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허벅지 운동을 하면 허벅지 살이 빠질까?

by

Severance ARMS 1기 공동회장
연세대학교 의학과 본과 2학년 신현호

3줄 팩트 체크

  1. 운동한 부위의 체지방 감소 여부는, 지금까지 서로 다른 연구 결과들로 오래도록 논란이 되어 온 주제다. 아직은 어떤 주장이 맞는지 단언할 수 없다.
  2. 하지만 최근의 논문에 따르면 특정 조건을 만족할 경우 운동한 부위의 체지방이 더 많이 감소할 수 있다는 연구 결과가 있다.
  3. 2의 결과를 얻기 위해서는 다음의 조건을 만족해야 한다. 1) 충분한 고강도 근력 운동 선행(1RM 70–90%), 2) 뒤이어 유산소 운동 병행이다.

 

“허벅지 살 빨리 빼는 운동법 그런 거 있으면 좀 가르쳐주라.”

운동을 많이 하는 사람들이라면 주변 친구들에게서 꼭 이런 얘기를 한 번 정도는 듣는다. 이때 사람들의 반응은 보통 두 가지 정도로 나뉜다. 첫 번째는 친절하게 스쿼트와 런지를 비롯한 하체 운동을 가르쳐주는 것이다. 두 번째는 말도 안 되는 얘기를 들은 양 헛웃음을 지으며 “야 그럼 얼굴 살 빼려면 얼굴 운동 해야 하냐?”고 대답하는 것이다.

두 가지 모두 정확히 맞는 대답은 아니라고 생각한다. 우선 이 질문은 마냥 그저 간단하게 답할 수 있는 내용이 아니다. 어떤 특정 부위를 운동했을 때 해당 부위가 살이 더 많이 빠지는지에 관해서는 “regional fat loss” “spot lipolysis” 등으로 불리며 지난 수십 년간 다양한 연구가 진행되어왔다.

출처: Serdar Bora Bayraktaroğlu

아직 갑론을박이 이어지는 이유는 연구 결과가 너무 다양하고, 아직 명확한 결론을 내릴 수 없기 때문이다. 하지만 최근의 논문에 따르면 다음 조건이 만족할 경우 “regional fat loss”가 가능하다는 연구 결과가 있었는데, 이를 소개하면 다음과 같다.

  1. 충분한 고강도의 근력 운동을 선행할 것. (1RM 70–90%)
  2. 고강도의 근력 운동 후, 뒤이어 유산소 운동을 병행할 것.

이 현상이 일어나는 원리를 이해하기 위해서는 먼저 체지방 분해가 일어나는 기전이 호르몬의 작용과 깊은 상관관계가 있다는 것을 알아야 한다.

운동을 할 경우 카테콜아민과 같은 호르몬의 분비가 급격히 증가하고, 증가한 호르몬은 지방 분해 효소(ex, hormone-sensitive lipase)의 활성을 증가 시켜 우리 몸의 체지방을 분해를 증가 시킬 수 있다. 이때 충분한 고강도 운동을 하면 근육이 수축되는 부위의 지방세포로 혈류량이 증가해, 운동한 부위 지방세포에 호르몬의 작용이 증가해 그 부위의 지방 분해가 더욱 촉진되는 것이다.

하지만 지방을 분해하는 것만으로는 부족하다. 우리 몸의 지방이 분해되어 생성된 유리지방산이, 충분한 양의 열량 소모를 통해서 산화시켜 다시 에스테르화 되는 것을 막아야 결과적으로 살이 빠질 수 있는 것이다.

즉 고강도 운동을 해 해당 부위 지방이 더욱 잘 탈 수 있게 만들어 둔 뒤, 유산소 운동을 병행해 유리지방산으로 분해된 지방을 태워 없애야 하는 것이다. 이는 효과적인 다이어트를 위해서는 무산소 운동 이후에 유산소 운동을 병행해 주어야 한다는 기존 주장과 일치한다.

