체력관리 정리 - 당뇨와 운동(2) 당뇨병과 당뇨병에 대한 운동 효과

1. 당뇨병(糖尿病, diabetes mellitus, DM)

1-1. 당뇨병의 정의와 발병 원인

세계당뇨병의 날의 심볼마크 '블루서클'

혈당(혈중 포도당 농도)이 높아서 소변으로 포도당이 넘쳐 나오는 것을 보고 당(糖, mellitus)이 관(diabetes)을 통해 오줌(尿)으로 나오는 병이라고 불리게 된 당뇨병(糖尿病, diabetes mellitus, DM)은 혈당수치나 당화 헤모글로빈(HbA1c)수치가 적정치보다 높은 상태가 만성적으로 지속되는 질병으로, 혈중 포도당(glucose)을 세포로 전달하는 이자(췌장) 내 랑게르한스 섬의 베타세포에서 나오는 인슐린의 분비량 부족이나 이상으로 발병하게 된다. 아침 공복시에 측정한 혈당수치가 126mg/dL 이상, 혹은 식사 유무에 무관하게 혈당수치가 200mg/dL 이상인 경우를 모두 충족하면 당뇨병 확진이 된다.

 

 

	정상	당뇨병 전단계	당뇨병
공복혈당 (8시간 이상 공복시 혈장 포도당 농도)	100mg/dl 미만	100~125mg/dl	125mg/dl 이상
식후혈당 (75g 경구당부하검사 후 2시간 혈장 포도당 농도)	140mg/dl 미만	140~199mg/dl	200mg/dl 이상
당화혈색소 (HbA1c)	5.7% 미만	5.7~6.4%	6.5% 이상

 

 

 

그럼 당뇨병 직전인 당뇨병 전단계에 대해서 간단히 알아보자. 당뇨병 전단계는 공복혈당이 100~125mg/dl이거나 식후 혈당이 140~199mg/dl이거나 당화혈색소가 5.7~6.4%인 경우에 해당한다.

당뇨병 전단계 관련 질환
당뇨병 전단계 (전당뇨병)	공복혈당장애 (impaired fasting glucose, IFG)	공복혈당이 100~125mg/dl인 경우 (공복혈당이 꽤 높은 경우)
	내당증장애 (impaired glucose tolerance, IGT)	식후 2시간 혈당이 140~199mg/dl인 경우 (식후혈당이 꽤 높은 경우)
대사증후군(대사성증후군) (당뇨병 전단계에 포함하는 경우도 존재)		대사 장애가 만성적 경과를 취할 때 내당능장애 또는 장뇨병, 고혈압, 고지혈증, 비만, 관상 또는 경도맥 경화증과 같은 여러 가지 질환이 동시에 발생하는 경우

이런 당뇨병은 크게 부모로부터 물려받는 유전적 요인과 비만, 연령(특히 고령), 운동 부족, 스트레스, 성별, 호르몬 분비 변화, 약물복용, 외과적 수술(위 절제 수술, 췌장 절제 수술)과 같은 환경적 요인에 따라 일어난다.

유전적 요인	부모 모두 당뇨병인 경우 당뇨병 발병 확률 : 30% 부모 한쪽이 당뇨병인 경우 당뇨병 발병 확률 : 15%
환경적 요인	비만	비만 > 인슐린 요구량 증가 > 췌장의 인슐린 분비 기능 저하
	연령	중년 이후에 많이 발생
	운동 부족	비만 초래, 근육 약화, 면역력 저하
	식생활	잘못된 식생활로 인한 비만 등 초래
	스트레스	오래 축적된 스트레스로 인한 부신 피질 호르몬 분비 증가 및 질병 저항력 저하
	성별	여성의 당뇨병 발병률 > 남성의 당뇨병 발병률 (여성은 임신이라는 호르몬 변화를 겪기 때문)
	호르몬 분비 변화	인슐린, 글루카곤 이상 발생 뇌하수체, 갑상선, 부신 생성 호르몬 레벨 변화
	감염증	췌장염, 간염, 담낭염 등
	약물 복용	부신 피질 호르몬제, 강압 이뇨제, 경구용 피임약, 소염 진통제, 감상선 호르몬제
	외과적 수술	위 절제 수술, 췌장 절제 수술

이렇게 유전적 요인이 있다면 그 유전적 요인을 기초로 위와 같은 환경적 요인이 같이 와 당뇨병이 오거나, 혹은 유전적 요인이 없다고 해도 환경적 요인만으로 인해 당뇨병이 오게 된다.

