국제스포츠영양학회(ISSN) 공식 입장: 영양 타이밍 및 탄수화물, 단백질, 지방 섭취에 대한 8가지 핵심 원칙
건강한 운동 수행자를 대상으로 한 영양 타이밍(nutrient timing)과 탄수화물(CHO), 단백질(PRO), 지방(FAT) 섭취에 대한 학회의 입장은 아래의 8가지 주요 원칙으로 요약된다:
1. 고탄수화물 식단과 운동 전 단백질/아미노산 섭취
내인성 글리코겐 저장을 극대화하려면, 고혈당 지수(high-glycemic),
고탄수화물(high-carbohydrate) 식단(600 - 1000그램 CHO 또는 ~8 - 10그램 CHO/kg/d)을 따르는 것이 가장 효과적이다.
저항 운동 전 유리 아미노산 또는 단백질을 단독 또는 CHO와 함께 섭취하면 단백질 합성을 최대한 자극할 수 있다.
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2. 운동 중 탄수화물/단백질 섭취
CHO는 10~15분마다 6~8% CHO 용액(8~16액체 온스)에 시간당 30~60g의 CHO를 섭취해야 함
CHO에 단백질을 추가하여 CHO:PRO 비율을 3~4:1로 구성하면 지구력 향상에 도움이 되며, 급성 및 반복적인 지구력 운동 후 글리코겐 재합성을 극대화할 수 있다.
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3. 저항운동 중 탄수화물 및 단백질 섭취
저항 운동 중 CHO를 단독 또는 PRO와 함께 섭취하면 근육 글리코겐을 증가시키고, 근손상을 줄이며, 훈련 적응을 촉진할 수 있다.
이는 단기 또는 장기적인 보충 상황 모두에서 유효하다.
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4. 운동 직후 탄수화물 및 단백질 섭취
운동 직후 30분 이내에 고용량의 탄수화물(체중 kg당 8~10g CHO/day)을 섭취하면 근육 글리코겐 재합성이 자극된다.
CHO에 PRO(0.2g - 0.5g PRO/kg/일)를 3~4:1의 비율로 추가하면 글리코겐 재합성이 더욱 촉진될 수 있습니다(CHO: PRO).
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5. 운동 전후 아미노산 섭취
운동 직후부터 3시간 이내에 아미노산, 특히 필수 아미노산을 섭취하면 근육 단백질 합성이 강하게 자극된다.
여기에 CHO를 추가하면 단백질 합성 수준이 더 높아질 수 있다.
또한, 운동 전 CHO + PRO 섭취는 단백질 합성의 최고 수준에 도달하게 할 수 있다.
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6. 장기간 저항 훈련 시 효과
장기간의 저항 훈련 동안, 운동 직후 다양한 양의 CHO + PRO 보충제를 섭취하면 근력과 체성분 개선에 도움이 되는 것으로 나타났다.
이는 위약 또는 대조군 조건과 비교해 유의미한 차이를 보인다.
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7. 크레아틴 추가의 효과
CHO + PRO 보충제에 크레아틴(Cr)을 체중 kg당 0.1g/day 비율로 추가할 경우, 저항 훈련에 대한 적응이 더욱 증진될 수 있다.
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8. 영양 타이밍 전략의 중요성
영양 타이밍은 계획적인 식사와 음식에서 추출된 영양소 또는 보충제 섭취를 체계적으로 조합하는 방법을 포함한다.
에너지 섭취 시점과 특정 다량영양소 비율은 다음과 같은 효과를 유도한다:
고강도 운동 후 회복과 조직 재생 향상
근육 단백질 합성 증가
기분 상태 개선
이는 기존의 비계획적 섭취 전략보다 효과적이다.
<Introduction>
국제스포츠영양학회(ISSN)는 운동과 영양 타이밍의 관계에 대한 과학적 근거를 정리하여, 탄수화물(CHO), 단백질(PRO), 지방(FAT)의 섭취 시점이 운동에 미치는 영향을 평가하고 권장사항을 제시하고 있다. 이 입장문은 운동 수행과 회복, 건강 증진을 최적화하기 위한 영양 타이밍 전략에 초점을 맞추며, 운동 전, 운동 중, 운동 후 세 단계로 나누어 핵심 내용을 요약
전체적인 열량 비율(탄단지 비율)에 대한 구체적인 가이드는 포함되어 있지 않지만, 보다 일반적인 지침은 미국의학연구소(Institute of Medicine)의 최신 권고를 참고하도록 안내한다. 이 입장문은 연구자, 트레이너, 운동선수, 영양 전문가들이 영양 타이밍 전략을 실제에 적용할 수 있도록 돕기 위해 작성됨.
<Nutrient timing : pre-exercise>
운동 전 영양 전략은 전통적으로 지구력 운동 중 혈당 유지 및 글리코겐 저장 극대화를 위해 탄수화물(CHO) 섭취에 중점을 두어왔다.
하지만 최근에는 저항 운동 전 탄수화물, 아미노산, 단백질(PRO), 크레아틴(Cr) 섭취가 운동 적응 향상과 근손상 감소에 효과적이라는 연구 결과들이 나타나고 있음
Pre-exercise ingestion of carbohydrate
체내 글리코겐 저장량은 제한적이며 , 중간에서 고강도 수준의 운동(VO₂max의 65~85%)에서는 수 시간 이내에 고갈될 수 있다 .
글리코겐 수치가 감소하면 운동 강도와 수행량이 떨어지며, 종종 근육 조직의 손상과 면역 억제가 뒤따른다 .
글리코겐 고갈과 신체 기능 저하 간의 연관성이 잘 확립되어 있기 때문에, 탄수화물 로딩(CHO loading)이라는 개념은 모든 영양 타이밍 전략 중 가장 오래된 형태로 간주된다.
