체내 에너지를 배터리로 이해‧다이어트에 성공한 방법

건강이나 운동, 식사나 영양에 관심이 없었다는 전 테슬라 출신 컴퓨터 엔지니어인 안드레이 칼파시(Andrej Karpathy)가 뭘 먹고 어떤 운동을 해서 어떻게 90kg이던 체중을 75kg까지 떨어뜨렸는지 기술적 관점을 곁들여 설명해 눈길을 끈다.

그는 2019년 6월 90kg 전후이던 자신의 체중을 적정 체중인 79kg까지 감량하기로 결정했다. 다이어트를 시작하기 전 먼저 생화학과 에너지에 대한 조사를 시작했다. 그는 지방과 에너지를 배터리에 비유하고 체중이 늘어난 건 아이폰 배터리가 과충전되고 있는 것으로 풀이한다. 완전 충전을 넘어 전력을 공급하기 위해 인간은 축적된 에너지를 초과하게 식사를 할 수 있다. 이는 바로 과충전으로 에너지를 계속 축적하면 당연히 체중 증가로 이어진다.

생물 에너지는 ATP에 축적되어 있다. 에너지가 소비될 때에는 ATP가 ADP와 인산으로 가수 분해되고 에너지가 축적될 때에는 ADP에 결합해 다시 ATP가 된다. 배터리 충방전과 닮았다고 할 수 있는 구조지만 그에 따르면 체내에 있어 배터리 시스템은 크게 4개로 나눌 수 있다.

첫째 초단기 배터리. ATP에서 얻은 에너지는 얼마 안 되고 격렬한 운동에선 대량으로 결합, 분해를 반복해야 한다. 따라서 격렬한 운동에선 에너지 저장 물질인 크레아틴 인산이 빠르게 분해되어 인산을 생산, ADP를 ATP로 재합성할 수 있게 돕는다. 이 크레아틴 인산은 빠른 충전이 가능하지만 단기간 밖에 가동하지 않기 때문에 그는 초단기 배터리라고 이를 표현하고 있다.

둘째 단기 배터리. 글리코겐 혹은 포도당을 분해하는 과정에서 ATP를 합성하는 경로 이른바 해당 과정이 단기 배터리에 해당한다. 포도당 같은 다당류는 간에 120g, 골격근에 400g을 저장할 수 있으며 모두 2,000kcal를 얻을 수 있기를 기대할 수 있지만 질량당 에너지 밀도는 그다지 높지 않다.

셋째 장기 배터리. 지방은 고밀도 초대용량 배터리팩이라고 할 수 있으며 에너지 밀도와 용량 모두 체내에서 최고 존재다. 예를 들어 그의 체중 90kg 중 18kg이 지방으로 추정되지만 여기에는 16만 2,000kcal가 저장되어 있다는 계산. 지방만 환산하면 81일간 연속으로 계속 달릴 정도 양으로 다이너마이트 환산 기준 678개분이다.

넷째 지방 이외. 단식이 계속되면 몸은 주로 근육을 태워 에너지를 가져온다. 굶주린 상태에서 마지막 수단으로 사용하는 배터리인 셈이다.

이들 4가지 배터리는 항상 다른 양을 충방전된다. 예를 들어 쿠키를 먹은지 얼마 안 되면 쿠키는 빠르게 포도당으로 분해되어 혈액 중을 순환해 방전 준비 상태로 들어가고 포도당이 많은 경우는 간이나 골격근에 글리코겐으로 저장되거나 또는 더 많은 경우는 지방으로 변환된다.

에너지를 소비할 때를 조깅으로 비유하면 처음 3초간은 주로 초단기 배터리가 사용되고 다음 8∼10초간은 단기 배터리가 무산소적으로 사용되고 이후 심박수나 호흡수가 늘어나 산소 수송량이 늘면 단기 배터리와 장기 배터리가 유산소적으로 사용되게 된다.

그는 자신이 컴퓨터 엔지니어여서 어떤 배터리가 사용되는지 구조를 컴퓨터 시스템과 비교해버린다며 초단기 배터리는 L1/L2 캐시, 로컬로 즉각적이지만 작은 혐기 호흡 단기 배터리는 램이며 호기 호흡 장기 배터리는 디스크다. 대기 시간은 길지만 처리량은 높고 기억 용량은 크다.

인간 에너지 대사는 간단하며 음식을 분해해 에너지를 얻을 수 있다. 에너지를 소비하는 행동은 복잡하고 운동은 물론 생명 활동에 필요한 심장 박동과 호흡, 뇌 활동 등 모든 것에서 소비된다. 이런 생명 유지에 필요한 에너지량을 기초대사량이라고 부르며 비록 하루 종일 자고 있었더라도 이를 소비한다.

정리하면 섭취 에너지량으로부터 소비 에너지량 그러니까 기초대사량+운동량을 뺀 게 충전량으로 충전량이 마이너스라면 체중이 줄어든다. 이어 이를 실천하기 위한 다이어트법을 고안했다.

그는 스트레스를 안고 배고픈 걸 느끼는 감량은 하고 싶지 않았다. 자신이 달성할 수 있는 목표치로 주당 1.5kg 체중 감량을 내걸었다. 대략 하루에 500kcal 충전량을 줄이면 목표를 달성할 수 있다.

다이어트를 위해 그는 저탄수화물 중심 다이어트를 했다. 거의 모든 설탕과 가공식품을 끊고 곧 당분을 분해되는 탄수화물이 많은 식품을 피하고 사과나 바나나 등 식물성 식품을 먹고 소다, 오렌지 주소, 알코올 등 음료를 마시지 않는 식생활을 시작했다.

더구나 일주일에 몇 번 정기적인 유산소 운동을 시작해 근육에 부하를 가하는 레지스턴스 트레이닝을 시작했다. 1년간 이를 실시한 결과 90kg이던 체중은 75kg까지 감소했다. 그는 전체적으로 하루 평균 500kcal씩 줄여서 1년간 체중을 15kg 감량했다며 더 중요한 건 ATP를 충전한다는 걸 배웠다는 것이라고 말한다. 여분 에너지는 지방으로서 체내에 축적되기 때문에 섭취량을 줄이거나 운동에 의해 에너지 일부를 낭비하고 방전시켜 체중을 줄일 필요가 있다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.