 

1-2. 인슐린 저항성(insulin resistance)

 

인슐린 저항성을 가지는 동안 몸은 인슐린을 만들지만 체내 세포는 인슐린에 반응하지 않아 혈중 당(sugar)이 쌓이게 된다.

인슐린 저항성(insulin resistance)은 인슐린의 효력을 규정하는 개인의 특성을 말한다. 애초에는 임상적인 개념으로 건강한 사람과 비교해 당뇨병 환자는 같은 양의 인슐린을 주사해도 혈당이 떨어지기 어렵다. 또 제2형과 제1형 당뇨병을 비교했을 때도 1형 당뇨병이 혈당이 떨어지기 어렵기 때문에 인슐린이 잘 듣지 않는 것이 당뇨병의 실태 중 하나라고 파악된다.

인슐린 저항성이 높은 정도

1. 당뇨병 환자 > 건강한 사람 2. 제1형 당뇨병 환자 > 제2형 당뇨병 환자

즉, 인슐린 저항성이 높다는 말은 당뇨병일 가능성이 높다는 뜻이다. 그래서 당뇨병 환자들이나 당뇨병 징후가 보이는 사람들은 인슐린 저항성을 낮추는 섭취 활동, 운동 활동을 해야한다.

1-3. 당뇨병의 분류와 합병증

당뇨병은 현재 크게 4가지(제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병, 기타 당뇨병)로 분류한다. 여기서 임신성 당뇨병은 임신한 여성이 걸리는 당뇨병으로 심하면 아이를 낳고도 계속 당뇨병이 있을 수 있지만 병원의 처방에 따라 가벼운 운동이나 인슐린 치료를 통해 회복 가능하다고 한다. 이 중 제1형과 제2형 당뇨병의 특성은 아래 표를 참고하자.

특성	제1형 당뇨병 (인슐린 의존성 당뇨병)	제2형 당뇨병 (인슐린 비의존성 당뇨병)
발병 나이	30세 이전(소아 및 젊은 성인)	40세 이상
발병 양상	갑자기 발병	서서히 진행
당뇨환자의 비율	약 5~10%	약 90~95%
원인	자가면역기전(살해 T 림프구(killer T lymphocyte)에 의한 자가면역 공격), 바이러스 감염 등에 의한 췌장의 파괴	유전적 경향이 강함 비만, 노화, 스트레스 등에 의해 진행
비만 및 생활습관과의 연관성	없음	있음
베타세포 파괴 유무	파괴됨	파괴되지 않음
인슐린 분비	완전 결핍	분비 감소 or 비교적 정상
치료	인슐린 주사	식이요법, 운동, 경구혈당강하제, 인슐린 주사

위 표를 보면 알겠지만 자신이 제2형 당뇨병 징후가 보인다면 충분히 식이요법을 관리하고 운동을 하거나 스트레스를 줄이며 당뇨병을 줄일 수 있다!

그건 그렇고 사실 당뇨병이 무서운 이유는 바로 위 사진처럼 다양한 합병증이 존재한다는 것이다. 당뇨병 합병증은 혈당이 갑자기 올라가거나 내려가서 정상 농도 범위를 벗어났을 때 생기는 급성 합병증과 대혈관, 소혈관 합병증 등 신경에 영향을 미쳐 생기는 만성 합병증이 있다. 당연히 당뇨병 초기에 관리만 잘하면 일상생활에 큰 지장 없이 살아갈 수 있지만 만성 합병증이 발병된다면.... 아마 그 사람의 삶의 질은 확 떨어져버리고, 사망률 또한 높아지게 된다...

 

당뇨병 조차도 안걸리면 좋지만, 만약 당뇨병이 걸렸다면 당뇨병 합병증만은 예방해야 한다. 그러기 위해서는 식이요법, 운동요법과 금연을 해야 한다. 또한, 혈당뿐 아니라 콜레스테롤과 혈압도 관리해야 한다. 당뇨 합병증을 초기에 발견하기 위해서는 당뇨병 진단을 받은 즉시 매년 선별검사를 받도록 해야 한다.

