지방을 효과적으로 연소시키는 저강도 운동의 과학적 원리

                                                                              글 / 지용석 (한서대학교 레저스포츠학과 교수)

사람이 하루를 살아가기 위해서는 반드시 음식물을 섭취해야 한다. 이 음식물은 탄수화물, 지방, 단백질, 미네랄, 비타민과 물로 구성되어 있다. 이렇게 섭취된 음식물은 인체에 저장되며, 운동을 할 때 에너지원으로 쓰이게 되는 것이다. 그러나 운동 시 사용되는 에너지원은 주로 탄수화물과 지방이다.

구체적으로 탄수화물은 운동을 시작하는 3분 동안에 동원되며, 운동의 강도가 50% 이상이 되는 강도에서 에너지원으로 사용된다. 물론 운동 강도가 높아질수록 탄수화물이 에너지원으로 사용되는 정도는 더욱 높아지게 된다. 한편, 지방의 경우는 운동의 강도가 30% 이하로 낮게 유지되거나, 50-70%의 운동 강도에서도 그 페이스를 일정하게 유지할 경우 지방은 에너지원으로 동원이 된다. 지방을 효과적으로 연소시키기 위해서는 낮은 강도에서 장시간 동안 운동을 하는 것이 더욱 바람직하기도 하다. 특히, 40-50대 중장년층이 운동을 통해 체지방량을 감소시키기 위해 운동을 시작하려고 할 때에는 근육과 관절 등의 상해를 방지하기 위해서라도 앞서 권장한 “저강도 장시간 운동”이 좋다.

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왜 이러한 운동의 형태가 지방을 효과적으로 연소시키는지 과학적으로 알아보도록 하자. 우선 지방은 산소가 충분히 공급되는 경우 근세포 내 미토콘드리아에서 에너지원을 만들어 낸다. 순차적으로 근세포 내에 저장된 중성지방에서, 지방조직, 혹은 혈중 중성지방이나 유리지방산에서 에너지원을 만들도록 한다. 중성지방을 유리지방산과 글리세롤로 분해하는 효소는 리페이스(lipase)라는 효소이다. 이 효소는 에피네프린, 노에피네프린, 글루카곤에 의해 활성화되지만, 인슐린에 의해서는 억제된다. 즉, 운동 중 교감신경의 증가는 전자의 호르몬들을 증가시키며, 후자의 호르몬을 감소시킨다. 또한 운동 강도가 센 운동을 할 때에는 탄수화물의 부산물인 젖산이 리페이스 활성을 감소시켜 지방산 동원을 억제하게 된다. 따라서 젖산이 급증하는 강한 운동 시에는 지방산 동원이 억제되어 지방이 에너지원으로 참여하는 비율이 낮아지게 되는 것이다. 다시 말해, 에너지 이용비율로서 최대산소섭취량(VO2max)이 30% 미만의 낮은 운동 강도에서는 지방산 동원이 높아지는 반면, 탄수화물은 최대산소섭취량(VO2max)이 70% 이상일 경우에 운동에 대한 주 에너지 기질로서 작용한다.

운동의 강도가 높아질 경우 에너지 기질이 지방에서 탄수화물로 전환되어 장시간 운동이 불가능하게 되는데, 그 이론적 원인을 살펴보면 다음과 같이 두 가지로 축약해 볼 수 있다. 첫째, 고강도 운동은 근섬유소 중 폭발적인 힘에 잘 적응되어 있는 Type Ⅱ(백근) 근섬유소를 자극하게 되는데, 이 근섬유소 내에는 해당작용 효소(glycolytic enzymes)가 풍부한 반면, 미토콘드리아와 지방분해 효소(lipolytic enzymes)가 적어 오랜 동안 운동을 지속할 수 없게 한다. 둘째, 운동의 강도가 증가할수록 에피네프린 등의 호르몬이 증가하여 근육 내 글리코겐을 에너지로 사용하게 하는데, 이는 적은 양으로 저장된 글리코겐을 빠르게 고갈시킴과 동시에 젖산 등의 생성량을 증가시켜 장시간 운동이 이루어지지 못하도록 한다.

한편, 운동의 강도가 낮아지고 30분 이상의 장시간 운동이 이루어지면 에너지 기질은 탄수화물에서 지방으로 전환된다. 앞서 설명한 바와 같이 지방은 리페이스라는 효소에 의해 분해가 촉진되는데, 이 효소는 에피네프린과 노에피네프린 및 글루카곤이라는 호르몬들이 활성화되어야만 비로소 작용하게 된다. 즉, 저강도 장시간 운동을 수행하는 동안 혈중 에피네프린 농도가 증가하여 리페이스를 증가시키고 이로 인해 지방분해가 촉진되는 것이다. 반면, 인슐린은 탄수화물의 분해 산물인 글루코스와 친화성이 높기 때문에 혈중에 인슐린 농도가 높은 경우에는 지방산의 동원을 억제하게 된다. 한 예로 운동 30~60분 전 고탄수화물 식이나 음료를 섭취하게 되면 췌장에서 인슐린 분비를 촉진하여 지방의 대사를 감소시키는 결과를 초래함으로써 장시간 운동이 이루어지지 못하도록 한다.

요약해보면, 인체에 이상적인 양의 지방량이 초과하게 되면 비만 등의 성인병을 초래하게 되고, 비만으로 인한 혈관질환, 관절염 등과 같은 합병증이 동반될 수 있기 때문에 스스로가 본인의 체중을 신장의 제곱 값으로 나누어 ‘신체질량 지수’를 산정한 경우 그 값이 25kg/m2를 넘고 있으면, 저강도 장시간 운동에 참여하여 효과적으로 체지방량을 줄일 수 있도록 노력해야 한다. 권장할 만한 운동 형태로는 어디서든 쉽게 할 수 있는 걷기, 속보, 조깅이 좋다. 신체질량 지수 계산법은 아래와 같다.

공식 : 자신의 체중(kg) ÷ 미터로 산정한 키(m) * 미터로 산정한 키(m)   예를 들어, 길동이의 체중이 80kg이고, 키가 1미터 60센티미터인 80 ÷ (1.60*1.60)      = 80 ÷ 2.56         = 31.25 kg/m2   길동이는 반드시 저강도 장시간 운동을 해야 한다.

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