근육 글리코겐 유지를 위해서는 일일 섭취량의 약 65%를 CHO로 구성한 고탄수화물 식단이 권장되며,
경기 5~7일 전에는 70% 수준까지 CHO 섭취를 증가시켜, 근육과 간의 글리코겐 저장량을 극대화하고, 운동 중 혈당 유지를 목표로 한다 .
초기 연구들은 CHO 섭취량을 늘리기 전에 3~6일 간의 글리코겐 고갈기를 포함한 로딩 전략을 사용했으나 ,
최근 연구들은 1~3일간 고탄수화물 식단을 유지하면서 신체 활동을 줄이는 것만으로도 최대 수준의 글리코겐 저장이 가능하다고 보고했다 .
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고탄수화물 식단 효과에 대한 사례 연구
Kavouras 등의 연구에서는 지구력 훈련을 받은 사이클리스트 12명을 대상으로 실험을 진행했다.
이들은 600g CHO 섭취(high-CHO) 또는 100g CHO 섭취(low-CHO)로 이루어진 등열량 식단을 6일간 유지한 뒤,
VO₂peak의 82% 강도로 45분간 사이클 운동을 수행하였다.
운동 전, 고-CHO 집단은 근육 글리코겐 수치가 104.5 ± 9.4 mmol/kg/wet wt로,
저-CHO 집단의 72.2 ± 5.6 mmol/kg/wet wt보다 유의하게 높았다(p < 0.05).
운동 중 고-CHO 집단에서는 혈당이 상승하였으나, 저-CHO 집단에서는 변화가 없었다.
운동 후 혈당 또한 고-CHO 집단이 유의하게 높았으며, 이는 이들이 운동 중 혈당 유지를 더 잘할 수 있었음을 시사한다.
유리지방산, 중성지방, 인슐린 수치에서는 유의미한 차이가 없었다(p > 0.05) .
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초단기 고탄수화물 로딩의 효과
Bussau 등의 또 다른 연구 에서는 하루 동안 체중 kg당 10g의 고혈당 탄수화물을 섭취하는 것만으로도
근육 글리코겐을 유의미하게 증가시킬 수 있음을 발견했다.
해당 연구에서 기초 글리코겐 수치는 95 ± 5 mmol/kg/wet wt였으며,
1일 후 180 ± 15 mmol/kg/wet wt로 증가하였고, 이후 3일간 이 수치를 유지하였다.
단일 고탄수화물(CHO) 식사를 섭취한 연구들에서는 근육 글리코겐 수치를 증가시키고, 혈당 유지(정상혈당, euglycemia)를 개선하는 효과가 관찰되었으나, 운동 수행능력 향상에 대한 결과는 일관되지 않았다 .
Coyle 등의 연구에서는 사이클리스트들에게 운동 4시간 전에 고탄수화물 식사를 섭취하도록 지시한 후, VO₂max의 70% 강도로 105분간 운동을 수행하게 하였다 .
이 단일 식사는 근육 글리코겐을 42% 증가시켰고,
탄수화물 산화 및 글리코겐 사용량을 증가시키는 결과를 보였다.
반면, Febbraio 등은 운동 45분 전에 고혈당 식사를 섭취한 경우,
근육 글리코겐 사용량이나 운동 수행능력에서 변화가 없었다고 보고하였다.
이는 저혈당 식사나 물을 섭취한 그룹과 차이가 없었다 .
2000년에 실시된 후속 연구에서도, 운동 30분 전에 고혈당 식사 또는 저혈당 식사를 섭취했을 때
VO₂max의 70% 강도로 150분간 사이클링을 한 후 운동 수행에 차이가 없었다 .
Earnest 등은 64km 사이클 타임트라이얼에서
꿀(저혈당), 덱스트로스(고혈당), 위약(플라시보)의 사전 섭취 효과를 비교하였다.
CHO 섭취는 마지막 16% 구간에서 더 높은 파워 출력을 나타내는 데 기여한 것으로 보였지만,
고혈당 그룹과 저혈당 그룹 간의 운동 성능 차이는 없었다 .
전반적으로, 운동 1시간 이내에 CHO를 섭취한 연구들에서는 운동 수행능력 향상에 대한 결과가 일관되지 않았으나,
글리코겐 사용을 극대화하고 CHO 산화를 촉진하는 데에는 일관된 효과가 있음이 반복적으로 보고되었다.
Hawley와 Burke는 운동 1시간 이내 CHO를 섭취한 여러 연구들을 종합 분석하였다 :
1건은 수행능력 감소
3건은 수행능력 증가
5건은 효과 없음
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Pre-exercise ingestion of amino acids and protein
연구자들은 저항 운동에 대한 훈련 적응을 높이기 위해 단백질(PRO) 또는 아미노산을, 단독 혹은 탄수화물(CHO)과 함께 섭취하는 전략의 가능성을 탐색하기 시작했다.
한 연구에서는 단일 저항 운동(80% 1RM 강도)을 수행하기 전 또는 후에 CHO + 필수 아미노산(35g CHO + 6g EAA)을 섭취한 경우를 비교하였다 .
그 결과, 운동 전 섭취가 단백질의 순 상태(net protein status: 합성 대 분해)에 더 긍정적인 영향을 미친다는 결론이 도출되었다.
연구자들은 운동 중 조직 혈류량이 증가한 상태에서 혈중 아미노산 농도가 높아지면, 단백질 합성이 더 활발해질 수 있다고 해석하였다.
이후 같은 연구팀은 웨이 단백질 20g을 운동 전 또는 후에 섭취한 경우를 비교한 또 다른 연구를 진행하였다 .
이 연구에서는 운동 전후 모두에서 단백질 합성을 촉진하는 동화 작용(pro-anabolic response)이 나타났으며,
섭취 시점 간에는 유의미한 차이가 없었다.
