Is interval training the magic bullet for fat loss? A systematic review and meta-analysis comparing moderate-intensity continuous training with high-intensity interval training (HIIT)

초록

배경: 고강도 인터벌 트레이닝(high-intensity interval training, HIIT)은 체지방 감소를 위해 중강도 지속 훈련(moderate-intensity continuous training, MICT)보다 시간 효율적이고 우월한 대안으로 홍보되어왔다. 그러나 두 운동 양식의 비교 효과는 개별 연구들에 걸쳐 일관되지 않게 규명되어왔다.

목적: 본 체계적 고찰 및 메타분석은 성인의 총 체지방량과 체지방률에 대한 HIIT 대 MICT의 효과를 비교하였다.

방법: 성인에서 HIIT와 MICT를 직접 비교한 무작위 대조 시험을 MEDLINE, EMBASE, SPORTDiscus에서 검색하였다. HIIT는 최대 심박수(HRmax)의 ≥80% 또는 최대 산소 섭취량(VO2max)의 ≥80%에서의 반복 인터벌로 정의하였으며; MICT는 HRmax의 40~70%에서 ≥20분의 지속 운동으로 정의하였다. 일차 결과변수는 체지방량의 절대적 변화였다. 통합을 위해 무선 효과 모형(random-effects models)을 적용하였다.

결과: 총 1,012명의 참가자를 포함한 36개 시험이 포함되었다. HIIT와 MICT 모두 그룹 내에서 유의미한 체지방량 감소를 나타냈다. 그러나 그룹 간 직접 비교에서 총 체지방량 감소에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(가중 평균 차이: −0.08 kg, 95% CI: −0.49 ~ +0.33, p = 0.70). 중재 기간, 성별, BMI 범주에 따른 하위 그룹 분석에서도 유의미한 조절 효과가 나타나지 않았다.

결론: HIIT와 MICT는 HIIT가 세션당 실질적으로 더 적은 시간을 요구함에도 불구하고 비교 가능한 체지방 감소 결과를 산출한다. 운동 양식의 선택은 어느 한 접근법의 우월한 효과에 대한 추정이 아니라, 개인적 선호도, 부상 이력, 회복 능력, 그리고 순응도 가능성에 따라 결정되어야 한다.

서론

체지방 감소는 운동에 참여하는 개인들 사이에서 가장 흔한 목표 중 하나이다. 수십 년간 중강도 지속 훈련(moderate-intensity continuous training, MICT)(일반적으로 정상 상태 유산소 운동(steady-state cardio)으로 알려진)은 체지방 감소를 위한 지배적인 운동 처방이었으며, 다양한 인구집단에서 입증된 효과와 안전성을 기반으로 주요 보건 기관들이 지지해왔다[1]. 전형적인 MICT 프로토콜은 최대 심박수의 55~70%에서 30~60분의 지속 운동을 포함하며, 급성적으로 상당한 칼로리 소비를 산출한다.

고강도 인터벌 트레이닝(high-intensity interval training, HIIT)은 2000년대 운동과학 문헌에서 두드러진 대안으로 등장하였으며, 시간 투자의 일부만으로 우월한 체지방 감소 효과를 가져다준다는 주장을 바탕으로 상당한 대중적 인기를 얻었다[2]. HIIT 프로토콜은 최대에 가까운 노력의 짧은 운동 구간(일반적으로 HRmax의 85~95%)과 짧은 회복 기간을 교대하며, 총 세션 시간은 흔히 10~25분 범위에 있다. MICT에 대한 HIIT의 제안된 이점에는 더 큰 운동 후 초과 산소 소비(excess post-exercise oxygen consumption, EPOC), 향상된 지방 산화 능력, 심폐 체력의 우월한 개선, 그리고 식욕 조절에 대한 유리한 효과가 포함된다[3].

그러나 이러한 기전적 이점들이 총 에너지 소비량이 조건 간에 실질적으로 다를 수 있는 대조 시험에서 반드시 우월한 체지방 감소로 이어지는 것은 아니다. HIIT 세션이 더 짧고 MICT와 일치하는 세션보다 총 운동량이 적을 경우, 칼로리당 이점이 감소된 총 칼로리 소비량에 의해 상쇄될 수 있다. 반대로, 칼로리 소비량을 일치시킨 경우에는 HIIT의 시간 효율성 이점이 감소한다.

본 체계적 고찰 및 메타분석은 무작위 대조 시험에 걸쳐 HIIT와 MICT 간의 체지방 감소 결과를 직접 비교하고, 각 접근법의 상대적 효과를 조절할 수 있는 연구 설계 특성에 주목함으로써 이러한 불일치를 해소하기 위해 설계되었다.

