탄수화물을 저장할 때 수분도 함께 변하는 이유: 글리코겐과 체중의 관계

탄수화물이 근육과 간에 글리코겐으로 저장될 때 수분도 함께 변하면서 단기간 체중이 달라질 수 있는 이유를 사람 대상 연구와 함께 설명합니다.

평소보다 탄수화물을 적게 먹은 다음 날 체중이 갑자기 줄거나, 반대로 탄수화물을 많이 먹은 뒤 하루 이틀 사이 체중이 늘어나는 경험을 할 수 있습니다.

이때 체중계 숫자만 보면 지방이 빠르게 줄거나 늘었다고 생각하기 쉽습니다.

하지만 단기간의 체중 변화에는 글리코겐(glycogen)과 그 주변의 수분 변화가 함께 관여할 수 있습니다.

글리코겐은 우리 몸이 탄수화물에서 얻은 포도당을 저장하는 형태입니다. 주로 골격근과 간에 저장되며, 필요할 때 다시 분해되어 에너지원이나 혈당 유지에 사용됩니다.

중요한 점은 글리코겐이 마른 가루처럼 저장되는 것이 아니라는 것입니다.

글리코겐이 늘고 줄어들 때 근육 안의 수분량도 함께 변할 수 있기 때문에, 지방량이 거의 변하지 않았더라도 체중계 숫자는 며칠 사이 달라질 수 있습니다.

탄수화물은 왜 포도당이 아니라 글리코겐으로 저장될까요

식사를 통해 탄수화물을 섭취하면 소화 과정을 거쳐 포도당을 포함한 단당류 형태로 흡수됩니다.

혈액으로 들어온 포도당은 바로 에너지원으로 사용되기도 하고, 남은 일부는 저장됩니다.

그러나 수많은 포도당 분자를 세포 안에 각각 따로 저장하면 삼투압에 큰 영향을 줄 수 있습니다.

그래서 우리 몸은 포도당을 여러 개 연결해 글리코겐이라는 큰 가지형 분자로 저장합니다.

쉽게 말하면 포도당 한 개 한 개를 흩어놓는 대신, 여러 개를 하나의 저장 묶음으로 만드는 것입니다.

글리코겐은 필요할 때 빠르게 분해할 수 있어 운동이나 공복 상황에서도 유용합니다. 근육 글리코겐은 해당 근육의 에너지원으로 사용되고, 간 글리코겐은 혈당 유지에 중요한 역할을 합니다.

글리코겐은 어디에 저장될까요

글리코겐의 대표적인 저장 장소는 골격근과 간입니다.

근육은 몸 전체에서 큰 조직이기 때문에 전체 저장량에서는 중요한 비중을 차지합니다. 하지만 근육 글리코겐은 주로 해당 근육 안에서 에너지원으로 사용됩니다.

반면 간은 저장량 자체는 근육 전체보다 적을 수 있지만, 혈당이 내려갈 때 글리코겐을 분해해 혈액으로 포도당을 공급할 수 있습니다.

따라서 같은 글리코겐이라도 저장 위치에 따라 기능이 다릅니다.

또 저장량은 사람마다 같지 않습니다.

근육량, 최근 운동량, 훈련 상태, 탄수화물 섭취량, 에너지 섭취 상태 등에 따라 달라질 수 있습니다. 그래서 ‘사람은 항상 글리코겐을 몇 g 저장한다’는 식으로 하나의 숫자를 모든 사람에게 적용하기는 어렵습니다.

글리코겐이 늘면 왜 물도 함께 늘어날까요

여기서 체중 변화와 연결되는 핵심이 나옵니다.

글리코겐은 물과 완전히 분리된 상태로 근육 안에 저장되지 않습니다.

근육세포 내부에는 물, 전해질, 단백질, 여러 대사물질이 함께 존재하며 글리코겐 저장량이 변하면 세포 내부의 수분 분포도 변할 수 있습니다.

그래서 탄수화물을 많이 섭취해 근육 글리코겐이 다시 채워지는 과정에서는 근육 수분량도 함께 증가하는 현상이 사람 대상 연구에서 관찰됐습니다.

2015년 사람 연구에서는 운동으로 근육 글리코겐을 감소시킨 뒤 회복 과정에서 근육 글리코겐과 근육 수분량을 함께 측정했습니다.

연구 결과 글리코겐 회복과 함께 근육 수분도 증가했으며, 연구진은 사람 근육에서 글리코겐 1g이 저장될 때 최소 약 3g의 물이 함께 저장될 수 있다는 기존 개념과 일치하는 결과라고 설명했습니다.

하지만 이 숫자를 고정 공식처럼 사용하면 안 됩니다.