 

 

 

2. 당뇨병에 대한 급성 운동 효과

2-1. 체내 연료 이동, 포도당 생산 및 근육 글리코겐 분해 도움

휴식이나 운동 중에 정상적인 혈당 유지는 자율신경계와 내분비계에 크게 의존한다. 휴식 중이나 일상적인 활동을 할 때는 지방이 80~90% 정도의 에너지를 생산하는 주요 공급원이 된다. 그러나 운동을 할 때는 지방 말고도 다양한 내부 에너지원이 필요한데 이 때 쓰이는 내부 에너지원으로는 근육 글리코겐, 혈중 포도당, 혈중 지방산 등이 있다.

운동 강도, 운동 시간, 트레이닝의 정도, 최초 근육의 글리코겐 저장량, 탄수화물 보충과 같은 다양한 요소에 따라 기질을 에너지원으로 사용하는 정도도 달라진다.

여기서 저장된 글리코겐은 운동 초기에 근육을 움직이는 데 필요한 대부분의 연료를 제공한다. 그러다 운동 강도가 증가하면 신체는 탄수화물에 더 많이 의존하게 된다. 글리코겐이 고갈됨에 따라 근육은 지방조직에서 방출되는 유리지방산(FFA, free fatty acid)과 혈액을 따라 순환하고 있는 혈당의 흡수 속도와 사용량을 증가시키게 된다.

 

2-2. 운동 중 인슐린 의존성/독립성 근육 포도당 흡수

근육에 의한 포도당 흡수를 자극하는 경로에는 2가지가 있다.

첫째는 휴식 혹은 식사 후에는 인슐린 의존성이 커져 주로 글리코겐 저장을 보충하는 역할을 하는데, 이 때는 인슐린이 이자(췌장)에서 나와 세포의 인슐린 수용체로 가 GLUT4를 열어줘 세포가 포도당을 섭취하게 한다.

둘째는 운동 중에는 인슐린 독립성이 커져 주로 근육 내 혈당 흡수를 자체적으로 증가시켜 글리코겐 분해를 보충하는 역할을 하게 된다.

이 두 경로가 다르기 때문에 인슐린 의존적 경로가 손상되더라도 운동을 통해 근육으로 혈당 흡수가 가능하다는 결론에 이르게 된다.

휴식 및 식후	운동 중 근 수축
인슐린 > GLUT4 활성화	AMP-활성 단백질 인산화효소(AMPK) > GLUT4 활성화

인슐린 의존성 GLUT4의 활성화는 인슐린이 제 기능을 못하는 제2형 당뇨병(T2DM) 환자에게서 그 기능이 많이 손상되어 있다.

골격근 포도당 흡수의 메커니즘은 AMPK에 의해 매개된다. 이 때 운동을 하면 그 효과가 늘어난다. (출처 : rehabiljournal.com)

그러나 운동을 통해 AMPK를 생산해서 GLUT4를 열어 근육의로의 혈당 흡수를 증가시킬 수도 있기 때문에, 당뇨병 전단계 혹은 제2형 당뇨병 판정이 난 직후라도 운동을 통해 어느정도 혈당을 줄일 순 있다.

참고로 AMPK는 아데노신 일인산(AMP)에 의해 활성화된 효소로, 생체 내 에너지 인식과 에너지 균형의 항상성을 조절하는 역할을 해 당과 지방의 대사에 중요한 기여를 한다. 만일 에너지 항상성의 불균형이 발생한다면, 근육, 간, 지방 세포에 이상을 초래하게 되고, 그러면 비만, 당뇨, 고지혈증과 같은 대사성 질환이나 심혈관계 질환, 심하면 암까지 발생하기도 한다. 이를 막는 효소가 AMPK라고 한다. 참고만 하자.

 

2-3. 그럼 유산소운동인가, 근력운동인가?

정상인이라면 중강도 운동을 하는 동안 혈당 흡수와 간에서의 포도당 생성이 동일하게 증가되기 때문에 혈당이 유지된다. 그래서 만일 정상인이 당뇨병을 예방하고 싶다면 솔직히 아무 운동이나 먼저 해도 상관 없다. 그런데 그건 정상인의 경우다. 그럼 당뇨병 환자인 경우는 어떤 운동을 먼저 하는게 좋을지 확인해보자.

유산소만 하는 경우

당뇨병 환자라면 근육으로의 혈당 흡수와 간에서의 포도당 생성의 균형이 맞지 않기 때문에 유산소운동을 먼저 하면 고혈당증이나 저혈당증을 보일 수 있다. 그럼에도 특히 인터벌(짧고 강렬한 유산소운동)을 하는 동안에는 혈장 카테콜아민 수치가 증가해 포도당 생산이 크게 증가한다.