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많은 연구에서 운동 전 단백질(PRO)과 탄수화물(CHO) 섭취가 급성 운동으로 유도된 근육 손상뿐 아니라, 장기간의 저항 훈련 중 발생할 수 있는 손상을 예방하는 데 효과가 있는지를 탐색해왔다 .
최근 발표된 한 연구에서는 성인 남성 27명을 대상으로 다음과 같은 조건을 비교하였다 :
위약(칼로리가 없는 감미료), 또는
CHO + PRO 혼합액(CHO 75g + PRO 23g)을
운동 15분 전 또는 운동 15분 후에 섭취
운동은 근육 손상을 유발할 수 있는 편심성 수축(eccentric contraction)으로 구성됨
결과적으로, 크레아틴 키나아제(근육 손상 지표) 수치가 증가하고 최대 근력 생산이 감소했지만,
영양소 섭취 시점이나 내용은 이러한 손상 지표에 영향을 미치지 않았다.
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다른 연구에서는 참가자들이 운동 전 7일 동안 다영양소 보충제(CHO + PRO + 지방)를 섭취하거나 등열량 말토덱스트린 위약을 섭취하고,
2일간 연속으로 저항 운동을 수행하였다 .
운동 당일에는 운동 30분 전에 보충제를 섭취하였다.
그 결과, 다영양소 보충제를 섭취한 그룹은 수직 점프 파워와 80% 1RM 기준 반복 횟수가 유의하게 증가하였다.
또한, 운동 중 및 운동 후 성장호르몬과 총/유리 테스토스테론 수치가 유의하게 증가하였다.
이 결과는 운동 전 영양 섭취가 호르몬 환경을 동화 작용에 유리한 상태로 만들 수 있음을 시사한다.
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또 다른 연구에서는 웨이 단백질(whey PRO)과 류신(leucine)을 운동 전에 보충한 경우,
최대 근력 증가 효과가 더 크게 나타났다 .
33명의 남성이 6주 동안 한쪽 다리만 사용하는 단측 하체 저항 훈련을 수행하였다.
이들은 다음 3가지 그룹으로 나뉘었다:
훈련만 진행하는 대조군
훈련 + 26g CHO 위약 그룹
훈련 + 20g 웨이 PRO + 6g 류신 그룹
결과적으로, 웨이 PRO + 류신 섭취 그룹은 최대 근력이 +30.3% 증가했으며,
이는 위약 그룹(+22.4%) 및 대조군(+3.6%)에 비해 유의하게 높은 수치였다.
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또한, 두 개의 추가 연구에서는 각각 8주와 12주간의 저항 훈련 전 후의 CHO + PRO 섭취 효과를 비교하였다.
첫 번째 연구에서는, 운동 전 또는 후에 1.2g/kg 웨이 PRO + 0.3g/kg CHO, 또는 1.2g/kg 대두(SOY) PRO + 0.3g/kg CHO, 또는 위약을 섭취하도록 하였다 .
결과적으로, 단백질 보충 그룹이 위약보다 근력과 제지방량 증가 효과가 컸으며,
웨이와 대두 단백질 간에는 유의한 차이가 없었다.
두 번째 연구에서는 참가자들이 10주 동안 주 4일동안 (85~90% 1 RM에서 6~8회 반복 3세트) 고강도 저항 운동을 수행함
참가자들은 운동 전후에 총 40g/day를 섭취하는 다음 두 그룹으로 나뉘었다:
20g 단백질(14g 웨이+카제인 + 6g 유리 아미노산)
20g CHO
단백질 섭취 그룹은 체중, 제지방량, 근력, IGF-1 혈중 농도, 근내 IGF-1 mRNA, 미오신 중쇄(I, IIa), 근원섬유 단백질량 모두에서 유의한 증가를 나타냈다.
이상의 두 연구 결과는 운동 전후 단백질 섭취가 등열량 CHO 위약 섭취보다 더 큰 훈련 적응 효과를 제공할 수 있음을 입증한다.
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Cribb와 Hayes는 2006년에 실시한 연구에서 , 운동과 관련한 영양 섭취 시점의 차이가 근력, 근육 비대, 체성분에 미치는 영향을 알아보기 위해 두 가지 서로 다른 섭취 전략을 비교하였다.
참가자들은 단백질(PRO), 크레아틴(Cr), 탄수화물(CHO)이 포함된 보충제를 체중 1kg당 1g의 용량으로 섭취하되,
한 그룹은 운동 직전과 직후에 섭취하였고,
다른 그룹은 운동하는 날의 아침과 저녁에 섭취하였다.
그 결과, 운동 전후에 보충제를 섭취한 그룹은 다음과 같은 측면에서 유의하게 더 큰 증가를 나타냈다:
제지방량(lean body mass)
1RM 근력
제2형 근섬유의 횡단면적(type II muscle fiber CSA)
근육 내 크레아틴과 글리코겐 수치
Summary of pre-exercise nutrient ingestion findings
• 글리코겐 저장소는 제한적이며 주로 영양 상태와 운동선수의 강도 및 훈련 수준에 따라 달라짐
내인성 글리코겐 저장소는 중,고강도 수준(65 - 85% VO2max)에서 운동 시간이 90분에서 3시간까지 지속될 수 있음
- 운동 강도, 속도 및 작업량은 글리코겐 수준이 감소함에 따라 감소.
글리코겐의 고갈은 근육 조직 파괴 및 면역 체계 억제 수준의 증가와 관련이 있음
- 최대 내인성 글리코겐 저장소는 고혈당, 고-CHO 식단(600 - 1000그램 또는 ~8 - 10g/kg/d)을 따르는 것 이가장 좋음
- 운동 전 식사의 최적 CHO 및 PRO 함량은 운동 기간과 체력 수준을 포함한 여러 요인에 따라 달라지지만, 일반 지침에서는 경기 4시간 전에 1 - 2그램의 CHO/kg 및 0.15 - 0.25그램의 PRO/kg/kg 3을 섭취할 것을 권장.
