다이어트

카페인, 체지방 저장 감소에도 도움 67

안녕하세요 몬스터짐의 스포츠 영양사 우수입니다.

오늘의 SPORTS SCIENCE에서는 카페인의 새로운 기능에 대한 내용입니다.

요즈음 커피는 국내에서 가장 잘팔리는 음료에 독보적인 1위를 차지하고 있으며 에너지드링크 또한 대세이고 모든 부스터나 운동전중에 먹는 제품들에도 카페인이 필수적으로 들어가는 만큼 영양학자들과 운동생리학자들은 카페인에 대한 관심을 다시 한번 쏫고 있습니다.

대부분 알고계시듯이 카페인은 참 말도 많고 탈도 많은 녀석입니다. 우리나라에서는 참 까다롭게 다루고 있는 성분이기도 한데요. 그럴수 밖에 없는 것이 카페인은 기호식품으로 담배를 넘어선 녀석이기 때문입니다. 흔히 길거리를 걸어보셔도 커피, 에너지드링크를 들고 가는 모습을 흔히 볼수 있으며 젊은의 거리(홍대 등)에 가보시면 길거리에 널린 것이 에너지드링크 혹은 커피의 쓰레기입니다.

하루 400mg이하의 적당량의 카페인은 신체 활동에 유익한 각성작용을 해 혈액순환을 돕고 감각중추를 흥분시켜 정신을 맑게 하며, 기억력과 판단력을 증가시킵니다. 카페인을 섭취하면서 운동을 하면 운동수행능력이 증가되고 감각 기능과 민첩성도 좋아지는 것으로 나타나 있습니다. 

운동 30분 전에 카페인을 섭취하면 심장박동이나 호흡 속도 등 체내 대사 속도를 빠르게 하여 섭취한 열량 중 많은 양이 체내 대사에 소모되도록 하고 체중을 감소시키는데 다이어트 효과도 있다고 합니다. 또한 카페인 섭취 초기에는 글리코겐을 빠르게 분해하여 에너지원으로 사용하지만 이와 함께 지방의 분해도 촉진하여 결국 글리코겐을 아끼는 효과를 가져오게 되는 것으로 밝혀졌습니다.

반면, 앞서 제기한 여러가지 효과때문에 하루 400mg 이상을 계속적으로 섭취할 경우 건강한 성인도 문제를 일으킬 가능성이 있다고 합니다. 우리나라 국민의 평균 카페인 섭취량은 아직 저정도는 아니지만, 카페인을 상용하는 연령층(20~40대)에서는 그 섭취량이 평균을 초과하고 있어 우리나라 정부의 대대적인 카페인 단속(콜라형 음료에 150mg이하로만 첨가할 수 있음 : 현재 몬스터에너지가 150mg으로 최대)을 하고 있는 상황입니다.

카페인의 주요 부작용은 두통, 두근거림, 무기력, 소화장애, 불면증이며 식후 섭취는 소화작용에 도움을 줄수 있으나 너무 잦은 섭취나 식전에 섭취하는 방법은 역류성 식도염, 위염이나 십이지장궤양 등에 노출되게 할 수 있습니다. 

그간 카페인의 작용을 정리해 보자면...

1. CNS를 흥분시켜 운동 민감도 증가

2. 인지세포 불활성화를 통해 피로도 감지를 늦추게 함

3. 심박을 늘리고 혈관을 수축시켜 혈압을 올림

4. 간의 지방산화를 촉진하면서 글리코겐 아낌(Sparing) 효과

여기에 더불어 2000년대 후반부터 진행된 연구들에서는 운동전 카페인과 당을 섭취할 경우 운동후 글리코겐 저장을 촉진한다는 연구결과들이 나타나고 있어 이에 대한 자료들을 찾아보았습니다.

학교로 따지자면 SKY라고 할수 있는 저널인 SCI급에 속하는 Journal of Applied Physiology에 실린 논문에서는 탄수화물을 카페인과 함께 섭취할 경우 에너지 고갈운동(all-out exercise)이후 근 글리코겐의 높은 재합성률을 보였다는 연구결과를 밝히고 있습니다. 이 연구는 그 동안 같은 분야를 연구해온 학자들의 연구논문을 토대로 그 경로를 알아보기 위해 실험을 한 것인데요....지금까지 글리코겐은 고갈성 운동을 한 경우 그 합성률이 더 높은 것으로 나타나 있습니다. 보디빌더들이 밴딩을 하는 것처럼 글리코겐을 고갈시키고 다시 채워줌으로서 더 높은 글리코겐 저장능력을 채우는 것이죠.