‘글리코겐 1g = 물 3g’은 절대 공식이 아닙니다

인터넷에서는 흔히

글리코겐 1g당 물 3g

이라는 표현을 볼 수 있습니다.

이 관계는 이해를 돕는 데 유용하지만 모든 사람, 모든 조직, 모든 상황에서 정확히 1:3으로 유지되는 물리 법칙은 아닙니다.

실제 연구에서는 운동 상태, 탄수화물 섭취 조건, 탈수 여부, 측정 시점에 따라 글리코겐과 수분의 관계가 달라질 수 있습니다.

2022년 발표된 근육 글리코겐과 수분 상태에 관한 검토 논문에서도 글리코겐과 근육 수분은 관련되어 있지만 그 관계가 항상 고정된 비율로 움직이는 것은 아니라고 설명합니다.

즉,

글리코겐이 늘면 물도 대체로 함께 늘 수 있다

는 설명은 가능하지만,

글리코겐이 100g 늘면 체수분이 반드시 정확히 300g 증가한다

고 계산해서는 안 됩니다.

실제 체중에는 간과 근육의 글리코겐뿐 아니라 세포외액, 나트륨, 장 내용물, 음식과 음료의 무게까지 함께 영향을 주기 때문입니다.

오래전 사람 연구에서도 글리코겐과 체수분 변화가 함께 관찰됐습니다

글리코겐과 체수분의 관계는 최근에 처음 알려진 개념이 아닙니다.

1970년에 발표된 사람 연구에서도 식사와 운동을 통해 근육 글리코겐을 변화시키면서 총체수분(total body water) 변화를 함께 측정했습니다.

이 연구는 근육 글리코겐 저장량이 변할 때 체내 수분 상태도 같이 달라질 수 있다는 초기 근거 가운데 하나입니다.

다만 당시 연구 방법과 현재의 측정 기술에는 차이가 있습니다.

따라서 오래된 결과를 현대의 모든 상황에 그대로 적용하기보다, 이후의 근육 생검과 영상·체성분 연구를 함께 보는 것이 적절합니다.

탄수화물을 줄이면 왜 체중이 빠르게 내려갈 수 있을까요

탄수화물 섭취를 크게 줄이면 저장된 글리코겐이 감소할 수 있습니다.

특히 운동을 병행하거나 전체 에너지 섭취까지 줄어든 경우에는 근육과 간의 글리코겐 사용량이 증가할 수 있습니다.

글리코겐이 감소하면 그와 연관된 수분도 일부 감소할 수 있기 때문에 체중계 숫자가 비교적 빠르게 내려갈 수 있습니다.

이때 체중 감소 전체를 체지방 감소로 해석하면 안 됩니다.

예를 들어 탄수화물을 줄인 뒤 며칠 사이 1kg 이상 체중이 내려갔다고 하더라도 그 변화에는

글리코겐 감소

글리코겐과 연관된 수분 감소

장 내용물 감소

나트륨과 체액 변화

가 함께 포함될 수 있습니다.

따라서 단기간의 체중 감소 속도만으로 체지방 감소량을 계산하는 것은 부정확할 수 있습니다.

실제로 글리코겐을 낮추면 체중도 감소할까요

2023년에는 식이 탄수화물 조절을 이용해 근육 글리코겐을 변화시키고 체중과 운동 수행을 함께 평가한 사람 대상 연구가 발표됐습니다.

연구에서는 낮은 탄수화물 섭취를 통해 근육 글리코겐을 감소시켰을 때 체중도 함께 감소했습니다.

하지만 흥미로운 점은 체중 변화가 단순히 지방 변화만으로 설명되지 않았다는 것입니다.

연구 목적 자체가 탄수화물 섭취와 글리코겐을 조절했을 때 체중이 얼마나 달라지는지를 확인하는 것이었고, 결과는 글리코겐 저장 상태가 단기간 체중 변화의 중요한 구성 요소가 될 수 있음을 보여줬습니다.

이 연구도 특정 실험 조건에서 이루어졌기 때문에 모든 사람에게 동일한 kg 변화가 나타난다고 일반화할 수는 없습니다.

반대로 탄수화물을 다시 먹으면 체중이 오르는 이유

탄수화물을 제한하다가 다시 충분히 섭취하면 몸은 소모된 글리코겐을 다시 채우기 시작합니다.

특히 운동 후에는 근육의 글리코겐 합성 능력이 증가할 수 있습니다.

포도당이 근육세포로 들어가 글리코겐으로 합성되면서 근육 내부의 수분량도 함께 증가할 수 있습니다.

따라서 다이어트 중 며칠 동안 탄수화물을 적게 먹다가 평소보다 많이 먹은 다음 날 체중이 증가했다고 해서 그 증가분이 모두 지방이라고 볼 수 없습니다.