운동 전 필수 아미노산 또는 PRO 섭취만으로도 근육 단백질 합성이 증가. 또한, PRO + CHO 운동 전 섭취는 근육 단백질 합성 수준을 현저히 높이는 것으로 나타남
- CHO와 함께 다양한 PRO 소스를 규칙적으로 섭취하면 CHO 단독 섭취에 비해 강도가 더 높아지고 체성분에 긍정적인 영향을 미침
<Nutrient timing : during exercise>
운동 중 영양 섭취에 관한 대부분의 연구는 유산소 운동에 초점을 맞추고 있으며,
저항 운동 중 영양 섭취에 대한 연구는 상대적으로 적음
Glucose administration during endurance exercise
운동 중 영양 섭취에 대한 초기 연구들은 혈당 유지를 위한 탄수화물(CHO) 섭취 방식의 최적화에 집중하였다.
1. CHO 섭취가 지구력 운동 시간 증가에 기여한 연구들
호주 연구팀: 훈련된 사이클리스트 8명이 VO₂max 70% 강도로 탈진할 때까지 운동
운동 전 및 매 15분마다 8% CHO 용액 또는 위약 섭취
CHO 섭취 시 운동 지속 시간이 위약 대비 30% 증가 (47분 연장)
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Widrick 등: 70km 타임트라이얼 동안 4가지 조건 비교
1. 고글리코겐 + CHO 음료
2. 고글리코겐 + 비-CHO 음료
3. 저글리코겐 + CHO 음료
4. 저글리코겐 + 비-CHO 음료
CHO 음료는 운동 시작 시 및 매 10km마다 섭취, 총 116g CHO 제공
CHO 섭취는 혈당을 유지시킨 반면, 비-CHO 조건에서는 혈당이 유의하게 감소
마지막 9.8km 구간에서는 저글리코겐+비-CHO 조건의 파워 출력과 페이스가 유의하게 낮았음
결론: 기저 글리코겐 수치가 높다면 CHO 섭취의 효과는 적지만, 낮은 경우엔 CHO 섭취가 퍼포먼스 향상에 필수적임
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고강도 인터벌 러닝 연구: 9명의 숙련된 운동선수가 CHO 용액(6.9%)과 비-CHO 용액 섭취
운동 전 및 매 15분마다 제공
CHO 섭취 시 유의하게 더 오래 달릴 수 있었음
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Febbraio et al. (2000): 사이클리스트가 120분간 VO₂ peak 63%로 사이클 후 타임트라이얼
4가지 조건:
1. 운동 전·중 위약
2. 운동 30분 전 위약 + 운동 중 CHO(2g/kg, 6.4%)
3. 운동 전 CHO(2g/kg, 25.7%) + 운동 중 위약
4. 운동 전 CHO + 운동 중 CHO
혈당 유지 및 퍼포먼스는 CHO 섭취를 지속한 조건(CC, PC)이 위약(PP)보다 우수
결론: 운동 전 CHO 섭취 효과는 운동 중에도 지속적으로 CHO를 섭취할 때 극대화됨
2. CHO 섭취 빈도와 퍼포먼스 관계
Fielding et al.: 4시간 사이클 동안 10.75g CHO/200ml를 30분 간격 섭취 vs. 86g을 60분 간격으로 섭취
두 방식 모두 혈당과 인슐린 유지 효과는 같았으나, 짧은 간격으로 자주 섭취한 그룹이 운동 마지막에 더 오래 전력 질주함
3. 혼재된 결과
Burke 등: 운동 전 고혈당 식사가 이후 타임트라이얼 퍼포먼스에 영향을 주지 않음 <-> 위와 상충
2007년 축구 선수 대상 연구:
CHO 젤 섭취 → 혈당 증가 및 인터벌 러닝 성능 향상
위약 조건보다 유의한 차이 있음
대부분의 증거에 따르면, 지구력 운동 중 탄수화물 섭취는 혈당 유지와 글리코겐 절약 효과가 있으며, 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다 .
특히 운동 전 CHO 섭취는 운동 중에도 CHO를 지속 섭취할 때 성능 향상에 가장 효과적이다.
CHO 섭취의 빈도와 시점 또한 중요한 변수로 작용함
Mixing carbohydrates to increase carbohydrate oxidation
최근의 비교적 새로운 연구 분야에서는, 다양한 형태의 탄수화물(CHO)을 혼합 섭취함으로써 장시간 운동 중 CHO 산화율을 더욱 증가시키는 효과를 조사하였다.
일반적으로, 최대 CHO 산화율은 분당 약 1g 또는 시간당 60g 수준으로 알려져 있다 .
체외(섭취를 통해 공급되는) CHO의 이용 가능성과 산화율이 증가하면,
→ 혈당 유지가 개선되고 간 및 근육 글리코겐 사용 의존도가 감소하게 된다.
예를 들어:
글루코스 + 자당(sucrose) 혼합 섭취 시,
→ CHO 산화율이 21% 증가하여 분당 1.2g으로 상승한 것이 보고되었다 .
말토덱스트린 + 과당(fructose) 혼합 섭취는,
→ 말토덱스트린 단독 섭취 대비 최대 CHO 산화율을 약 40% 증가시켜 분당 약 1.5g에 도달하였다.
→ 실험 조건은 VO₂max의 60~65% 강도로 장시간 사이클링 수행 중이었다 .
이 연구팀의 여러 연구 결과에서는 CHO 산화율이 분당 1.2~1.75g 범위로 증가하는 것을 반복적으로 보고하고 있다 .
가장 최근인 2008년의 연구에서는,
최대 파워의 55% 강도로 120분간 사이클링 후 수행한 타임트라이얼에서,
운동 중 글루코스 + 과당을 혼합 섭취한 그룹이 성능을 8% 향상시킨 것으로 나타났다 .