물론 운동한 부위 이외에도 마찬가지로 지방 분해가 이루어지므로 운동한 부위만 살이 빠지는 것은 아니다. 하지만, 앞서 말했듯이 수축되는 근육 주위 지방세포로 혈류량이 증가해 지방 분해를 촉진하는 호르몬이 그 부위에 더 많이 작용할 수 있어, 더욱 효과적으로 그 부위 살을 뺄 수 있는 것이다.

“얼굴 살을 빼기 위해서는 얼굴 운동을 해야 하냐?”에 대한 질문에 대해서도, 만약 얼굴 운동을 1RM의 70% 수준으로 할 수 있다면 이론상 가능한 얘기일 수 있다. 여기까지가 본 글의 핵심적인 내용을 요약한 것이며, 바로 뒤에 설명되는 검증 과정은 여기서 더 알고 싶은 분들을 위해 작성했다.

 

검증 과정

2019년 10월 기준
  1. Pubmed에서 Regional과 Fat loss 키워드 모두 포함 논문 검색: 총 58개 논문 포함.
  2. Title에 Exercise 또는 Training 키워드 포함 조건 추가: 총 46개 논문 제외.
  3. Title과 Abstract를 직접 읽고 주제와 관련된 8개 논문을 채택.

 

운동한 부위 근처의 체지방 감량

특정 부위를 운동하는 것이 그 부위의 체지방 감소에 실제로 도움이 되는지는 오랜 세월 논란이 되어왔던 주제다1. 결론부터 얘기하면 지금까지의 연구 결과 중에는 도움이 된다고 주장한 연구들도 있고1, 2, 3, 4, 5, 도움이 되지 않는다고 주장한 연구들도 있다6, 7, 8, 9, 10, 11.

최근에는 후자가 좀 더 중론에 가까운 편이며, 앞으로 더 많은 연구가 진행되어야 하는 주제다. 특정 부위를 운동하는 것이 그 부위의 체지방 감소에 도움이 된다고 주장한 가장 최근의 연구 결과1를 살펴보는 것을 통해서, 어떤 기전을 통해 운동한 부위의 체지방 감량이 이루어질 수 있다고 주장하는 것인지 알아보도록 하자.

A. 연구 개요

  • 인용 논문: PALUMBO A, GUERRA E, ORLANDI C, BAZZUCCHI I, SACCHETTI M. Effect of combined resistance and endurance exercise training on regional fat loss. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2017;57(6):794-801.
  • 저널: The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness.SCIE

B. 연구 방법1

25–40세 사이의 활동적이지 않은(평소 1주일에 1시간 이하로 운동) 16명의 건강한 성인 여성을 대상으로 연구를 진행했다. 연구 방법을 간단히 소개하면 다음과 같다.

  1. 16명의 연구 대상자를 대상으로 8주간 근력 운동과 30분 동안의 유산소운동을 시킨다. 이때 연구 대상자는 두 개 그룹으로 나누어 한 그룹에서는 상체 근력 운동을 시키고, 다른 한 그룹에서는 하체 근력 운동을 시킨다.
  2. 상체 근력 운동은 체스트 프레스 머신, 로우 머신, 암컬, 삼각근 운동 머신, 삼두 머신으로 구성되어 있고, 하체 근력 운동은 둔근 머신, 시티드 레그 컬, 앱덕터(Abductor) 머신, 레그 익스텐션, 어덕터(Adducter) 머신으로 구성되어 있다.
  3. 근력 운동은 1RM의 60%의 무게로 각각의 기구들을 최대 수축속도로 10회 3세트 반복하게 했고 세트 간 쉬는 시간은 30초로 했다. 유산소 운동의 경우 최대 산소 섭취량의 50% 수준으로 30분간 실시하게 했다.
  4. 8주간의 운동이 종료된 후 실험 시작 전과 후의 체지방량(Fat mass)과, 제지방량(Lean Mass), 피부 주름 두께(skinfold thickness)를 skinfold caliper와 DEXA analysis 통해 측정해 그 변화량을 비교한다.
피부 주름 두께 측정 방법. / 출처: indiamart
DEXA analysis 측정 방법과 결과. / 출처: gehealthcare

C. 연구 결과

8주간의 운동이 종료된 뒤 실험 시작 전과 후의 체지방량과 제지방량 변화를 비교했을 때, 상체 근력 운동을 한 집단은 하체 지방 감소량보다 상체 지방 감소량이 더 유의하게 높았고(P=0.02), 하체 근력 운동을 한 집단은 상체 지방 감소량보다 하체 지방 감소량이 더 유의하게 높았다(P=0.02).

