키토시스와 케톤체란 무엇인가?

목차

 

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키토시스(ketosis)와 케톤체(ketone bodies)

 

키토시스는 발음 표기법에 따라서 '케토시스'라고도 불립니다. 저는 키토시스라는 억양이 편하기 때문에 앞으로도 계속 '키토시스'라고 명칭 하겠습니다. 키토시스는 케톤체와 매우 밀접한 관계가 있습니다. 케톤체의 사용이 곧 키토시스를 의미하기 때문인데요. 도대체 이 케톤체와 키토시스 상태가 무엇이길래 키토제닉에서 왜 그렇게 자주 언급되는 것들인지 어떠한 역할을 하는지, 이번 포스팅을 통해서 한번 알 아도보 록 하겠습니다.

 

 

※ 포스팅에 앞서 해당 게시글들을 먼저 읽고 오시면 내용을 이해하기가 훨씬 수월합니다.

 

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키토시스란?

 

우선 키토제닉의 목표는 키토시스 상태로 진입을 하는것인데요. 키토시스란 도대체 무엇일까요? 키토시스는 탄수화물을 제한하여 생기는 효과로 '인체의 주요 에너지 연료로 탄수화물이 아닌 지방을 사용하는 상태'를 뜻합니다. 신기하지요? 조금 더 자세하게 원리에 대해서 설명해보도록 하겠습니다.

 

키토시스 상태에 대해서 이해하려면 우선 인체의 연료 메커니즘을 이해해야 합니다. 인체는 다음과 같은 순서로 에너지를 사용합니다.

 

1. 탄수화물

2. 지방

3. 단백질

 

우리의 몸은 가장 먼저 탄수화물을 1차 연료로 사용합니다. 1차 연료인 탄수화물이 고갈되면, 2차 연료인 지방을 사용하게 됩니다. 에너지를 내야 하니까요. 그리고 이 지방마저 고갈되어버리면 3차 연료인 단백질을 연료로 사용합니다. 단백질을 연료로 사용한다는 것은 인체가 정말 비상사태라는 뜻입니다. 근육에서까지 에너지를 가져다 사용하는 상태니까요. 목숨이 위태로운 상태입니다.

 

자, 키토제닉의 목표는 키토시스 상태로 진입하는 것이라고 했었죠? 키토시스 상태는 2차 연료인 지방을 활발하게 태우는 상태를 뜻합니다. 3차 연료 까지는 가지 않습니다. 이처럼 키토시스 상태는 우리 몸의 연료 사용 메커니즘을 통해 이해하시면 쉽습니다.

 

 

 

 

키토시스의 원리

 

앞에서 설명한 내용으로 인체의 에너지 연료 사용 메커니즘과 키토시스가 어떤 상태인지 이해가 가셨을 거라고 생각합니다. 그렇다면 키토시스는 어떠한 원리로 작동하게 되는지 알아보도록 하겠습니다.

 

자, 그렇다면 키토시스로 어떻게 진입을 하는걸까요? 탄수화물이 없어지면 되는겁니다. 간단하죠? 탄수화물이 없으려면 어떻게 해야할까요? 네 그렇습니다. 탄수화물을 섭취하지 않으면 됩니다. 키토시스는 탄수화물을 극한으로 제한했을 때 도달할 수 있습니다. 탄수화물 위주로 에너지를 사용하던 우리의 몸이 탄수화물이 고갈되면 지방을 연료로 사용하기 시작합니다. 이 때 몸 안에서 케톤체의 농도가 높아지게 됩니다. 즉, 의학적으로 키토시스 상태는 케톤체의 농도가 높은 대사 상태를 뜻합니다.

 

평균적인 통계에 따르면 하루에 탄수화물을 20g 이하로 섭취했을 경우에 키토시스 상태에 도달할 수 있다고 합니다. 하지만, 몸이 이미 케톤체의 사용에 익숙해져있는 상태라면 탄수화물을 최대 50g 까지 섭취해도 키토시스 상태를 유지할 수 있습니다. 케톤체 사용에 하루빨리 익숙해지는것이 탄수화물 섭취를 조금이라도 늘릴 수 있는 방법입니다. 우리가 가장 원하는 키토시스 상태의 장점은 무엇일까요? 바로 지방 연소율입니다. 이 엄청난 지방 연소율 때문에 키토제닉 다이어트가 유명해진 것인데요. 당연히 체중감량에 엄청난 효과가 있습니다.