단, 과당은 위장 장애(GI 불편감)를 유발할 가능성 때문에 탄수화물 보충제로 자주 사용되지 않는다는 점은 주의해야 함
Adding protein or amino acids to carbohydrate during endurance exercise
운동 중 탄수화물(CHO)에 단백질(PRO)을 추가하는 것이 운동 수행 능력 향상 및 회복 촉진에 미치는 영향도 여러 연구에서 조사되었다.
한 연구에서는 참가자들이 VO₂max의 45~75% 강도로 3시간 동안 사이클링을 수행한 후,
VO₂max의 85% 강도로 탈진할 때까지의 테스트를 진행하였다 .
실험 중 참가자들은 다음 중 하나를 15분마다 섭취하였다:
위약
7.75% CHO 용액
7.75% CHO + 1.94% PRO 용액
결과적으로:
CHO 단독 그룹의 운동 지속 시간은 19.7 ± 4.6분으로 위약 그룹(12.7 ± 3.1분)보다 길었고,
CHO + PRO 그룹은 26.9 ± 4.5분으로 가장 뛰어난 성능을 나타냈다.
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Saunders 등의 또 다른 연구에서는 CHO + PRO 조합이 퍼포먼스 향상 및 근손상 감소에 미치는 영향을 평가하였다 .
사이클리스트들은 12~15시간 간격을 두고 2회의 탈진 테스트를 실시하였다.
운동 중 모든 참가자들은 매 15분마다 아래 중 하나를 섭취하였다:
7.3% CHO 용액
7.3% CHO + 1.8% PRO 용액
운동 후에도 동일한 방식으로 섭취
두 그룹 모두 CHO 섭취량은 동일했지만, PRO가 추가된 그룹의 칼로리 섭취량은 더 많았다.
결과적으로:
첫 번째 운동 후 CHO + PRO 그룹은 성능이 29% 향상되었고,
두 번째 운동 후에는 40% 향상되었다.
운동 후 근손상 지표 수치도 CHO + PRO 그룹에서 83% 낮아져,
→ 지속적이고 격렬한 운동에 따른 근손상을 완화한 것으로 나타났다.
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2007년, 같은 연구팀은 유사한 실험 설계로 운동 중 CHO + PRO 젤을 사용한 연구를 진행하였고,
→ 젤을 섭취한 그룹은 위약 대비 13% 향상된 성능을 보였다 .
또한, 2004년 연구에서는 초지구력 운동선수들을 대상으로
6시간의 지구력 운동 후 단백질 대사 및 회복에 대한 CHO vs. CHO + PRO 효과를 비교하였다 .
CHO 단독 섭취 시에는 단백질 균형(PRO balance)이 음성(손실) 상태였으며,
CHO + PRO 조합을 섭취했을 때는 단백질 균형이 여전히 음성이긴 했지만 손실 정도가 감소하였다.
결론 : 연구자들은 CHO와 PRO를 함께 섭취하면, 안정 시뿐만 아니라 운동 중 및 운동 후 회복 시에도 단백질 균형을 개선시킬 수 있다고 함.
Addition of protein, amino acids and carbohydrate during resistance exercise
단일 세션의 저항 운동 중 영양 공급이 근육 글리코겐 변화, 근손상 완화, 동화 반응 촉진에 미치는 영향이 다수의 연구를 통해 조사되었다 .
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근육 글리코겐 보존에 대한 연구
한 연구에서는 약 40분간 하체 중심의 저항 운동 세션 중 다음과 같은 영양 전략을 적용하였다:
운동 전 CHO 1.0g/kg 섭취
운동 중 매 10분마다 CHO 0.5g/kg 섭취
그 결과, 운동 전 중 CHO 공급은 근육 글리코겐 감소를 49% 억제하였다.
연구진은 운동 전·중 CHO 보충이 글리코겐 저장량을 유지하고 훈련 효과를 향상시킬 수 있다고 결론지었다 .
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근손상 완화에 대한 연구
Baty 등은 34명의 남성을 대상으로 다음 조건하에 **고강도 저항 운동(90% 1RM, 3세트 × 8회)**을 실시하였다 :
운동 전·중·후에 섭취:
6.2% CHO 용액 또는
6.2% CHO + 1.5% PRO 용액
운동 수행 능력에는 차이가 없었지만,
CHO + PRO 그룹은 운동 후 인슐린 수치가 유의하게 높았고,
코르티솔 수치(근육 분해 호르몬)는 유의하게 낮았다.
또한,
운동 중과 직후 혈중 미오글로빈 수치가 더 낮았고,
운동 24시간 후 크레아틴 키나아제(CK) 수치도 낮았다.
연구진은 CHO + PRO 보충이 퍼포먼스에는 영향을 주지 않았지만, 운동 중·후 근손상을 줄이는 데 기여했다고 결론지었다.
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단백질 분해 억제 및 동화 환경 증진 연구
두 건의 연구에서는 6% CHO + 6g 필수 아미노산(EAA) 용액을 저항 운동 중 섭취하였을 때 단백질 분해 및 코르티솔 수치 변화를 조사하였다 .
참가자 32명이 60분간 저항 운동을 수행하며 다음 중 하나를 섭취:
위약
6% CHO
6% CHO + 6g EAA
결과:
위약군의 혈중 코르티솔 수치가 105% 증가
CHO군은 11% 증가, CHO + EAA군은 7% 증가
근육 단백질 분해 지표인 요중 3-methyl-histidine 수치는
위약군에서 56% 증가
CHO + EAA군에서는 27% 감소
연구진은 PRO 분해 억제 및 코르티솔 감소 효과가 장기 저항 훈련 시 근단백질 축적에 기여할 수 있다고 설명하였다.
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장기 훈련 중 동화 반응 증가 연구
마지막으로 12주간의 저항 훈련 프로그램과 CHO + EAA 보충의 효과를 비교하였다 .