이 변화에는

글리코겐 재충전 + 관련 수분 증가 + 음식과 음료의 실제 무게

가 함께 포함될 수 있습니다.

특히 운동선수들이 경기 전에 사용하는 carbohydrate loading에서도 근육 글리코겐 저장량을 높이는 과정과 함께 체중 증가가 나타날 수 있습니다.

이 증가는 에너지 저장량을 높이는 과정의 일부이지 반드시 지방이 늘었다는 의미는 아닙니다.

글리코겐과 수분은 항상 같은 방향으로 움직일까요

대체로 관련성이 있지만 완벽하게 같은 방향으로 움직이는 것은 아닙니다.

1991년 사람 연구에서는 강한 운동 이후 탈수 상태와 정상 수분 상태에서 근육 글리코겐 재합성을 비교했습니다.

초기 회복기에는 근육 수분량이 감소한 상태였음에도 글리코겐 재합성이 반드시 억제되지는 않았습니다.

이 결과는 글리코겐과 수분이 서로 관련되어 있으면서도 완전히 하나의 변수처럼 움직이지 않는다는 점을 보여줍니다.

즉,

글리코겐 증가 = 반드시 같은 비율의 수분 증가

가 아니라,

글리코겐 변화와 수분 변화가 관련될 수 있지만 체액 상태와 대사 조건에 따라 관계가 달라질 수 있다

고 이해하는 것이 더 정확합니다.

운동을 하면 글리코겐과 체중은 어떻게 달라질까요

운동 중에는 근육이 ATP를 만들어야 합니다.

특히 중등도 이상 강도의 운동에서는 근육 글리코겐이 중요한 에너지원으로 사용됩니다.

운동이 길어지거나 강도가 높아질수록 글리코겐 소모량이 커질 수 있습니다.

동시에 땀을 통해 체수분도 감소할 수 있습니다.

그래서 운동 직후 체중이 줄어들었다면 그 변화에는

땀으로 빠진 물

글리코겐 감소와 연관된 수분 변화

가 동시에 포함될 수 있습니다.

따라서 운동 직후 체중 감소를 그대로 지방 연소량으로 계산하는 것은 적절하지 않습니다.

앞서 7-10에서 살펴본 ‘운동 중 체수분 감소가 체중계 숫자를 빠르게 바꾸는 이유’와도 연결되는 부분입니다.

체성분 검사에서도 글리코겐과 수분이 영향을 줄 수 있습니다

체중계뿐 아니라 체성분 측정 결과도 수분 상태의 영향을 받을 수 있습니다.

특히 생체전기저항법(BIA)은 몸을 통과하는 전기저항을 이용해 체수분과 제지방량 등을 추정합니다.

글리코겐 저장량이나 수분 상태가 바뀌면 전기적 특성도 달라질 수 있기 때문에 같은 사람이라도 측정 조건에 따라 근육량이나 제지방량 추정치가 달라질 수 있습니다.

2022년의 글리코겐·수분 검토에서는 근육 글리코겐과 수분의 관계가 초음파나 체성분 평가를 해석할 때도 중요한 변수라고 설명합니다.

실제로 근육 글리코겐을 간접적으로 추정하려던 초음파 기술 연구에서도 근육 수분 상태가 글리코겐 추정의 혼란 변수로 작용할 수 있다는 문제가 제기됐습니다.

탄수화물을 먹으면 살이 바로 찐다는 표현이 단순한 이유

탄수화물을 먹은 뒤 체중이 증가할 수 있다는 사실 자체는 틀린 말이 아닙니다.

문제는 그 증가를 곧바로 체지방 증가로 해석할 때 생깁니다.

체지방이 증가하려면 장기간 에너지 섭취가 에너지 소비를 초과하는 상태가 이어져야 합니다.

반면 글리코겐과 수분 변화는 훨씬 짧은 시간 안에도 나타날 수 있습니다.

따라서 하루나 이틀 사이 체중 변화는

지방 변화

보다

체수분 + 글리코겐 + 소화관 내용물

의 영향을 더 크게 받을 수 있습니다.

이것은 탄수화물이 체지방과 아무 관계가 없다는 뜻도 아닙니다.

장기간 과잉 에너지 섭취가 지속되면 체지방 증가와 연결될 수 있습니다.

중요한 것은 시간의 범위를 구분하는 것입니다.

하루 사이의 체중 변화와 몇 주·몇 달 동안 지속되는 체중 변화는 같은 방식으로 해석하면 안 됩니다.

체중을 비교할 때 측정 조건을 맞춰야 하는 이유

글리코겐과 수분이 단기간 체중을 흔들 수 있기 때문에 하루 한 번의 숫자만 보는 것보다 조건을 일정하게 맞추는 것이 중요합니다.