제지방량의 경우 상체 근력 운동을 한 집단의 경우 상체와 하체 변화량에서 유의한 차이가 없었지만, 하체 근력 운동을 한 집단에서는 하체의 제지방량이 상체에 비해 유의하게 증가한 결과를 얻을 수 있었다(P<0.01). 피부 주름 두께(skinfold thickness) 또한 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.

상체 근력 운동 그룹(검정)과 하체 근력 운동 그룹(회색)의 부위별 체지방량 감소량과 제지방량 변화 비교1.

즉, 상체 근력 운동을 한 집단에서는 상체 지방이 더 많이 감소하고 하체 근력 운동을 한 집단에서는 하체 지방이 더 많이 감소한 결과를 얻을 수 있었다. 어느 정도 운동 경험이 있는 사람들이라면 선뜻 납득하기 어려운 연구 결과인데, 어떻게 이런 결과가 나타날 수 있었는지, 해당 연구를 진행했던 논문 저자의 의견을 통해 그 안에 숨어있는 기전을 한 번 추측해보자.

D. 운동 시 체지방 감량의 조절 기전12

먼저 연구 결과를 분석하기에 앞서 운동 시의 체지방 분해의 조절 기전을 이해할 필요가 있다. 체지방 분해(lipolysis)는 호르몬, cytokine, adipokine, prostaglandin, lactate 농도, AMPK activation 등 여러 다양한 기전을 통해서 조절되는데, 그중 운동 시의 체지방 분해는 운동 시의 호르몬 분비와 서로 강한 상관 관계가 있다는 것이 알려져 있다. 운동 시의 체지방 분해와 관련된 호르몬은 다음과 같다(궁금하지 않다면 굳이 읽을 필요는 없다).

  • 카테콜아민: 건강한 사람에서는 운동할 경우 혈중 카테콜아민 농도가 급격하게 증가하는데, 에프네프린(아드레날린), 노르에피네프린 등의 카테콜아민은 β1, β2, β3 교감신경 수용체에 결합함으로써, cAMP 합성을 촉진하는 G-protein 자극해 결과적으로 체지방 분해를 촉진한다.
  • 성장호르몬: 성장호르몬은 운동을 시작하면 그 즉시 증가하고, 운동을 마치면 그 즉시 감소하는데, 앞서 언급한 β 교감신경 수용체의 카테콜아민 감수성을 증가 시키고 지방 분해 효소(ex, hormone-sensitive lipase)들을 촉진하는 방법을 통해 결과적으로 체지방 분해를 촉진한다.
  • 코르티졸: 건강한 사람에서는 운동을 할 경우 hypothalamic-pituitary-adrenal axis(HPA axis)를 자극해 코르티졸 분비를 증가 시키는데, 코르티졸은 세포 내 cAMP 합성을 촉진하고 protein kinase A를 활성화해 결과적으로 지방 분해 효소 등을 촉진할 수 있다.
  • 인슐린: 운동을 하면 인슐린 분비는 천천히 감소하는데, 인슐린은 cAMP를 감소시키는 작용을 하는 phosphodiesterase-3B를 활성화시켜서 지방 분해를 억제하는 기능 등을 하므로, 결과적으로 인슐린 분비 감소는 지방 분해를 촉진하게 된다.
  • Atrial Natriuretic Peptide: 운동을 하면 심박수가 증가하는 등의 생리적인 변화로 인해 atrial natriuretic peptide가 증가하는데, atrial natriuretic peptide는 지방 세포 표면의 type A-NP 수용체에 결합함으로써 cGMP 합성을 증가 시켜 지방 분해 효소를 촉진하게 된다.

E. 운동 시 주변 혈류량 변화 그리고 체지방 분해

운동을 하면 수축하는 근육 주변의 지방 세포로 혈류량이 증가해, 해당 부위에 혈중 호르몬이 더 많이 작용할 수 있다2. 혈류량이 증가하는 그 구체적인 메커니즘은 근육 수축시 주변 지방세포의 온도가 증가하는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다2.

