여성 선수 트라이어드와 RED-S: 에너지 가용성 연구

Tenforde 등이 발표한 2014년 전향적 코호트 연구에 따르면, 생리 불순을 겪는 여자 대학 크로스컨트리 선수는 정상 생리 주기를 유지하는 동료 선수보다 골 스트레스 손상 발생률이 2.7배 높았다 — 이는 시즌 아웃 진단이 정상 생리 선수는 10.2년에 한 번꼴로 발생하는 반면, 생리 불순 선수는 3.8년에 한 번꼴로 발생함을 의미한다. 이 한 가지 통계만으로도 스포츠에서의 상대적 에너지 결핍(RED-S)이 여성 선수 경기력에서 가장 심각하게 방치된 건강 문제인 이유를 압축적으로 보여준다. 원래 여성 선수 트라이어드(낮은 에너지 가용성, 생리 기능장애, 낮은 골밀도)로 기술되었던 개념은 이제 면역 기능, 심혈관 건강, 심리적 안녕, 측정 가능한 파워 출력에까지 영향을 미치는 전신 대사증후군으로 이해되고 있다 — 원래의 세 가지 구성 요소에 그치지 않는다.

이 리뷰는 2000년부터 2024년까지 발표된 연구를 종합하여, 경쟁 스포츠에 참여하는 여성 선수의 RED-S 기전, 유병률, 경기력에 미치는 영향, 선별검사 도구, 재영양 프로토콜을 정리한다.

트라이어드에서 RED-S로: 개념의 진화

여성 선수 트라이어드는 1997년 미국스포츠의학회(ACSM)가 처음 공식적으로 정의했으며, 섭식장애·무월경·골다공증으로 이어지는 임상 증후군을 기술했다. 이 모델은 문제에 대한 인식을 높이는 데 결정적 역할을 했지만 두 가지 한계가 있었다. 첫째, 엄격한 인과관계 순서(섭식장애 → 생리 기능장애 → 골 손실)를 암시했고, 둘째, 에너지 제한 상태에서 동일한 대사 연쇄반응을 보이는 남성 선수를 배제했다.

2014년 IOC 합의문은 이 틀을 확장하기 위해 스포츠에서의 상대적 에너지 결핍(RED-S)이라는 개념을 도입했다. RED-S는 낮은 에너지 가용성(LEA)을 근본 원인으로 정의하고, 그 영향이 대사율, 생리 기능, 골 건강, 면역, 단백질 합성, 심혈관 기능, 심리적 건강, 성장과 발달, 혈액학적 지표, 글리코겐 대사 등 10개 생리 시스템에 걸쳐 나타난다고 본다.

중요한 점은 RED-S가 남성 선수에게도 적용된다는 것이지만, 이 리뷰는 관련 문헌이 가장 잘 축적된 여성 특이적 근거에 초점을 맞춘다. 여성 선수의 LEA 유병률 추정치는 레크리에이션 집단에서 22%, 심미성·지구력 종목의 엘리트 선수에서는 58%에 이른다(Sundgot-Borgen & Torstveit, 2004).

에너지 가용성 임계값

에너지 가용성(EA)은 식이 에너지 섭취량에서 운동 에너지 소비량을 뺀 값을 제지방량으로 정규화한 지표로 정의된다: EA = (식이 섭취 kcal − 운동 소비 kcal) / 제지방량 kg. 이는 총 섭취량과 총 소비량만을 비교하며 생리 과정 유지에 필요한 대사 수요를 고려하지 않는 에너지 균형과는 다른 개념이다.

Loucks 등(2003)의 대표적 연구는 생리 불순의 호르몬 유발 요인인 LH 박동 분비의 시상하부 억제가 EA 약 30kcal/kg 제지방량/일 미만에서 시작됨을 밝혔다. 최적의 생리 기능을 위해서는 45kcal/kg 제지방량/일 이상의 EA가 필요하다. 이 두 임계값 사이에는 임상적으로 드러나지 않는 기능 저하 구간이 존재하는데, 이 구간의 선수는 단기적으로는 정상적으로 느끼고 정상적으로 경기력을 발휘하지만 임상 증상 없이 골밀도 손실과 호르몬 교란이 누적되고 있다.