 

지방은 탄수화물보다 훨씬 안정적인 에너지원을 공급해줍니다. 탄수화물은 1g당 4kcal의 에너지를 공급하고 지방은 9kcal의 에너지를 공급해주죠. 같은 양으로도 지방이 훨씬 오랫동안 많은 에너지를 낼 수 있다는 뜻입니다. 천천히 오랫동안 안정적으로 에너지를 공급하기 때문에 갑자기 허기가 생긴다거나 하지 않고 오랜 기간 공복 상태를 버틸 수 있습니다. 이는 자연스럽게 식욕의 저하로 이어지지요. 키토제닉을 통해 식이장애 개선사례가 많은 것도 바로 이런 안정적인 에너지 공급에서 나오는 것입니다.

 

 

자, 여기서 문제를 한 가지 내겠습니다. 케톤체는 무엇일까요?

 

 

 

 

 

케톤체(ketone bodies)

케톤체의 구조(출처 : 네이버 지식백과)

케톤체는 수용성 분자로 포도당의 대체 에너지입니다. 탄수화물이 포도당으로 에너지를 공급한다면, 지방은 케톤체를 통해서 에너지를 공급합니다. 케톤체는 포도당보다 더 깨끗하고 청정한 에너지 연료입니다.

 

탄수화물이 간에서 포도당으로 전환된다면, 케톤체는 간에서 지방산이 분해되었을 때 생깁니다. 케톤체는 베타 하이드록시 부티르산(β-hydroxybutyrate), 아세토 아세트산(acetoacetate), 아세톤(acetone) 3가지 물질로 이루어져 있는데요. 베타 하이드록시 부티르산 78%, 아세토 아세트산 20% 아세톤 2%의 비율로 구성되어있습니다.

 

탄수화물 섭취를 제한하면 인슐린의 작용이 적어지면서 포도당의 사용량이 떨어지게 되는데요. 이때 지방의 사용량이 높아지게 되면서 혈액 내 케톤체의 농도가 증가하게 됩니다. 키토시스 상태가 되는 것이죠. 케톤체는 간에서 생성되어 인체 대부분의 기관 구석구석에 사용됩니다. 하지만, 정작 케톤체를 생성해내는 간에서는 케톤체를 사용하지 못합니다.

 

 

 

케톤체가 생성되는 과정

 

우리의 몸에 저장되는 지방은 중성지방입니다. 중성지방은 3개의 지방산과 글리세롤로 구성이 되는데요. 이 3개의 지방산들은 글리세롤과 분리가 되는데요. 글리세롤은 포도당으로 전환되며, 지방산은 유리지방산(Free Fatty Acid)이 되고 간에서 케톤체로 전환됩니다. 전환된 케톤체는 인체에 에너지를 공급하게 되는것이죠.

 

하지만 기존의 의학계에서 케톤체는 인체에 해가 되는 나쁜 물질이라고 알려져 있습니다. 당뇨병 환자에게서 케톤산증이라는 증상이 있기 때문인데요. 그래서 여러 전문가들은 키토시스 상태를 위험하다고 염려합니다. 심지어 키토시스 상태를 케톤산증과 혼동하는 전문가들도 꽤 있지요. 하지만, 정말로 케톤체가 위험한지 한번 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

키토시스와 케톤산증에 대한 오해

 

결론부터 말씀드리겠습니다. 키토시스는 케톤산증과는 다른것이며, 케톤산증은 위험한것이 맞지만 키토시스는 케톤산증과는 달리 안정적인 상태입니다. 키토시스와 케톤산증을 구분하는 결정적인 요인은 인슐린입니다. 인슐린이 얼마나 정상적으로 작동을 하느냐에 따라 안전한지 위험한지 구분할 수 있습니다. 키토시스와 케톤산증의 차이점을 모르기 때문에 우려를 하는겁니다. 다음 표를 한번 살펴보도록 하죠.

 

구분	키토시스	케톤산증
인슐린	정상	비정상
케톤수치	5mmol 이하	10mmol 이상
ph 수치	정상	비정상
공복혈당	정상	높음
상태	안정적	위험

 

표를 보시면 키토시스와 케톤산증은 크게 다섯 가지로 비교할 수 있습니다. 인슐린, 케톤수치, ph수치, 공복혈당, 상태 다섯가지 항목입니다.

 

우선 케톤산증이 무엇인지 알아야 하는데요. 케톤산증은 '혈중에 케톤체의 농도가 비정상적으로 높은 상태로 혈액이나 체액이 산성화 되는 현상'입니다. 이런 현상은 1형 당뇨병 환자에게서 나타날 수 있는데요. 1형 당뇨병환자는 왜 당뇨병에 걸렸을까요? 선천적으로 인슐린이 정상적으로 작동을 하지 못하기 때문입니다. 자체적으로 인슐린이 작동하지 않기 때문에 방치하게 되면 고혈당과 고케톤 상태가 되는데 , 바로 이럴 때 문제가 되는 겁니다.