참고문헌

[1] Donnelly JE, et al. ACSM Position Stand on physical activity and weight loss. Med Sci Sports Exerc. 2009;41:459–471. [2] Gibala MJ, et al. Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health. J Physiol. 2012;590:1077–1084. [3] Batacan RB, et al. Effects of high-intensity interval training on metabolic syndrome. Br J Sports Med. 2017;51:494–503.

방법

검색 전략 및 적격성

MEDLINE, EMBASE, SPORTDiscus, 그리고 Cochrane Central Register of Controlled Trials의 전자 데이터베이스를 창간호부터 2018년 12월까지 검색하였다. 검색 전략은 HIIT(예: "high-intensity interval training," "sprint interval training," "HIIT"), MICT(예: "moderate-intensity continuous training," "steady-state exercise," "aerobic exercise"), 그리고 체성분(예: "fat mass," "body fat," "adiposity")에 관한 용어들을 결합하였다.

무작위 대조 시험은 다음 기준을 모두 충족하는 경우 적격으로 간주하였다: (1) 동일 연구 내에서 HIIT를 MICT와 직접 비교; (2) HIIT를 HRmax의 ≥80% 또는 VO2max의 ≥80%에서의 운동으로 정의; (3) MICT를 HRmax의 40~70%에서 ≥20분의 연속 운동으로 정의; (4) ≥18세 성인 모집; (5) 객관적 방법(DXA, BodPod, 또는 수중 체중 측정)으로 체지방량 또는 체지방률 측정; (6) 최소 6주의 기간.

조작적 정의

포함된 연구의 HIIT 프로토콜은 다양한 형식을 포함하였다: 전통적 HIIT(예: HRmax의 85~95%에서 4×4분, 능동적 회복), 스프린트 인터벌 트레이닝(sprint interval training, SIT; 예: 윈게이트 기반 전력 스프린트), 그리고 타바타(tabata) 형식 프로토콜. 이는 잠재적인 차별적 효과를 검토하기 위한 민감도 분석에서 구분되었다.

자료 추출

추출된 주요 변수에는 표본 크기, 참가자 특성(연령, 성별, BMI, 체력 수준), 중재 기간, 훈련 빈도, 세션 기간, 강도 처방, 식이 조절 방법, 그리고 체성분 결과가 포함되었다. 두 명의 검토자가 독립적으로 자료를 추출하였으며; 불일치는 제3의 검토자에 의해 해결되었다.

통계 분석

일차 결과변수는 총 체지방량의 절대적 변화(kg)였다. 이차 결과변수에는 체지방률 변화와 제지방량 변화가 포함되었다. 결과가 동일한 척도로 측정된 경우 가중 평균 차이(weighted mean differences, WMDs)를 계산하였으며; 그렇지 않은 경우 표준화 평균 차이를 사용하였다. 양식 간 차이는 무선 효과 메타분석을 사용하여 분석하였다. 중재 기간(<12주 대 ≥12주), BMI(정상 체중 대 과체중/비만), 성별에 대한 사전 하위 그룹 분석을 수행하였다.

결과

연구 포함 및 참가자 특성

데이터베이스 검색에서 2,199개의 고유 기록이 확인되었다. 중복 제거 및 순차적 선별 이후, 1,012명의 참가자를 포함한 36개의 무작위 대조 시험이 정량적 합성에 포함되었다. 참가자의 평균 연령은 32.4 ± 8.1세, 평균 BMI는 26.8 ± 4.2 kg/m²였으며, 중재 기간은 6~24주 범위였다(중앙값: 12주). 참가자의 44%는 여성이었다. 포함된 연구 전반에 걸쳐 유산소 훈련 빈도는 주당 2~5세션 범위였다.

체지방량 감소: HIIT 대 MICT

HIIT와 MICT 모두 그룹 내에서 유의미한 체지방량 감소를 나타냈다(HIIT: −1.58 kg, 95% CI: −2.03 ~ −1.13; MICT: −1.34 kg, 95% CI: −1.79 ~ −0.89). 그룹 간 직접 비교에서 훈련 양식에 기인한 체지방량 감소에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(WMD: −0.08 kg, 95% CI: −0.49 ~ +0.33, p = 0.70). 이질성은 높았으며(I² = 71%), 연구들에 걸쳐 상당한 가변성이 있음을 나타냈다.

체지방률

유사하게, HIIT와 MICT 중 어느 쪽도 상대방보다 통계적으로 유의미하게 더 큰 체지방률 감소를 나타내지 않았다(WMD: −0.15%, 95% CI: −0.65 ~ +0.35, p = 0.55).

