날씬한 여성의 칼로리 제한 동안 근육 소모에 대한 케톤의 영향

열역학은 에너지 소비가 에너지 섭취를 초과하는 기간 동안 체질량이 감소한다고 말합니다. 이 부정적인 에너지 균형은 칼로리 제한이라고 하는 에너지 섭취를 줄이거나, 에너지 소비를 늘리거나, 즉 더 높은 수준의 신체 활동을 하거나, 둘 모두를 조합하여 얻을 수 있습니다. 지속적인 에너지 부족은 열량 제한, 식이 구성 및 초기 체지방 비율에 따라 대략 3:11의 비율로 지방과 골격근 질량의 손실로 인해 체중의 순 손실을 초래합니다. 근육량의 감소는 유비퀴틴-프로테아좀-매개 근육 단백질 분해의 증가와 함께 하향 조절된 근육 단백질 합성의 조합으로 인해 음의 순 단백질 회전율을 초래합니다.

스포츠의 맥락에서 많은 운동선수는 체중 대비 파워 비율을 최적화하여 성능을 향상시키거나 특정 체중 범주에서 경쟁하거나 미적인 이유로 다른 목표를 달성하기 위해 체중 감량을 시도합니다. 그러나 체중 감소는 종종 골격근량의 해로운 손실을 동반하며, 이는 신체적 성능 저하 및 부상에 대한 취약성 증가를 포함하는 무수한 부정적인 결과와 관련이 있습니다. 따라서 칼로리 제한 기간을 겪는 운동 선수는 제 지방 손실을 최소화하면서 지방 손실을 통해 체중을 줄이기 위해 노력합니다. 최근 연구에 따르면 권장 식이 허용량(0.8g/kg/일)보다 높은 단백질 섭취가 칼로리 제한 동안 근육량 손실을 약화시키는 것으로 나타났습니다. 연구에 따르면 고단백 식이는 일반 식이 단백질에 비해 근육 단백질 분해에 미치는 영향이 미미하지만 근육 단백질 합성을 회복하는 것으로 나타났습니다. 구체적으로 젊은 건강한 운동선수의 경우 단백질 섭취량이 1.6-2.4로 더 높은 것으로 나타났습니다. 일일 kg당 g은 단기 칼로리 제한 기간 동안 근육량 손실을 줄입니다.

여성 운동선수의 경우 에너지 가용성이 낮은 기간이 길어지면(섭식 장애 유무에 관계없이) 종종 월경 장애 및 골밀도 감소, '여성 운동선수 3인조'라는 증후군과 상호 관련이 있습니다. 트라이어드는 특히 미학이나 날씬함을 강조하고 평생 건강에 영향을 미칠 수 있는 스포츠에서 일반적입니다. 그러나 칼로리 제한 기간 동안 여성의 제지방 손실을 최소화하고 호르몬 및 뼈 대사 조절 장애를 예방하는 개입은 여전히 ​​부족합니다.

케톤체, 즉 D-β-하이드록시부티레이트(βHB), 아세토아세테이트(AcAc) 및 아세톤은 저혈당 및 인슐린 수치의 조건에서 순환 지방산으로부터 간에서 합성되는 천연 발생 화합물입니다. 정상적인 생리학적 조건에서 혈청 케톤 농도는 낮게 유지됩니다(< 0.1mM). 그러나 굶주리거나 케톤식이 요법을 적용하는 동안, 즉 낮은 탄수화물 함량, βHB 및 AcAc의 혈청 농도는 각각 최대 5-8mM 및 1-2mM까지 증가할 수 있습니다. 이러한 조건에서 케톤체는 뇌, 심장 및 골격근을 포함한 다양한 조직에 대한 대안적이고 보다 효율적인 에너지원 역할을 하여 포도당 저장을 '보존'합니다. 정상 상태에서 뇌는 중추 신경계 기능을 유지하기 위한 에너지 연료로 포도당만 사용할 수 있습니다. 따라서 에너지 스트레스 기간 동안 포도당 저장을 아끼는 것은 생존을 위해 매우 중요합니다. 게다가, 이러한 포도당 저장량의 절약은 포도당 신생합성의 전구체로 사용될 수 있는 근육 단백질의 분해를 방지하여 뇌 및 기타 조직에 포도당을 제공합니다. 따라서 케톤체의 가용성은 포도당신생합성을 위한 근육 단백질의 분해를 감소시키고 따라서 에너지 가용성이 제한적인 경우에도 골격근 질량을 보존합니다. 따라서 케톤체 수치를 높이는 것은 에너지 넘치는 스트레스 기간 동안 골격근 소모를 예방하는 중요한 전략일 수 있습니다.

최근부터 케톤체 에스테르(R)-3-하이드록시부틸(R)-3-하이드록시부티레이트(3HHB)를 섭취하면 케톤체의 혈청 수치가 증가할 수 있습니다. 경구로 흡수되는 이 케톤 바디 에스테르는 동물과 인간 모두에서 안전하고 잘 견디는 것으로 입증되었으며 30분 이내에 케톤 바디 레벨을 5-6mM로 상승시킬 수 있습니다. 이 케톤체 에스테르의 가용성은 기아 및 케톤 생성 식단의 부정적인 부작용(예: 높은 혈청 트리글리세리드 및 콜레스테롤 수치) 없이 근육 항상성에 대한 케톤체의 영향에 대한 통제된 연구를 허용합니다. 지구력 성능에 대한 3HHB의 효과는 여전히 논의 중입니다. 그러나 우리 연구실의 최근 연구에 따르면 운동 후 3HHB를 섭취하면 단백질 합성 마커가 증가하는 것으로 나타났으며 이는 체외 실험에서 추가로 확인되었습니다. C2C12 근육모세포는 케톤체의 생리학적 농도의 배양에 의해 증가된 류신-매개 근육 단백질 합성을 보였다. 가장 최근에 우리는 3HHB를 포함한 식이 보충제가 암 악액질의 마우스 모델에서 생존과 기능적 능력 및 근육 무결성의 유지를 실질적으로 향상시켰다는 것을 발견했습니다.

케톤체의 이러한 단백 동화 특성과 케톤체가 에너지 스트레스 동안 포도당신생합성을 위한 근육 단백질 분해를 방지한다는 사실 때문에 케톤체는 골격근 소모를 예방하거나 치료하는 유망한 전략이 될 수 있습니다. 따라서 우리의 목표는 날씬한 여성의 칼로리 제한 기간 동안 3HHB 섭취가 근육 소모에 미치는 영향과 그 부작용을 조사하는 것입니다. 또한 3HHB 섭취의 효과를 현재 저에너지 기간 동안 린 손실을 최소화하기 위한 최선의 전략으로 간주되는 고단백 식단과 비교합니다. 끝으로 우리는 고단백 식이요법과 함께 3HHB 섭취의 시너지 효과를 조사하는 것을 목표로 합니다.