Metabolic adaptation to caloric restriction and subsequent refeeding

Abstract

장기간의 칼로리 제한은 제지방량 감소만으로 예측되는 수준 이상으로 총 일일 에너지 소비량을 감소시키는 잘 특성화된 호르몬적, 대사적 적응을 유발한다. 이 현상은 적응적 열 생성(adaptive thermogenesis, AT)이라 불린다. 이러한 적응은 다이어트 후 기간까지 지속되어, 칼로리 섭취를 다이어트 전 수준으로 갑작스럽게 회복할 때 체중 재증가를 강하게 유발하는 생리적 환경을 만든다. Trexler와 Smith-Ryan(2014)의 이 서술적 리뷰는 칼로리 제한에 대한 대사 적응의 포괄적인 기전적 설명을 제공하고, 역다이어트(reverse dieting), 즉 다이어트 단계 후 칼로리 섭취를 점진적으로 증가시키는 전략을 지방 재증가를 최소화하면서 식이 정상성을 회복하는 수단으로서의 이론적 근거를 평가한다.

리뷰는 AT에 기여하는 여러 호르몬 구동 기전을 확인한다. 렙틴, 갑상선 호르몬(T3, T4), 인슐린 유사 성장인자-1, 테스토스테론의 하향 조절, 그렐린과 코르티솔의 상향 조절, 그리고 비운동성 활동 열생산(NEAT)과 음식의 열효과 감소가 그 예다. 역다이어트는 칼로리 섭취가 증가함에 따라 이러한 호르몬 시스템이 점진적으로 정상화되도록 허용하여, 특정 섭취 수준에서의 에너지 잉여의 크기를 줄이고 지방 재증가를 약화시킨다는 것이 제안된다 [1, 2].

역다이어트의 이론적 근거는 설득력이 있지만, 통제된 시험에서의 직접적인 경험적 근거는 제한적이며, 단순히 적절한 유지 칼로리로 복귀하는 것 대비 실용적 이점은 추가 연구가 필요하다.

Introduction

다이어트 후 기간은 역설적으로 선수나 다이어터가 헤쳐나가야 하는 가장 대사적으로 도전적인 단계 중 하나다. 몇 주 또는 몇 달간의 칼로리 제한을 통해 목표하는 체성분(body composition)을 성공적으로 달성한 후, 개인은 칼로리를 줄인 식이에서 지속 가능한 유지 칼로리로 전환해야 하는 과제에 직면한다. 그러면서도 칼로리 제한 프로그램 종료 후 너무나 자주 따라오는 빠른 지방 재증가를 촉발하지 않아야 한다.

이 다이어트 후 취약성에 대한 생리적 이유는 잘 이해되어 있다. 신체는 칼로리 제한 기간이 종료되면 다이어트 전 대사 상태로 돌아가지 않는다. 적응적 열 생성(AT), 즉 지속적인 에너지 적자에 반응하여 발생하는 대사 변화의 집합은 급성 칼로리 제한 단계를 훨씬 넘어 지속된다. 다이어트 종료 후 몇 달 동안 총 일일 에너지 소비량(TDEE)과 그 구성 요소를 측정한 연구들은 예측값 이하로 억제된 대사율을 일관되게 발견한다 [3, 4]. 이 대사 억제는 비만 대회 참가자들에 대한 "가장 크게 지는 사람(The Biggest Loser)" 추적 연구에서 극적으로 입증되었다. Fothergill과 동료들이 수행한 이 연구에서, 공격적인 제한을 통해 대규모 체중 감소를 달성한 참가자들은 대회 6년 이상 후에도 예측값보다 하루 500kcal 이상 낮은 대사율과 지속적인 호르몬 이상을 보였다 [5].

역다이어트(reverse dieting), 즉 다이어트 단계 후 몇 주에서 몇 달에 걸쳐 칼로리 섭취를 점진적으로 증가시키는(일반적으로 주당 50-200kcal) 관행은 이 도전적인 전환 단계를 보다 성공적으로 헤쳐나가려는 시도다.

Evidence Review

적응적 열 생성의 구성 요소

칼로리 제한에 대한 대사 적응은 각각이 총 일일 에너지 소비량을 감소시키는 여러 동시적 경로를 통해 작동한다.

안정시 대사율(RMR) 억제: RMR은 칼로리 제한 동안 대사 활성 제지방량의 감소와 단위 제지방 조직당 대사 효율의 진정한 하향 조절 모두로 인해 감소한다. 후자의 구성 요소인 진정한 AT는 지속적 제한 프로토콜에서 관찰되는 총 RMR 감소의 10-15%를 차지하며, 대부분의 개인에서 100-200kcal/일에 해당한다 [6].