예를 들어 가능한 한

비슷한 시간

기상 후 배뇨한 뒤

음식과 음료를 섭취하기 전

비슷한 복장

같은 체중계

조건으로 측정하면 변동 요인을 줄일 수 있습니다.

그래도 전날의 탄수화물과 나트륨 섭취, 운동, 수면, 월경주기와 장 내용물 등의 영향을 완전히 제거할 수는 없습니다.

그래서 체중 관리에서는 하루의 숫자 하나보다 며칠에서 몇 주에 걸친 추세를 보는 편이 더 유용합니다.

결국 글리코겐 때문에 체중이 얼마나 달라질까요

이 질문에 모든 사람에게 적용되는 하나의 숫자로 답하기는 어렵습니다.

사람마다 근육량과 초기 글리코겐 저장량이 다르고, 탄수화물 섭취량과 운동량, 훈련 상태도 다릅니다.

또 글리코겐에 연결되는 수분 비율 역시 항상 고정되어 있지 않습니다.

따라서

“탄수화물 100g을 먹으면 체중이 몇 kg 오른다”

또는

“글리코겐이 줄면 체중이 정확히 몇 kg 빠진다”

같은 공식은 사용할 수 없습니다.

대신 현재 근거에서 확실하게 말할 수 있는 것은 이렇습니다.

탄수화물 섭취 → 포도당 흡수 → 일부 포도당이 간·근육 글리코겐으로 저장 → 글리코겐 저장 변화와 함께 조직의 수분 상태도 변화 → 단기간 체중 변화에 반영

반대로 탄수화물 섭취나 글리코겐이 감소하면

글리코겐 소모 → 관련 수분 변화 → 체중 감소 가능

이라는 흐름이 나타날 수 있습니다.

따라서 며칠 사이 체중이 오르내렸을 때 그 숫자를 바로 지방량 변화로 해석하기보다는 글리코겐과 수분이라는 단기 변수를 먼저 생각해볼 필요가 있습니다.

탄수화물이 저장될 때 체중이 달라지는 이유는 단순히 탄수화물 자체의 무게 때문만이 아닙니다.

글리코겐이라는 에너지 저장 형태와 그 주변의 수분 환경이 함께 변화하기 때문입니다.

이 원리를 이해하면 탄수화물을 많이 먹은 다음 날 체중이 올랐다고 지나치게 걱정하거나, 탄수화물을 줄여 체중이 빠르게 떨어졌다고 그 전부를 체지방 감소로 오해하는 일을 줄일 수 있습니다.

참고한 신뢰 출처

Relationship between muscle water and glycogen recovery after prolonged exercise in the heat in humans — European Journal of Applied Physiology, 2015
운동 후 사람의 근육 글리코겐 회복과 근육 수분 변화를 함께 측정한 연구입니다. 글리코겐 저장과 수분 증가가 연관되어 있음을 보여주며, 고정된 1:3 공식이 아니라 조건에 따라 달라질 수 있는 관계로 해석할 필요가 있습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25911631/

Muscle Glycogen Assessment and Relationship with Body Hydration Status: A Narrative Review — Nutrients, 2022
근육 글리코겐 측정 방법과 글리코겐·근육 수분의 관계를 종합한 전문 검토 논문입니다. 글리코겐과 수분이 연관되지만 항상 일정한 비율로 움직이는 것은 아니라는 점을 설명합니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36615811/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9823884/

Lowered muscle glycogen reduces body mass with no effect on short-term exercise performance in men — European Journal of Sport Science, 2023
식이 탄수화물 조절로 근육 글리코겐을 낮춘 뒤 체중 변화를 평가한 사람 대상 연구로, 글리코겐 상태가 단기간 체중 변화와 연결될 수 있음을 보여줍니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36932633/

Variation in total body water with muscle glycogen changes in man — Acta Physiologica Scandinavica, 1970
사람에서 근육 글리코겐 변화와 총체수분 변화를 함께 관찰한 초기 연구로, 글리코겐 저장 상태와 체수분이 연관될 수 있다는 근거를 제시했습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5475323/

Fundamentals of glycogen metabolism for coaches and athletes — Nutrition Reviews, 2018
근육과 간의 글리코겐 저장, 운동 중 이용, 식이 탄수화물을 통한 회복 과정을 정리한 전문 검토 논문입니다.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6019055/

Hypohydration does not impair skeletal muscle glycogen resynthesis after exercise — Journal of Applied Physiology, 1991
운동 후 탈수 상태에서도 근육 글리코겐 재합성이 반드시 저하되지 않았음을 보여준 사람 연구로, 글리코겐과 수분의 관계가 단순한 고정 비율이 아님을 이해하는 데 도움이 됩니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2055825/