세 그룹: 위약 / 6% CHO / 6% CHO + 6g EAA
운동 중 음료를 섭취하며 다음 항목 측정:
혈중 인슐린 및 코르티솔
단백질 분해 지표
근섬유 횡단면적(Type I, IIa, IIb)
결과:
CHO + EAA 그룹은 단백질 분해 지표가 26% 감소,
반면 위약군은 52% 증가
근섬유 횡단면적 증가율은 CHO + EAA 그룹이 가장 높았다.
연구진은 장기적인 CHO + PRO 보충은 CHO 단독 또는 위약 대비 근육 동화 반응을 극대화하고 이화 작용을 억제해 근육 발달을 촉진한다고 결론지었다.
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Beelen et al. (2008) 연구
참가자들은 체중 1kg당 0.15g의 CHO + PRO를 운동 전 및 운동 중 15분 간격으로 섭취
단백질 분해율은 8.4% 감소,
단백질 합성률은 49% 증가
→ 결과적으로 단백질 균형이 5배 개선됨
총괄 결론
운동 중 CHO 또는 CHO + PRO 보충은
근육 글리코겐 보존
근육 횡단면적 증가
단백질 분해 억제 및 동화 반응 촉진
에 긍정적 영향을 주는 것으로 보고
1. 근지구력 퍼포먼스는 CHO 이용 가능성과 근육 글리코겐 수준에 크게 좌우된다.
→ 특히 운동 시작 시 글리코겐 수치가 낮을 경우 CHO 보충의 중요성이 더욱 커진다.
2. 운동 시간이 60분을 초과할 경우,
→ 외부에서 공급되는 CHO 섭취가 혈당 유지와 글리코겐 보존에 필수이다.
→ 권장 섭취: 시간당 30~60g,
→ 방법: 10~15분마다 6~8% CHO 용액(8~16액체 온스) 1~2컵
3. 다양한 형태의 CHO를 혼합 섭취하면 CHO 산화율이 증가하여
→ 1.0g/min → 1.2~1.75g/min까지 상승
→ 이로 인해 타임트라이얼 퍼포먼스가 향상됨.
4. 글루코스, 과당, 자당, 말토덱스트린 조합이 효과적이나,
→ 과당은 위장 장애(GI 이슈)의 위험이 있어 고용량 섭취는 권장되지 않음.
5. CHO:PRO 비율 3~4:1 조합은,
→ 급성 및 반복 지구력 운동에서 퍼포먼스를 향상시키는 것으로 나타남.
6. 저항 운동 중 CHO 단독 또는 CHO + PRO 섭취는
→ 근육 글리코겐 저장 증가,
→ 근손상 완화,
→ 단기 및 장기 훈련 효과 향상에 도움을 준다.
<Nutrient timing : post-exercise>
운동 후 회복을 위한 영양 섭취는 과학적으로 뒷받침되는 효과적인 전략이다.
연구에 따르면, 지구력 및 저항 운동 모두에서 운동 직후 영양 보충은:
근육 내 글리코겐 회복을 촉진하고,
아미노산 대사 반응을 활성화하며,
단백질 순합성 균형을 개선하고,
장기적인 훈련 적응 효과를 높이는 데 도움이 된다.
Maximization of muscle glycogen re-synthesis
운동 후 30분 이내에 체중 1kg당 1.5g의 CHO를 섭취하면,
→ 2시간 후에 섭취했을 때보다 근육 글리코겐 재합성 속도가 더 빠르다.
→ 이는 운동 직후 근육의 인슐린 민감성이 높기 때문이다.
고형식과 액상 형태의 CHO 모두 글리코겐 재합성에 효과적이며,
→ 단, 과당은 다른 단순당에 비해 재합성 속도가 낮다.
탄수화물 섭취가 2시간만 지연되어도,
→ 글리코겐 재합성률이 50%까지 감소한다.
운동 후 글리코겐이 고갈된 상태라면,
→ 처음 30분간 0.6–1.0g/kg/h의 CHO 섭취,
→ 그 후 2시간마다 같은 양을 4–6시간 반복 섭취하는 것이 효과적이다.
최대 글리코겐 재합성을 위해서는,
→ 15–30분 간격으로 1.2g/kg/h의 CHO 섭취가 가장 효과적이다.
따라서, 운동 후 4–6시간 동안 자주 고용량의 CHO를 섭취하는 것이 근육 및 간 글리코겐 회복에 중요하다.
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추가 연구들에 따르면, 글리코겐 고갈 정도가 심하지 않은 경우,
충분한 양의 탄수화물(CHO)이 공급된다면(하루 1kg당 8g)
→ 최대 글리코겐 저장량은 24시간 이내에 회복될 수 있음이 보고되었다 .
연속적인 날에 고강도 운동을 수행하는 운동선수의 경우,
→ 하루 1kg당 9–10g의 CHO 섭취가 권장
여러 연구에 따르면 운동 후 탄수화물(CHO)에 단백질(PRO)을 추가하여 보충하면,
근육 글리코겐 회복을 촉진하고 근손상을 완화하는 데 도움이 될 수 있다.
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Ivy와 동료들은 사이클리스트들에게 2.5시간 동안 고강도 사이클링을 수행하게 한 뒤, 다음 중 하나를 운동 직후와 2시간 후에 섭취하도록 하였다:
CHO + PRO + 지방 보충제 (80g CHO, 28g PRO, 6g 지방)
저탄수화물 보충제 (80g CHO, 6g 지방)
고탄수화물 보충제 (108g CHO, 6g 지방)
결과적으로,
저CHO군 (70.0 ± 4.0 mmol/kg/wet wt)과 고CHO군 (75.5 ± 2.8 mmol/kg/wet wt) 간에는 글리코겐 회복 수준에 차이가 없었지만,
CHO + PRO + 지방군은 88.8 ± 4.4 mmol/kg/wet wt로 유의미하게 높은 글리코겐 수치를 보였다(p < 0.05).