근력운동만 하는 경우

공복혈당장애(IFG)가 있는 경우, 근력운동 후 24시간까지 혈당을 감소시킨다. 여기서 멀티세트(multiple-set session)나 한세트(single-set seesion) 모두, 그리고 고강도 운동에 더 크게 혈당 감소 반응을 보인다. 한세트 운동을 한다면 인슐린 저항성도 2~72시간까지 개선된다는 연구 결과도 있다. 개인차는 있지만 운동이 더 오래 지속되거나 강도가 좀 더 높을수록 더 긴 시간 동안 인슐린 작용을 향상시킨다.

따라서 만일 당뇨병 환자나 당뇨병을 예방하기 위해 운동을 한다면 유산소 운동과 근력 운동을 복합적으로 하는 것이 좋다. 어떤 운동이든 총 칼로리 소비량과 총 운동량을 전보다 늘려서 하면 효과가 좋다. 물론 저혈당증을 대비해 단 것을 섭취한 뒤 하거나, 고혈당증을 대비해 너무 고강도로 운동을 하지 않으면 좋겠다.

 

3. 당뇨병에 대한 만성 운동 효과

유산소든 근력운동이든 모두 장기적으로 한다면 혈당 수준과 인슐린 저항성이 크게 개선된다. 다만 운동을 중단하면 몇 주 이내로 그 효과는 사라지기 때문에 이미 계속 하고 있다면 큰 이상이 없는 이상 멈추지 말 것을 권고한다.

 

운동은 인슐린에 대한 골격근 섬유의 민감도를 증가시키고, 이는 인슐린과는 관계없이 운동 중 근수축이 GLUT4 수송기의 양을 증가시키기 때문이다. 운동은 인슐린의 능력 또한 증가시키기 때문에 골격근의 포도당 흡수와 이용을 자극해 골격근이 포도당을 혈액으로부터 효과적으로 제거할 수 있도록 한다. 그 뿐 아니라 칼로리 소모 증가로 체중이 줄고 지방세포의 크기도 감소된다는 장점도 있다. 지질도 개선되고, 혈압도 줄고, 모든 사망 위험이나 심혈관질환에 대한 위험도 감소한다. 또 지속적인 운동을 하면 스트레스를 덜 받거나 우울증이 개선되는 등 심리적인 건강도 챙길 수 있다.

 

4. 당뇨병 환자에 대한 운동 처방

	유산소 운동		근력 운동	유연성 운동
빈도	주 3~7일		주 2~3일	주 2~3일 이상
강도	중~고강도 40~89% VO2R(HRR) RPE 14~17		중~고강도 50~85% 1RM	긴장이나 경미한 불편감을 느낄 때까지
시간	제1형	중강도 주 150분 또는 고강도 주 75분 또는 조합	대근육군 각각에 대해 8~12회 1~3세트, 점진적으로 중량을 올려 8~10회 1~3세트	10~30초간 정적 스트레칭 각 2~4회 반복
	제2형	중~고강도 주 150분
형태	대근육을 이용한 지속적이고 율동적 활동(걷기, 사이클, 수영)		저항 머신,프리웨이트	정적/동적, PNF 스트레칭

당뇨병 환자나 당뇨병 전단계 환자의 대부분은 심혈관질환이 있거나 그에 관한 위험성이 높으며, 또 대부분은 과체중이다. 그렇기에 심폐체력 향상이 운동 처방의 주목표가 되며 족부궤양, 망막증과 같은 합병증에 의해 의사가 운동처방을 금지하는 경우가 아니라면 점진적으로 고강도로 올리는 형태의 운동을 권고한다.

또한 인슐린을 복용하는 환자의 경우 운동시간도 특히 중요하다. 혈당 수준의 정상화를 위해 인슐린 치료를 집중적으로 해야하는 제1형 당뇨병 환자나 심한 제2형 당뇨병 환자는 혈당 조절에 관계없이 자유롭게 운동하기가 쉽지 않다. 이런 분들은 운동처방사나 의사와의 협의를 통해 결정한 운동을 하게 될 것이다. 만약 당뇨병 환자 혹은 당뇨병 전단계 환자인데 운동을 해야하거나 하고 싶다면 아래 안내문을 참고해 의사와 상의해 운동할 것을 권고한다.

당뇨병 환자의 운동 전 필수 확인 사항 (출처 : 힐팁 등)