운동이 인슐린 감수성을 높이고, 인슐린 저항성이 있는 상태에서도 포도당 흡수를 촉진하는 것으로 나타났습니다. 하지만 개인마다 운동에 대한 반응이 다르게 나타납니다:

• 일부는 인슐린 감수성, 콜레스테롤 수치, 중성지방 및 혈압 개선 등의 큰 효과를 경험합니다.
• 일부는 보통 수준의 개선 또는 변화 없음.
• 소수의 경우 부정적인 영향을 경험할 수도 있습니다.

핵심 포인트: 운동은 일반적으로 대사 건강을 향상시키지만, 개인별 반응이 다릅니다.

케토제닉 다이어트란?

케토제닉 다이어트는 탄수화물 섭취를 극도로 제한(총 칼로리의 5~10%)하고 지방과 단백질 위주의 식단을 유지하여 케토시스를 유도하는 식이 방법입니다.

탄수화물-인슐린 모델과 비만

이 모델에 따르면, 지방 조직에서의 인슐린 저항성이 순환하는 지방산 수치를 감소시켜 공복감, 과식 및 대사 장애를 유발한다고 설명합니다. 이 이론을 지지하는 사람들은 케토제닉 다이어트가 인슐린 저항성을 완화하고 대사 장애를 치료하는 방법이 될 수 있다고 주장합니다. 하지만 이 이론은 학계에서 논쟁이 되고 있습니다:

• 저널리스트 게리 토웁스(Gary Taubes)는 탄수화물-인슐린 모델을 강하게 지지하며, 비만의 주원인은 총 칼로리가 아니라 설탕이라고 주장합니다.
• 신경과학자 스티븐 가이언(Stephen Guyenet)은 이에 반대하며 대사 조절이 단순하지 않다고 반박합니다.
• 이에 대한 더 깊은 논의는 조 로건(Joe Rogan)의 팟캐스트에서 확인할 수 있습니다.

케토제닉 다이어트의 동물 연구

건강한 쥐에게 미치는 영향

다양한 식단을 비교한 연구에서 다음과 같은 그룹이 있었습니다:

• 저지방 사료 다이어트: 탄수화물 75~80%
• 서구식 다이어트: 지방 60%, 탄수화물 30%
• 케토제닉 다이어트: 지방 95%, 단백질 5%, 탄수화물 0%
• 칼로리 제한 다이어트: 저지방 사료를 일정량만 섭취

연구 결과:

• 케토제닉 다이어트를 한 쥐는 1주일 만에 급격한 체중 감소 (26g → 1718g)를 경험했습니다.
• 에너지 소비량이 15~20% 증가했습니다.
• 체중 감소 원인은 음식 섭취 감소와 에너지 소비 증가의 조합으로 보입니다.

비만 쥐에게 미치는 영향

• 비만 유도 후 케토제닉 다이어트로 전환한 경우, 1주일 동안 5~6g의 체중 감소가 있었습니다.
• 체중 감소 원인:
  1. 음식 섭취 감소
  2. 대사 증가 (산소 소비 및 CO₂ 배출량 측정)

케토제닉 다이어트가 에너지 소비를 증가시키는 이유

1. 교감신경 활성화
   • 카테콜아민(에피네프린 및 노르에피네프린) 증가
   • 갈색 지방 조직 활성화 → 열 발생을 통한 칼로리 소모
   • 베타 아드레날린 수용체가 없는 유전자 변형 쥐에서는 체중 감소가 일어나지 않음 → 교감신경 작용이 필수적임을 확인
2. 갈색 지방 조직과 미토콘드리아 단백질 UCP1
   • UCP1은 에너지를 지방으로 저장하는 대신 열로 변환
   • 케토제닉 다이어트는 갈색 지방 조직에서 UCP1 발현 증가
   • 베타 아드레날린 수용체가 없는 쥐에서는 UCP1 발현 증가가 일어나지 않음 → 체중 감소에 중요한 역할

인간에게 미치는 영향 & 논쟁점

• 케토제닉 다이어트가 동물 실험에서는 급격한 체중 감소를 보였지만, 인간에서는 효과가 다소 미미함.
• 교감신경 활성화가 인간에서도 일어나는지에 대한 논쟁 존재.
• 탄수화물 제거가 스트레스 반응을 유발하여 에너지 소비를 증가시키는지 여부는 불확실.

인간 연구 결과

연구 개요

• 미국 루이지애나 생의학 연구센터에서 진행된 연구
• 비만 혹은 과체중 참가자를 대상으로 진행
• 식이 비교:
  • 기본 식단: 2400kcal, 탄수화물 300g, 지방 93g
  • 케토제닉 식단: 2400kcal, 탄수화물 31g, 지방 200g

주요 발견:

• 대사 변화:
  • 케톤 수치 상승 → 케토시스 상태 확인
  • 혈중 지방산 수치 증가
  • 혈당은 두 식단에서 안정적으로 유지됨
• 체중 감소:
  • 케토제닉 다이어트가 더 빠른 체중 감소를 유도했지만, 대부분 수분 감소 때문임
• 에너지 소비:
  • 동물 연구에서는 15~25% 증가
  • 인간 연구에서는 50~75 kcal/day 증가 → 큰 영향 없음

케토제닉 다이어트의 장기적 문제점

• 체중 재증가: 탄수화물을 다시 섭취하면 대부분 체중이 회복됨
• 근육 손실:
  • 동물 연구: 골격근량 50% 감소
  • 인간 연구: 약 1kg의 근육 손실 발생
• 대사율 감소: 근육량 감소로 인해 장기적으로 칼로리 소모량 감소

지속 가능한 체중 관리 전략

• 근력 운동 병행: 근육량을 유지하여 대사율 감소를 방지할 수 있음
• 미래 연구 필요: 근력 운동과 병행한 케토제닉 다이어트가 효과적인지 추가 연구 필요

결론

• 단기 효과:
  • 케토제닉 다이어트는 빠른 체중 감소를 유도하지만, 이는 주로 수분 손실 때문임
  • 동물 연구에서는 대사율 증가가 크지만, 인간에서는 미미함
• 장기적 문제점:
  • 다이어트 종료 후 체중 재증가 가능성이 큼
  • 근육량 감소로 인해 대사율 저하
• 향후 연구 필요:
  • 근력 운동 병행이 근육량 감소를 방지할 수 있는지 연구 필요
  • 지속 가능한 다이어트 방법 모색