운동 보충제의 과학: 효과와 안전성 평가

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운동 보충제의 과학: 효과와 안전성 평가

운동 보충제는 운동 성능 향상, 근육 회복 및 건강 증진을 위해 널리 사용되고 있습니다. 이 보고서에서는 가장 인기 있는 운동 보충제의 효과와 안전성에 관한 최신 과학적 증거를 종합적으로 분석합니다. 단백질, 크레아틴, 카페인, 베타-알라닌 등 주요 보충제에 대한 메타분석과 체계적 문헌고찰을 통해 각 보충제의 효능과 위험성을 평가하고, 운동 선수와 운동 애호가들에게 실질적인 정보를 제공합니다.

단백질 보충제: 효과와 품질 문제

단백질 보충제, 특히 유청 단백질(웨이 프로틴)은 운동 선수들 사이에서 가장 널리 사용되는 보충제 중 하나입니다. 유청 단백질은 신체적 성능 향상과 회복 촉진에 효과적일 수 있습니다.

유청 단백질의 효능

유청 단백질 보충제(WPS)는 운동 선수들의 신체 성능 및 회복에 긍정적인 효과를 보여줍니다. 체계적 문헌고찰 및 메타분석에 따르면, 유청 단백질은 특히 호흡교환율(RER)에서 말토덱스트린과 비교했을 때 유의미한 개선을 보였습니다(WMD = 0.012; 95%CI = 0.001, 0.023). 이러한 효과는 운동 선수들이 최대 유산소 역치를 넘어서는 훈련을 할 때 특히 중요할 수 있습니다.

품질 및 오염 문제

그러나 단백질 보충제의 품질에 관해 심각한 우려가 제기되고 있습니다. Clean Label Project™의 독립적인 연구에 따르면, 134개의 인기 있는 단백질 파우더 제품 중 상당수에서 납, BPA, 수은, 카드뮴, 비소와 같은 오염물질이 발견되었습니다. 특히 식물성 단백질 파우더가 가장 높은 오염도를 보였습니다. 이러한 오염물질은 암, 생식기능 손상, 뇌 손상과 관련이 있습니다.

복합 단백질 보충제

단일 단백질 보충제와 달리, 복합 단백질 보충제는 여러 성분을 포함합니다. 35개 연구를 대상으로 한 메타분석에 따르면, 복합 단백질 보충제는 저항 훈련과 함께 사용할 때 제지방량(FFM)을 유의하게 증가시켰습니다(0.80kg, 95% CI 0.44-1.15). 또한 하체(4.22kg, 95% CI 0.79-7.64)와 상체(2.56kg, 95% CI 0.79-4.33) 근력도 향상되었습니다.

특히 훈련되지 않은 참가자(0.95kg, 95% CI 0.51-1.39)와 고령자(0.77kg, 95% CI 0.11-1.43)에서 제지방량 증가가 더 크게 나타났습니다. 이는 복합 단백질 보충제가 특정 인구 집단에서 더 효과적일 수 있음을 시사합니다.

크레아틴: 강력한 효능과 안전성 프로필

크레아틴은 가장 광범위하게 연구된 운동 보충제 중 하나로, 근력과 근육량 증가에 상당한 효과가 있습니다.

근력과 신체 조성에 미치는 영향

2024년 발표된 체계적 문헌고찰 및 메타분석에 따르면, 크레아틴 보충제는 저항 훈련과 병행할 때 위약에 비해 상체 근력(WMD = 4.43kg, p < 0.001) 및 하체 근력(WMD = 11.35kg, p < 0.001)을 유의미하게 증가시켰습니다. 이러한 효과는 남성에서 더 두드러졌으며, 고용량 크레아틴이 저용량보다 하체 근력 향상에 더 효과적인 경향이 있었습니다.

또한 크레아틴은 저항 훈련을 통한 체지방 감소와 제지방 증가에도 긍정적인 영향을 미칩니다. 50세 미만 성인을 대상으로 한 연구에서 크레아틴 보충제는 제지방량을 1.14kg(95% CI 0.69-1.59) 증가시키고 체지방 비율을 -0.88%(95% CI -1.66)만큼 감소시켰습니다.