글리코겐의 보충은 phase 1과 phase 2로 나뉠수 있는데....

phase1은 인슐린과 독립적인 경로로 운동후 1시간 이내이며 높은 재합성률을 보이는 구간

phase2는 인슐린의존성 경로로 운동후 1~24시간 이내에 낮은 재합성률로 이루어 집니다.

카페인의 섭취는 아드레날린(에피네프린) 분비를 증가시켜 간의 포도당 방출을 촉진하며(간 글리코겐 고갈) 이로 인해 지방산의 에너지화를 촉진하는 글루카곤의 분비를 촉진하는 결과를 보입니다. 또한, 소장의 에너지 흡수속도를 증가시켜 빠르게 에너지원으로 증가시킨다고 영양학자들은 주장하고 있습니다. 카페인의 섭취가 회복기에 혈장 유리지방산을 증가시키고 이는 글리코겐을 계속 저장하고 유리지방산을 에너지원으로 사용시키겠다는 것으로 보이며, 계속적인 탄수화물 섭취시 인슐린 분비로 인해 이 기능이 감소한다는 것이죠.

카페인의 이런 작용을 밝히기 위해 연구자들은 3가지 경로를 의심해 봅니다. 이 3가지 경로는 칼슘에 의함 CaMK와 ATP/AMP비율에 의한 AMPK경로 그리고 인슐린에 의한 Akt경로인데요.....

이 부분부터는 과학적인 신호기전이라 간략하게 설명을 드리도록 하겠습니다.

1. CaMK

Ca(칼슘)은 근 수축에 관련된 근섬유인 액틴과 미오신이 결합하여 근 수축이 일어날때 ATP를 사용함과 동시에 칼슘이 필요하다는 것은 알고 계실것입니다. 즉, 칼슘은 포도당 수송에 대한 근 수축의 영향을 조절하는 역할을 하는 것으로 운동후 칼슘감소는 포도당 수송을 억제해 글리코겐 저장에도 영향을 줄 수 있다는 것입니다. 회복기간이 어느정도 지난 4시간째에 CaMK가 카페인으 섭취한 군에서 증가하면서 글리코겐저장량도 증가하는 것을 볼 수 있습니다.

2. AMPK

ATP가 에너지로 사용되면 ADP가 되거나 AMP가 되는데 즉 고에너지분자인 인산(Pi)을 어떻게 주느냐에 따라 그 비율이 달라지게 됩니다. AMPK는 AMP에 의해 활성화 되어 ATP와 AMP의 비율을 맞추는 역할을 하는 것으로 근육과 간의 지방산 산화를 촉진하고 지방합성을 억제하며 근육의 포도당 흡수를 증가시키는 역할을 합니다. 하지만 카페인 섭취에도 AMPK는 차이가 없는 것으로 보아 카페인의 작용기전은 AMP와는 관련이 없는 것으로 보입니다.

3. Akt

Akt는 인슐린 대사의 첫번째 인자로서 인슐린에 의해 Akt가 작동되면 일부 기전을 통해 당신생을 촉진하고 글리코겐 합성을 촉진하는 역할을 하며 단백질 합성을 얘기할때 자주 제기되었던 mTOR을 통해 단백질 합성을 증가시키게 됩니다. 카페인을 섭취한 군에서는 유의적으로 큰 차이에는 도달하지 못했지만 Akt를 더욱촉진하는 효과를 보였습니다.

이상의 3가지 기전을 통해 운동전 탄수화물과 카페인을 먹은 경우 운동후 글리코겐 합성에 있어서 더 효과적이라는 결과를 보여왔고 그곳에는 칼슘에 의한 경로와 인슐린에 의한 경로가 작용된다는 것입니다. 운동전 칼슘과 인슐린을 추가적으로 자극하는 류신을 추가 섭취할 경우 더 좋은 효과를 볼수있을거란 생각이 듭니다.

Written by 우수