체중 60kg, 제지방량 45kg인 선수의 경우, 임계값인 30kcal/kg 제지방량은 운동 비용을 제외하고 생리 기능에 쓸 수 있는 에너지가 하루 약 1,350kcal에 불과함을 뜻한다 — 훈련량이 많은 날에는 보통 수준의 에너지 섭취만으로도 쉽게 이 수준 아래로 떨어질 수 있다.

골 건강에 미치는 영향

RED-S가 골 건강에 미치는 영향은 두 가지 상호 보완적 경로를 통해 나타난다. 즉 골 형성에 대한 호르몬 억제와 골 형성 기질에 대한 영양 결핍이다.

시상하부성 무월경으로 인한 낮은 에스트로겐 수치는 조골세포 활성을 감소시키고 RANKL 매개 파골세포 동원을 증가시켜 골 흡수를 가속한다. 이미 골밀도가 축적된 이후 발생하는 폐경 후 골 손실과 달리, RED-S는 골 형성이 정점에 이르는 시기(16~25세)의 선수에게 영향을 미친다 — 즉 이 시기의 손실은 이후 치료로 회복 가능한 것이 아니라 영구적일 수 있다는 의미다.

동시에 낮은 EA는 칼슘과 비타민 D 섭취 부족과도 흔히 연관된다. EA가 30kcal/kg 제지방량/일 미만인 선수의 평균 칼슘 섭취량은 대부분의 조사 연구에서 하루 700~850mg 수준으로(Nattiv et al., 2007), 생리 기능장애가 있는 여성 선수에게 권장되는 하루 1,500mg에 크게 못 미친다.

그 결과는 측정 가능한 골밀도(BMD) 감소로 나타난다. 12개월 이상 기능성 시상하부성 무월경을 겪은 여성 선수는 요추부에서 −1.5~−2.0의 소주골 BMD Z점수를 보이는데, 이는 통상 15~20세 더 많은 나이의 여성에게서 나타나는 수치다. 체중 부하 부위의 BMD Z점수가 −1.0 아래로 내려가면 스트레스 골절 발생률이 급격히 증가한다.

생리 기능장애와 호르몬 연쇄반응

RED-S에서 나타나는 생리 기능장애는 연속선상에 존재한다. 정상 생리(21~35일 주기) → 희발월경(35~90일 주기 또는 연간 9회 미만) → 무월경(90일 이상 무월경). RED-S에서 나타나는 형태인 기능성 시상하부성 무월경(FHA)은 에너지 회복으로 가역적이라는 점에서 원발성 난소부전과 구별된다.

이 호르몬 연쇄반응은 시상하부 궁상핵에서의 키스펩틴 뉴런 억제로 시작된다. 키스펩틴은 GnRH 박동 분비를 활성화하는 주요 인자로, 대사 신호가 에너지 결핍을 나타내면 키스펩틴 활성이 억제되어 GnRH 박동 빈도가 줄고, LH와 FSH 분비가 둔화되며, 결국 난포 발달과 배란을 유도하지 못하게 된다. 이는 적응적 에너지 절약 반응으로 볼 수 있다 — 생식은 대사적으로 비용이 크며, 기질 가용성이 부족할 때는 우선순위에서 밀려난다.

2차적 호르몬 영향으로는 코르티솔 상승(대사 스트레스 반영), IGF-1 감소, T3(갑상선 호르몬) 억제, 렙틴 감소 등이 있으며, 이 모두가 에스트로겐 결핍과는 별개로 근단백질 합성과 훈련에 대한 골격 적응을 저해한다.