메커니즘과 안전성

크레아틴은 인체 내에서 자연적으로 생성되며 식이를 통해 섭취할 수 있는 화합물로, 보충제로 섭취할 경우 우수한 생체이용률을 보이며 주로 근육 조직에 축적됩니다. 크레아틴은 운동 성능뿐만 아니라 골다공증, 골감소증, 노화 관련 근감소증에서도 긍정적인 효과를 보이며, 뇌 손상, 허혈성 질환, 당뇨병 등에서 신경보호 효과를 나타냅니다.

크레아틴의 신장 기능에 대한 부작용 우려가 있었으나, 최근 연구에 따르면 이러한 우려는 과장되었을 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 방법으로 신장 기능을 평가한 연구들은 크레아틴 보충제가 인체 소비에 안전하다는 것을 보여줍니다. 다만 크레아틴 보충은 일부 사람들의 혈청 크레아티닌 농도를 증가시킬 수 있지만, 이것이 반드시 신장 기능 장애를 의미하는 것은 아닙니다.

카페인: 가장 강력한 급성 퍼포먼스 향상제

카페인은 다양한 운동 유형에서 성능 향상 효과를 보이는 가장 널리 연구된 운동 보충제 중 하나입니다.

격투 스포츠에서의 효과

격투 스포츠에서 영양 에르고제닉 보조제(NEA)에 관한 체계적 문헌고찰에 따르면, 카페인(5-10mg/kg)은 고강도 활동 중 해당 경로 이용 증가와 혈중 유산소 수준에 대한 내성 증가로 인해 격투 스포츠에서 사용할 수 있는 강력한 증거를 보여주었습니다. 카페인은 공격 횟수, 반응 시간, 악력, 파워, 탈진까지의 시간 등을 개선했습니다.

카페인 구강 헹굼의 효과

반면, 카페인 구강 헹굼(Caff-MR)에 관한 체계적 문헌고찰 및 메타분석은 스포츠 성능에 유의미한 전체적 효과가 없다는 것을 보여주었습니다(p = 0.09). 또한 최대 심박수나 자각적 운동 강도에도 효과가 없었습니다. 연구 설계의 큰 이질성으로 인해 운동 성능에 대한 실질적인 권장 사항을 제시하기 어렵습니다.

베타-알라닌: 고강도 운동에 대한 효과

베타-알라닌은 비필수 아미노산으로, 고강도 운동 중 생성되는 수소 이온을 완충하여 피로를 지연시키고 근육 내 카르노신 합성 증가를 위한 기질을 제공합니다.

최대 강도 운동에 미치는 영향

훈련된 젊은 남성을 대상으로 한 베타-알라닌 보충에 관한 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서 전체 효과 크기는 0.39(95% CI [0.09, 0.69], p = .01)로, 위약에 비해 베타-알라닌 보충제가 유의미한 효과를 보였습니다. 이러한 효과는 4주 보충(효과 크기 0.34, 95% CI [0.02, 0.67], p = .04), 4-10분의 최대 노력(효과 크기 0.55, 95% CI [0.07, 1.04], p = .03), 그리고 하루 5.6-6.4g의 고용량 베타-알라닌(효과 크기 0.35, 95% CI [0.09, 0.62], p = .009)에서 특히 두드러졌습니다.

소듐 바이카보네이트와의 시너지 효과

베타-알라닌과 소듐 바이카보네이트(SB)의 복합 보충에 관한 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서 흥미로운 결과가 도출되었습니다. 단독으로는 베타-알라닌(SMD = 0.18, 95% CI: -0.06; 0.43, p = 0.13)과 소듐 바이카보네이트(SMD = 0.17, 95% CI: -0.08; 0.41, p = 0.16) 모두 운동능력 향상 효과가 발견되지 않았지만, 두 성분을 함께 보충했을 때는 유의미한 이점이 있었습니다(SMD = 0.32, 95% CI: 0.07; 0.57, p = 0.02). 이는 이 두 보충제가 시너지 효과를 가질 수 있음을 시사합니다.

기타 운동 보충제 및 복합 효과

고온 환경에서의 보충제 효과

고온 환경에서의 내구력 운동 성능과 핵심 체온에 미치는 식이 보충제의 영향에 관한 메타분석 결과, 전체적으로 식이 보충제는 운동 성능에 사소하지만 유의미한 긍정적 효과를 보였습니다(Hedges' g = 0.18, 95% CI 0.007–0.352, P = 0.042). 그러나 최고 체온(Hedges' g = 0.18, 95% CI − 0.021 to 0.379, P = 0.080)에 대한 효과는 미미하고 통계적으로 유의미하지 않았습니다.