NEAT 감소: 비운동성 활동 열생산(fidgeting, 자세 조정, 보행)은 에너지 가용성에 매우 민감하며, 자발적 운동이 일정하게 유지되는 통제된 입원 환경에서도 칼로리 제한 동안 유의하게 감소한다. 공격적인 제한 동안 150-300kcal/일의 NEAT 감소가 기록되었다 [7].

음식의 열효과(TEF): 칼로리 섭취가 감소함에 따라, 음식 소화와 대사의 절대적 칼로리 비용(TEF)도 비례적으로 감소하여 TDEE를 추가로 줄인다.

호르몬 매개인자: AT를 이끄는 주요 호르몬 변화는 다음과 같다.

적응적 열 생성의 지속성

AT의 중요하지만 자주 과소평가되는 측면은 칼로리 제한 종료 후에도 지속된다는 것이다. 다이어트 후 4-12개월에 TDEE를 측정한 연구들은 체중을 완전히 회복한 참가자에서도 예측값 대비 5-15%의 대사 억제를 일관되게 발견한다 [3, 8]. 이는 AT를 이끄는 호르몬 신호가 칼로리 섭취 증가 시 즉시 정상화되지 않음을 의미하며, 다이어트 후 지방 재증가의 생리적 기반이 되는 지연을 만든다.

렙틴 동역학이 특히 교훈적이다. 제한 동안 렙틴 수준은 극적으로 떨어지며 지방량 감소에 비례하여 억제된 상태를 유지한다. 재공급 시, 렙틴 회복은 부분적으로 지방량 회복 속도에 의해 결정된다. 더 느린 지방 재증가는 더 느린 렙틴 회복과 연관되어, 충분한 칼로리 섭취에도 불구하고 중추 식욕 동인이 상승한 상태를 유지하는 기간을 만든다 [9].

역다이어트에 대한 근거

빠른 식이 정상화에 대한 역다이어트의 우월성에 대한 직접적인 통제 근거는 희박하다. 전략의 근거는 점진적인 칼로리 증가가 진정한 잉여가 확립되기 전에 대사 시스템이 칼로리 섭취를 "따라잡을" 수 있는지에 달려 있으며, 이는 표준 통제 시험 설계에서 검증하기 어려운 시간 의존적 가설이다.

간접적 근거는 기전적 타당성을 지지한다. 과잉 섭취 속도에 관한 연구들은 칼로리 증가에 대한 대사 반응(증가된 렙틴, 갑상선 호르몬, NEAT)이 며칠에서 몇 주에 걸쳐 발생함을 보이며, 점진적 증가가 섭취가 잉여 수준으로 상승하기 전에 부분적인 대사 정상화를 달성할 수 있음을 시사한다 [10].

Discussion

역다이어트 찬반론

역다이어트의 이론적 근거는 내부적으로 일관된다. 대사 적응이 다이어트 단계 후 TDEE를 200-400kcal/일 억제하고, 칼로리 회복 시 호르몬 정상화가 몇 주에 걸쳐 점진적으로 발생한다면, 회복 중인 대사를 "추적하는" 점진적 칼로리 증가가 칼로리 섭취를 갑자기 복귀하는 경우보다 체성분을 유지하면서 더 많은 음식을 섭취할 수 있게 할 수 있다.

순수한 근거 관점에서 역다이어트에 대한 반론은, 적절한 유지 칼로리로 단순 복귀하는 것보다 우월함을 확인하는 직접적인 시험 근거가 없다는 것이다. 주요 대안, 즉 현재 체중과 활동 수준을 기반으로 업데이트된 유지 섭취량을 계산하고 그 목표로 직접 이동하는 것은 대부분의 개인에게 지방 재증가 최소화에 동등하게 효과적일 수 있다 [11].

추가 고려사항은 역다이어트 기간 자체가 다이어터가 지방 감소 단계도 아니고 완전한 유지도 아닌 몇 주를 나타낸다는 점이다. 이 경계적 상태는 식이에 대한 완벽주의적 또는 통제적 성향을 가진 개인에게 심리적으로 혼란스러울 수 있다. 다이어트 후 지방 재증가의 주요 동인이 대사적(이화 부산물로 인한 과교정)이 아닌 행동적(다이어트 종료 시 과교정, 심리적 반동 식사)이라면, 정확한 칼로리 적정보다 행동 전략이 더 효과적일 수 있다.