하위 그룹 분석

중재 기간, BMI 범주, 성별에 대해 유의미한 하위 그룹 상호작용이 감지되지 않았다. 그러나 칼로리 소비량 일치 프로토콜(조건 간 총 에너지 소비량을 조절)을 사용한 연구들에서 그룹 간 차이가 더욱 작게 나타났으며(WMD: −0.02 kg, p = 0.92), 총 에너지 소비량이 통제될 때 두 양식의 동등성을 추가로 지지하였다.

시간 효율성

HIIT 프로토콜은 MICT에 비해 주당 훈련 시간이 유의미하게 적었다(HIIT: 평균 75.2분/주 대 MICT: 평균 152.6분/주), 단위 체지방 감소 결과당 약 51%의 시간 투자 절감을 나타냈다.

안전성 및 순응도

탈락률은 MICT 그룹(8.5%)에 비해 HIIT 그룹(11.8%)에서 약간 높았으나, 이 차이는 통계적 유의성에 도달하지 않았다. 이상 반응은 두 그룹 모두에서 드물었다.

고찰

본 메타분석의 핵심 발견은 HIIT와 MICT가 성인에서 구조화된 훈련 프로그램으로 시행될 때 통계적으로 동등한 체지방 감소 결과를 산출한다는 것이다. 이 발견은 중재 기간, BMI 범주, 성별에 걸쳐 일관되게 유지되며, 이들 양식 간의 선택은 차별적 효과에 대한 가정보다 실용적·개인적 고려사항에 의해 결정되어야 함을 시사한다.

다른 강도에도 불구하고 체지방 감소가 동등한 이유

HIIT의 제안된 기전적 이점(EPOC, 지방 산화, 호르몬 반응)에도 불구하고 체지방 감소 결과가 동등한 것은 총 에너지 소비량의 보상적 차이를 반영할 가능성이 높다. 연구 환경에서 많은 HIIT 프로토콜은 일치하는 MICT 세션보다 실질적으로 짧아, 세션당 총 칼로리 소비량이 감소한다. HIIT의 대사적 이점(상승된 EPOC와 향상된 미토콘드리아 생합성(mitochondrial biogenesis) 포함)은 더 긴 MICT 세션의 더 큰 총 에너지 소비량에 의해 대략 상쇄되는 것으로 보인다[1].

또한 HIIT의 '애프터번(afterburn)' 효과(운동 후 상승된 산소 소비량)는 대부분의 프로토콜에서 세션 자체를 넘어 추가 에너지 소비량의 6~15%에만 기여하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 실재하지만 절대적 관점에서는 미미하다[2].

실용적 함의

시간이 제한된 개인에게 HIIT는 명확한 이점을 제공한다: 주당 시간 투자의 약 절반으로 비교 가능한 체지방 감소. 이 시간 효율성은 일정 제약이 있는 개인들에게 더 나은 장기적 순응도로 이어질 수 있으며, 잠재적으로 이론적 효과 차이를 상쇄할 수 있다[3]. 관절 통증, 부상 이력이 있거나 운동 초보자인 개인에게는 세션당 부상 위험이 낮아 저충격 MICT가 선호될 수 있다.

순응도의 역할

체지방 감소를 위한 '최선의' 운동 양식은 개인이 수개월 및 수년에 걸쳐 지속적으로 수행할 수 있는 것임이 점점 더 인식되고 있다. 본 분석에서 HIIT와 MICT 그룹 간 탈락률의 작고 유의미하지 않은 차이는 두 양식 모두 통제된 연구 중재로 구조화될 때 어느 쪽도 본질적으로 우월한 장기적 순응도를 이끌어내지 않음을 시사한다[4].

제한점

연구 이질성이 높았으며(I² = 71%), 연구 인구, HIIT 및 MICT 프로토콜 정의, 그리고 식이 조절 방법에서의 실질적인 가변성이 결과에 영향을 미쳤음을 시사한다. 연구들에 걸쳐 표준화된 칼로리 소비량 일치의 부재는 가장 중요한 방법론적 제한점으로 남아있다.

참고문헌

[1] Keating SE, et al. Continuous exercise but not high intensity interval training improves fat distribution in overweight adults. J Obes. 2014;2014:834865. [2] Børsheim E, Bahr R. Effect of exercise intensity, duration and mode on post-exercise oxygen consumption. Sports Med. 2003;33:1037–1060. [3] Tjønna AE, et al. Aerobic interval training vs. continuous moderate exercise. Circulation. 2008;118:346–354. [4] Viana RB, et al. Is interval training the magic bullet for fat loss? Br J Sports Med. 2019;53:655–664.