연구자들은, 이는 보다 강한 인슐린 반응 유도에 기인하며,
CHO + PRO + 지방 보충제가 글리코겐 회복에 더 효과적일 수 있다고 결론지었다[[Citation66, 69, 70]].
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이와 유사하게, Berardi와 Tarnopolsky [[Citation71, 72]]는 사이클리스트들에게 60~90분의 운동을 실시한 뒤,
CHO 단독 섭취군과 CHO + PRO 섭취군을 비교하였다.
두 연구 모두 CHO 섭취가 위약 대비 글리코겐 회복을 증가시킨다고 보고하였으며,
특히 Berardi 연구에서는 CHO + PRO 조합이 운동 후 더 높은 글리코겐 회복 효과를 보였다.
또한, 운동 후에는 필수 아미노산(EAA), 특히 분지사슬아미노산(BCAA)의 공급이
→ 단백질 재합성과 글리코겐 재합성을 최적화하여 회복을 돕는 것으로 보고되었다.
따라서 이들 연구는 다음을 시사한다:
운동 종료 후 30분 이내에 1–1.5g CHO/kg/day를 섭취하면 근육 글리코겐 회복을 촉진하고,
여기에 PRO를 추가하면 단백질 및 글리코겐 재합성 모두를 향상시킬 수 있다.
Acute changes in amino acid kinetics and protein balance
단일 세션의 저항 운동은 단백질(PRO) 합성을 어느 정도 자극하지만,
→ 동시에 단백질 분해 역시 촉진되어,
→ 운동 후 전반적인 단백질 균형은 음성(negative balance)이 된다
.
그러나 훈련 수준이 향상될수록,
→ 단백질 균형은 점차 중립 상태에 가까워지는 경향을 보인다 .
아미노산을 정맥 주입하거나 섭취할 경우,
→ 휴식 시 또는 저항 운동 후 아미노산 혈중 농도를 증가시킨다 .
또한,
운동 직전 또는 직후에 CHO와 아미노산을 함께 제공할 경우,
→ 아미노산 가용성이 증가하고, 운동 후 단백질 합성이 더욱 촉진될 수 있다 .
따라서,
혈중 아미노산 농도와 가용성을 높이는 것은,
→ 저항 운동을 통해 제지방 조직을 증가시키고 체성분을 개선하는 데 있어 중요
운동 후 1시간 이내에 100g의 탄수화물(CHO)을 단독으로 섭취할 경우,
→ 단백질 합성에는 다소 긍정적인 영향을 미치지만,
→ 여전히 순 단백질 균형(net PRO balance)은 음성 상태로 유지된다 .
CHO는 부정적인 영향을 주는 영양소는 아니지만,
→ 운동 후 단독으로 섭취하기에는 이상적인 영양소는 아니다.
→ 그러나 글리코겐 재합성 촉진 및 기호성 향상(섭취 용이성) 측면에서 중요한 역할을 한다 .
반면, 필수 아미노산(EAA)은 6–40g의 범위 내에서 근육 단백질 합성을 촉진하는 핵심 역할을 하는 것으로
반복적으로 입증되었으며,
→ CHO를 함께 섭취하면 그 효과가 더욱 증가할 수 있다 .
운동 후 시점과 관련해서는,
→ 운동 후 다양한 시점에서 아미노산을 섭취해도 단백질 합성 증가, 분해 억제, 순 단백질 균형 향상 효과가 나타나는 것으로 보고되었다 .
→ 즉, 정확한 최적 섭취 시점은 아직 명확히 규명되지 않았다.
EAA 단독 또는 CHO와 병용하여,
→ 운동 직후, 1시간 후, 2시간 후, 3시간 후에 섭취한 경우 모두 유사한 효과를 보였다 .
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Levenhagen 등은 ,
→ 중강도 운동 60분 후 즉시 또는 3시간 후에 10g PRO + 8g CHO + 3g 지방을 섭취한 결과,
→ 다리 근육 포도당 흡수는 3배, 전신 포도당 이용률은 44% 증가했고,
→ 근육 및 전신 단백질 합성도 각각 3배, 12% 증가하였다고 보고했다.
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Tipton 등은 ,
→ 참가자들에게 저항 운동 직전 또는 직후에 35g 설탕(자당) + 6g EAA를 섭취하도록 하였으며,
→ 운동 직전 섭취 시 단백질 합성이 더 크게 증가하였다고 보고하였다.
결론적으로,
→ 단백질 균형을 최적화하는 EAA와 CHO의 정확한 용량 및 비율은 아직 확립되지 않았다.
다양한 연구에서는 다음과 같은 보충 조건으로 유사한 단백질 합성 증가 효과를 보고하였다:
6g EAA 단독
6g EAA + 6g 비필수 아미노산
12g EAA 단독
17.5g 유청 단백질
20g 카제인 단백질
20g 유청 단백질
40g 혼합 아미노산
40g EAA 단독 .
현재 실용적으로 자주 활용되는 접근법은 다음과 같다:
운동 후 30분 이내에 CHO:PRO를 3:1 또는 4:1 비율로 보충
→ 구체적으로는:
체중 1kg당 1.2–1.5g의 단순당(예: 덱스트로스, 자당) +
0.3–0.5g의 고품질 단백질(필수 아미노산 함유) 섭취 .
post-exercise supplementation for promotion of training adaptations
저항 훈련에 따른 적응을 보다 효과적으로 자극하기 위해, 연구자들은 각 운동 세션 후 1~3시간 이내에 다양한 조합의 탄수화물(CHO)과 단백질(PRO)을 섭취했을 때의 효과를 연구해왔다 .
이들 연구의 공통된 결과는,
→ 운동 후 CHO + PRO 보충이 근력 향상과 체성분 개선에 효과적이라는 근거를 제공한다는 점이다.