적응적 열 생성의 개인 차이

모든 개인이 칼로리 제한에 동등한 수준의 AT를 나타내지는 않는다. Rosenbaum과 Leibel의 연구는 제한 및 이후 체중 감소에 대한 대사 반응에서 놀라운 개인 간 변동성을 기록한다 [12]. 이 변동성은 유전적 요인, 다이어트 이력, 체중 감소의 정도와 속도, 감소한 체중의 구성(제지방 대 지방량 비율)에 의해 영향을 받는다.

역다이어트는 가장 유의한 AT를 나타내는 개인에게 가장 유익할 가능성이 높다. 일반적으로 공격적으로(700kcal 이상 적자), 장기간(16주 이상) 다이어트하고, 제지방량 감소에 비해 불균형적인 RMR 억제를 보이는 사람들이다.

근육 보존 차원

저항 훈련 선수들에게 역다이어트의 잠재적 이점 중 간과되는 것은 근육량 보존이다. 칼로리 제한에서 유지로의 전환은 근단백질 합성의 기회 기간이다. 상승하는 인슐린, IGF-1, 테스토스테론 농도가 충분한 칼로리 회복과 결합되어 근육 회복과 제지방량 축적을 지지하는 동화적 조건을 만든다. 저항 훈련 자극을 통해 새 칼로리를 단백질 합성으로 우선적으로 경로화하는 점진적 칼로리 증가는 갑작스러운 식이 정상화보다 전환 단계에서 더 유리한 체성분을 초래할 수 있다 [13].

Practical Recommendations

기전적 근거와 역다이어트의 임상적 경험을 바탕으로, 칼로리 제한 단계에서 전환하는 선수들에게 다음 프레임워크를 권장한다.

역다이어트로 가장 이익을 보는 사람

역다이어트는 다음 사람들에게 의미 있는 이점을 제공할 가능성이 가장 높다. - 12주 이상의 다이어트 단계를 완료한 선수 - 유지 칼로리 대비 500kcal 이상의 적자로 다이어트한 개인 - 다이어트 중 유의한 근력 및 수행 능력 저하를 경험한 사람 - 6-12개월 내 다시 경기에 참여할 계획이 있어 상대적으로 낮은 체지방율을 유지하고자 하는 선수

짧은 다이어트(8주 미만)나 적당한 적자(400kcal/일 미만)를 완료한 개인은 충분한 AT를 나타내지 않을 수 있어 점진적 칼로리 적정이 가치 있지 않을 수 있으며, 일반적으로 유의한 지방 재증가 위험 없이 유지 칼로리로 직접 복귀할 수 있다.

역다이어트 프로토콜

구조화된 역다이어트는 다음을 포함해야 한다.

1. 다이어트 후 시작점 확인: 현재 체중, 활동 수준, 알려진 대사 억제 정도를 기반으로 추정 TDEE를 계산한다. 일반적인 시작 칼로리 섭취는 다이어트 말 섭취량보다 200-300kcal 높다.

2. 주간 증분: 주당 50-150kcal씩 칼로리를 늘리되, 모든 다량 영양소에 걸쳐 또는 주로 탄수화물을 통해 분배한다. 더 작은 증분(50kcal/주)이 더 정밀한 통제를 제공하지만 전환 기간을 연장한다.

3. 반응 모니터링: 매주 체중, 허리둘레, 인지된 에너지 수준을 추적한다. 글리코겐/수분 변동 이상으로 체중이 주당 0.5-1% 이상 증가하면 칼로리 증가 속도를 늦춘다.

4. 목표 종점: 제한 단계의 심각도에 따라 일반적으로 다이어트 후 8-16주까지 추정 유지 칼로리에 도달할 때까지 증분을 계속한다.

다량 영양소 우선순위

역다이어트 동안 탄수화물을 증가의 주요 다량 영양소로 삼아야 한다. 탄수화물 섭취가 인슐린 매개 렙틴 정상화와 글리코겐 회복을 이끄는 주요 다량 영양소이기 때문이다. 단백질은 근육량 보존과 지속적인 단백질 합성을 지원하기 위해 전환 기간 내내 다이어트 단계 수준 이상(최소 체중 kg당 2.0g)으로 유지되어야 한다 [14].

주요 행동적 고려사항

역다이어트의 성공은 전환 기간의 심리적 관리에 결정적으로 달려 있다. 실무자는 고객이 다음을 준비하도록 해야 한다. - 지방 증가가 아닌 글리코겐과 수분 회복을 반영하는 체중계 수치 증가 (2-4kg) - 그렐린 정상화가 칼로리 회복보다 늦는 초기 공복감 지속 기간 - 역다이어트 중 제한 단계와 동일한 정밀도로 추적하는 것의 중요성