프로바이오틱 보충제

프로바이오틱 보충제는 COVID-19 환자의 설사 발생률(RR 0.61 [0.43-0.87])과 기침 또는 호흡곤란(RR 0.37 [0.19-0.73])을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이는 운동 선수를 직접 대상으로 한 연구는 아니지만, 면역 기능 증진을 통해 운동 성능에 간접적인 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 보여줍니다.

보충제 안전성: 주요 고려사항

부작용 및 상호작용 위험

식이 보충제는 올바르게 사용할 경우 대부분의 사람들에게 안전하지만, 완전히 안전하지는 않으며 특히 암 치료를 받는 사람들에게는 위험이 있을 수 있습니다. 2019년 미국 독극물 통제 센터에 식이 보충제, 허브 제제, 동종요법 치료로 인한 거의 70,000건의 전화가 있었으며, 이 중 7,000명 이상이 의료 시설에서 치료를 필요로 했습니다.

특정 보충제는 특정 약물과 함께 복용할 경우 문제를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 비타민 C와 E 같은 항산화제는 일부 화학요법 약물의 효과를 감소시킬 수 있으며, 비타민 K는 혈액 희석제 와파린의 효과를 떨어뜨릴 수 있습니다. 세인트 존스 워트는 피임약, 우울증, 심장 문제, HIV, 암 치료제와 같은 약물의 효과를 감소시킬 수 있습니다.

품질 관리 문제

많은 식이 보충제가 신중한 조건하에서 제조되고 올바르게 라벨링되지만, 그렇지 않은 경우도 있습니다. 일부 회사들은 FDA의 규칙을 따르지 않고 있으며, 허브 보충제 테스트에서 표시된 성분이 거의 또는 전혀 포함되지 않은 경우가 발견되었습니다. 일부는 특정 사람들에게 해로울 수 있는 화학물질을 포함하기도 하며, 일부 보충제는 라벨에 표시된 것보다 더 큰 용량을 포함하기도 합니다.

자기 효능감과 운동 성능의 관계

보충제의 물리적 효과 외에도, 자기 효능감(self-efficacy)이 스포츠 성능에 미치는 영향도 중요한 고려사항입니다. 메타분석 결과, 사전 이벤트 자기 효능감과 성능 사이의 평균 효과 크기는 r = 0.31(95% CI 0.22, 0.40)로 나타났습니다. 이는 자기 효능감이 운동 성능에 중간 정도의 긍정적인 영향을 미친다는 것을 시사합니다.

특히 엘리트 선수(r = 0.40)는 서브 엘리트 선수(r = 0.28)에 비해 자기 효능감의 영향이 더 크게 나타났습니다. 이는 보충제의 실제 생리적 효과 외에도 심리적 요인이 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다.

결론

운동 보충제는 적절히 사용될 경우 운동 성능, 근력 및 신체 구성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 현재 과학적 증거에 기반한 주요 발견은 다음과 같습니다:

크레아틴은 근력 증가와 제지방량 증가에 가장 강력한 증거를 가지고 있으며, 안전성 프로필도 양호합니다. 신장 기능에 대한 우려는 과장되었을 가능성이 높습니다.
카페인은 특히 격투 스포츠에서 성능 향상에 강력한 증거를 보여주나, 카페인 구강 헹굼의 효과는 제한적입니다.
베타-알라닌은 고강도 운동에 유익하며, 소듐 바이카보네이트와 함께 복용 시 시너지 효과를 보일 수 있습니다.
단백질 보충제, 특히 복합 단백질 보충제는 저항 훈련과 결합될 때 근력 및 제지방량 증가에 효과적이지만, 품질 및 오염 문제에 주의해야 합니다.
보충제의 안전성은 여전히 중요한 고려사항이며, 특히 약물과의 상호작용 및 품질 관리 문제에 주의해야 합니다.

효과적인 운동 보충제 사용을 위해서는 개인의 목표, 건강 상태, 약물 복용 여부를 고려하고, 품질이 검증된 제품을 선택하며, 가능하면 의료 전문가나 스포츠 영양사와 상담하는 것이 권장됩니다.

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