또한, 단백질의 종류 역시 중요한 고려 사항이 될 수 있다.
→ 연구에 따르면, 유청 단백질(whey PRO)은 카제인 단백질(casein PRO)보다 소화 속도가 빠른 특성을 가진다 .
유청 단백질의 빠른 소화 흡수 속도는,
→ 섭취 후 단백질 합성을 크게 증가시키는 반면,
→ 단백질 분해에는 거의 영향을 미치지 않는다.
카제인 단백질은 위장에서 아미노산을 서서히 방출하며,
→ 이는 단백질 합성 자극에는 미약하지만,
→ 단백질 분해를 강하게 억제하는 효과를 가진다.
이 두 가지 우유 유래 단백질(whey vs. casein)을 곡선하 면적 분석(AUC, area under the curve)을 통해 비교한 결과,
→ 카제인이 유청보다 더 나은 단백질 균형 개선 효과를 보이는 것으로 나타났다.
이러한 일련의 연구 결과는 다음을 시사한다:
고강도 저항 훈련을 수행할 때,
→ 50–75g의 탄수화물과
→ 20–75g의 단백질을 조합하여 보충하면
→ 제지방량(lean mass)의 증가와 체지방률(body fat %) 개선에 효과적
Adding creatine to carbohydrate and protein
정기적인 저항 운동 후 탄수화물(CHO)과 단백질(PRO)을 함께 섭취하는 것 외에도,
→ 연구자들은 크레아틴 모노하이드레이트(Cr)를 추가함으로써 훈련 적응 효과를 더욱 높일 수 있는지를 조사해왔다 .
크레아틴은 운동 수행 능력을 향상시키고 긍정적인 훈련 효과를 촉진하는 능력으로 인해 가장 많이 연구된 보충제 중 하나이다 .
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예를 들어, Tarnopolsky 등 은
→ 이전까지 저항 운동 경험이 없던 남성 참가자들을 대상으로,
→ 8주 동안 저항 운동을 실시하면서 운동 후 30분 이내에 아래 두 그룹 중 하나를 섭취하도록 하였다:
1. Cr 10g + CHO 75g
2. PRO 10g + CHO 75g
그 결과, Cr + CHO 그룹은 체중이 기준치 대비 5.4% 증가한 반면,
→ PRO + CHO 그룹은 2.4% 증가하는 데 그쳤다.
체지방 제외 질량, 근섬유 단면적, 1 RM, 등속성 근력 등의 지표는 양 그룹 모두 향상되었으나,
→ 두 그룹 간에는 유의미한 차이가 없었다.
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또 다른 연구에서는 참가자들이 11주간 저항 훈련을 수행하며 다음 네 가지 조건 중 하나를 매일 섭취하였다:
1. Cr 0.1g/kg/day + CHO 1.5g/kg/day
2. Cr 0.1g/kg/day + 유청단백 1.5g/kg/day
3. 유청단백 1.5g/kg/day 단독
4. CHO 1.5g/kg/day 단독
→ 위 세 가지 그룹(Cr 포함)은 CHO 단독 그룹보다 1RM 근력 및 근육 비대에서 더 큰 증가를 보였으나,
→ Cr을 CHO와 함께 섭취하든, PRO와 함께 섭취하든, 그 효과 간 차이는 없었다.
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반면, 두 편의 연구에서는 Cr 추가가 근육 비대 증가에 더욱 긍정적인 영향을 준다고 보고하였다.
첫 번째 연구에서는 참가자들이 10주간 고강도 저항 운동을 수행하면서,
→ 아래 세 가지 등열량 그룹 중 하나를 섭취하도록 하였다:
1. PRO 1.5g/kg/day 단독
2. PRO 0.75g/kg/day + CHO 0.75g/kg/day
3. Cr 0.1g/kg/day + PRO 0.75g/kg/day + CHO 0.75g/kg/day
→ 그 결과, Cr + CHO + PRO 그룹이 CHO + PRO 그룹보다 근력 및 근육 비대 측면에서 더 큰 향상을 보였다 .
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또한, Kerksick 등 은
→ 참가자들에게 12주간 저항 훈련을 수행하게 하며,
→ 유청과 카제인 혼합 단백질을 Cr 보충 여부에 따라 섭취하도록 하였다.
→ 모든 그룹에서 근력 및 근육량이 증가했지만,
→ Cr을 함께 섭취한 그룹이 체중 및 제지방량에서 더 큰 증가를 보였다.
이러한 결과는 일부 상충되는 점이 있긴 하지만,
→ 운동 후 CHO + PRO 보충에 Cr을 추가하는 것이 저항 훈련 기간 동안 체성분 개선(예: 근육량 증가, 체지방률 감소)에 더 큰 도움이 될 수 있음을 시사한다
운동 후 영양섭취 요약 (ISSN 권고사항)
- 운동 후 30분 이내에 고용량 탄수화물(CHO 8–10g/kg/day)을 섭취하면 근육 글리코겐 재합성이 촉진된다.
- 단백질(PRO 0.2–0.5g/kg/day)을 CHO와 3:1 비율로 함께 섭취할 경우, 글리코겐 재합성 효과가 더 커진다.
- 운동 직후부터 3시간 이내에 EAA 중심의 아미노산을 섭취하면 강한 단백질 합성 반응을 유도할 수 있다. 여기에 CHO를 함께 섭취하거나, 운동 전에 섭취할 경우 더 큰 효과를 보일 수 있다.
- 장기간의 저항운동 프로그램에서 운동 후 CHO + PRO 보충제 섭취는 근력과 체성분 개선에 효과적이며, 위약이나 CHO 단독 섭취보다 우수하다.
- 여기에 **크레아틴(Cr 0.1g/kg/day)**을 추가하면 저항운동에 대한 적응 효과가 더 증가할 수 있다.