앞서 살펴본 바와 같이 운동 시에는 카테콜아민, 성장호르몬 등의 호르몬 분비량이 증가하면서 체지방 분해가 활성화될 수 있는데12, 운동을 하는 부위로의 혈류량이 증가해 호르몬이 더 많이 작용하면 해당 부위의 체지방 분해가 더욱 촉진될 수 있는 것이다1.

하지만 이런 기전으로 특정 부위의 체지방 분해가 발생하기 위해서는 한 가지 조건이 필요해 보인다. 바로 충분한 고강도의 운동이 실시되어야 한다는 점이다1.

출처: Drugs.com

F. 고강도의 근력 운동과 체지방 분해

고강도의 근력 운동은 유산소운동 등과 비교했을 때 카테콜아민을 포함한 다른 지방 분해 조절인자들의 분비량을 더욱 증가 시키지만, 에너지 소비나 지방산이 산화되는 정도는 적은 편이다13, 14. 실제로 연구 결과를 통해서도 고강도 근력 운동(6개의 근력 운동을 90% 8-RM 12회 3세트)을 시킨 집단이 저강도 근력 운동(동일 운동을 60% 8-RM)을 시킨 집단과 비교해 카테콜아민 농도가 더 높았고, 지방 분해도 더 증가한 것을 관찰할 수 있었다2.

하지만 결과적으로 체지방이 감소하기 위해서는 체지방 분해(Lipolysis, TG를 글리세롤과 유리지방산으로 분해하는 과정)뿐 아니라, 분해된 유리지방산을 충분한 양의 열량 소모를 통해서 산화(β Oxidation, 지방산의 이화작용)해 다시 에스테르화 되는 것을 막아야 한다. 즉, 고강도의 근력 운동을 통해서 체지방 분해를 촉진했다면, 분해된 유리지방산을 유산소운동 등을 통한 열량 소모를 통해서 산화해 소모해야 결과적으로 체지방이 감소한다15, 16.

G. 기존 연구가 서로 다른 결과를 나타낸 이유

만약 특정 부위의 운동을 통해 그 부위의 지방을 감량할 수 있는 것이 사실이라면 기존의 여러 연구6, 7, 8, 9, 10, 11에서는 왜 반대의 결과를 나타낸 것일까? 해당 논문의 저자는 앞서 말한 두 가지 조건이 충분히 지켜지지 않았기 때문이라고 설명한다1.

즉 반대의 결과를 나타낸 연구들은 충분히 고강도로 운동이 실시되지 않았거나, 고강도로 운동이 실시되었다고 하더라도 충분한 열량 소모가 이루어지지 않았기 때문에 지방 분해는 촉진되었을지라도 지방산 산화가 이루어지지 않아 체지방 감소까지 이어지지는 않았을 수 있다는 것이다.

 

결론

운동한 부위 근처의 체지방이 감소하는지의 여부는 오랜 세월 논란이 되어왔던 만큼, 지금까지 다양한 연구 결과와 주장이 있었다. 따라서 아직은 근거가 많이 부족한 상태이므로 섣불리 결론을 내릴 수는 없으며, 앞으로 해당 분야에 대한 더 많은 연구가 필요해 보인다.

하지만 고강도의 근력 운동을 통해 우리 몸의 체지방이 잘 소모될 수 있는 상태로 만들 수 있고, 뒤이어 유산소 운동을 실시했을 때 체지방 감소가 더욱 촉진될 수 있다는 것은 참고할만한 사실이다.

원문: ARMS의 브런치

참고 자료

  1. PALUMBO A, GUERRA E, ORLANDI C, BAZZUCCHI I, SACCHETTI M. Effect of combined resistance and endurance exercise training on regional fat loss. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2017;57(6):794-801.
  2. Stallknecht B, Dela F, Helge J. Are blood flow and lipolysis in subcutaneous adipose tissue influenced by contractions in adjacent muscles in humans?. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2007;292(2):E394-E399.
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