 

인슐린이 정상적으로 작동하는 한 케톤 수치는 절대로 10 mmol 이상으로 치솟을 수 없습니다. 케톤산증이 오지 않는다는 것이죠. 키토제닉을 실천하는 분들의 케톤 수치는 대부분 0.5~2mmol 사이에 있으며, 보통은 0.8~1.2mmol 정도를 유지합니다. 결국 인슐린의 정상작동 여부로인해 키토시스와 케톤산증을 구분짓게 됩니다.

 

따라서 키토제닉 다이어트는 1형 당뇨환자에게 권장하지 않습니다. 인슐린 저항성이 매우 심한 분들 또한 전문가의 상담을 받은 후 식단을 진행하는 것을 권장합니다.

 

 

 

 

인체의 에너지원은 포도당과 케톤체 두 가지

 

우리들에게는 잘못된 의학상식이 한 가지 퍼져있는데요. 인간의 뇌는 포도당만을 에너지원으로 사용한다는 말인데, 잘못된 사실입니다. 생화학 교제에도 분명하게 명시되어있습니다. 뇌는 포도당과 케톤체 둘 다 사용할 수 있다고요. 틀린 정보들이 너무 남용되고 있는 현실이 참 안타깝습니다. 저는 항상 나쁘다고 손가락질 받는 케톤체를 조금 옹호해보려고 합니다.

 

사람의 뇌는 매우 정교하게 만들어진 한가지 방어 시스템이 있습니다. '혈액 뇌 장벽(Blood-Brain Barrier)' 또는 '뇌혈관 장벽'이라고 하는데요. 뇌는 인체에서 가장 중요한 기관이죠. 따라서 뇌에 바이러스가 침투하게 되면 문제가 생깁니다. 이런 현상을 막기 위해서 뇌혈관 장벽이 존재하는 겁니다. 뇌혈관 장벽은 뇌와 혈액을 격리시키는 역할을 하는데요. 중추신경계의 기능을 병원체와 위협이 되는 잠재적인 물질로부터 격리 시키는 역할을 합니다. 투과성이 높다고 표현합니다.

 

뇌혈관 장벽을 구성하는 물질은 대부분 인지질(phospholipid)입니다. 지용성 물질은 통과시키고 수용성 물질은 일부분만 통과할 수 있는데요. 전부 차단시키는 게 아니고 일부 물질들만 통과시키는 것은 뇌에 필요한 물질이기 때문입니다. 뇌를 자유롭게 통과할 수 있는 대표적인 수용성 물질은 포도당인데요. 그런데 포도당 말고 뇌에 필요한 수용성 물질이 한 가지 더 있습니다.

 

케톤체입니다. 심지어 케톤체는 포도당보다도 입자가 훨씬 작습니다. 뇌혈관 장벽을 아무런 방해없이 마음대로 통과할 수 있다는것이죠. 이상하지 않나요? 나쁘다고 알려져있는 케톤체가 까다로운 뇌혈관 장벽을 자유자재로 다니는것이요. 왜 그럴까요? 케톤체가 정말로 인체에 해로운 물질이라면, 절대로 이 뇌혈관장벽을 통과해서는 안됩니다. 뇌에 타격을 입으면 끝이니까요.

 

케톤체는 방어벽을 속이고 침투하는 바이러스도 아니고, 간에서 스스로 만들어내는 물질이죠. 뇌혈관 장벽은 이런 케톤체를 왜 자유롭게 통과하게 허용하는 것일까요? 네 그렇습니다. 케톤체가 뇌에 해를 끼치지 않고 필요한 물질이기 때문입니다. 케톤체는 뇌에서 아무런 부작용 없이 매우 잘 사용될 수 있습니다.

 

 

 

 

마치며

 

이번에는 키토시스와 케톤체에 대해서 알아보았는데요. 원리를 알고보면 키토제닉 다이어트는 과학적으로나 의학적으로나 건강에 좋은 식이요법이라는 것을 알 수 있습니다. 기존 상식이라는 틀에 박혀서 새로운 사실을 받아들이지 못할 뿐이죠. 상당수의 전문가는 여전히 키토시스와 케톤산증을 동일시 여기고 있습니다. 하루 빨리 의학정보가 올바른 최신 정보로 업데이트되었으면 좋겠습니다.

 

 

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