측정 가능한 경기력 저하

RED-S는 단순한 체중 감소로 예상되는 수준을 훨씬 뛰어넘는 정량적 경기력 저하를 유발한다. Heikura 등(2018)이 엘리트 여성 장거리 육상 선수를 추적한 대표적 연구에서, LEA로 분류된 선수는 총 훈련량이 비슷했음에도 불구하고 5km 기록이 8.3% 느렸고 VO2max에서의 최고 속도가 12% 낮았다.

경기력 저하의 기전은 여러 시스템에 걸쳐 있다.

• 글리코겐 합성 감소: LEA는 간과 근육의 글리코겐 저장 효율을 저해한다. LEA 상태의 선수는 동일한 탄수화물 섭취량에서도 에너지가 충분한 선수보다 안정 시 근글리코겐 농도가 약 20~30% 낮다(Mountjoy et al., 2018).
• 근단백질 합성 저해: IGF-1 억제와 코르티솔 상승은 근단백질 균형을 음성 방향으로 기울여, 식이 단백질 섭취가 충분해 보여도 훈련 적응을 저해한다.
• 신경근 기능 저하: 임상적으로 LEA가 확인된 선수는 카운터무브먼트 점프 높이와 힘 발현 속도가 측정 가능한 수준으로 감소하는데, 이는 신경 구동 저하와 포스포크레아틴 가용성 감소를 반영한다.
• 심리적 영향: RED-S에서 흔히 나타나는 과민성, 집중력 저하, 기분 저하는 신체적 경기력과는 별개로 훈련의 질과 경기 집중력을 떨어뜨린다.

선별검사, 조기 발견, 위험도 분류

IOC의 RED-S 임상 평가 도구(RED-S CAT, Mountjoy et al., 2015)는 위험도를 분류하는 체계적 틀을 제공한다. 선수는 생리력, 골밀도, 섭식 행동, 임상 지표의 조합에 따라 저위험·중위험·고위험으로 분류된다. 고위험군 선수(섭식장애가 있거나, BMD Z점수가 −2.0 미만이거나, 이전 스트레스 골절이 2회 이상인 경우)는 의학적 소견을 받을 때까지 훈련에서 제외하는 것이 권고된다.

임상 접근이 어려운 코치를 위한 실용적 선별 지표는 다음과 같다.

• 생리 주기 추적: 12개월 이내에 놓치거나 지연된 주기가 3회 이상이면 의료 상담이 필요하다.
• 훈련량 대비 경기력 비율: 훈련량이 유지되는데도 경기력이 악화되는 경우, 특히 3주 이상 연속으로 점프 높이가 하락하는 경우는 RED-S 경고 신호다.
• 원인 불명의 피로: 질병이나 과훈련으로 설명되지 않으면서 표준 훈련 강도에서 지속적으로 자각 강도(RPE)가 상승하는 경우.
• 반복되는 연조직 및 스트레스 골절: 30세 미만 여성 선수에서 12개월 내 골 스트레스 손상이 2회 발생하면 RED-S 선별검사가 필수적이다.

경기력 회복을 위한 에너지 재영양

RED-S 회복에는 단기적 영양 보충이 아니라 지속적인 에너지 가용성 회복이 필요하다. De Souza 등(2019)의 연구는 호르몬 회복의 임상적 기준인 생리 기능 회복을 위해서는 최소 3~6개월간 45kcal/kg 제지방량/일 이상의 EA가 유지되어야 함을 보여주었다. 골밀도 회복에는 훨씬 더 긴 시간이 필요하다. 호르몬 회복 이후 BMD는 연간 2~5% 개선되는 것이 일반적이지만, 2~3년간의 LEA로 누적된 손실은 소주골 부위에서 완전히 회복되는 데 5~8년의 최적 에너지 가용성 유지가 필요할 수 있다.

회복기의 핵심 영양 목표는 다음과 같다.

• 최소 EA 45kcal/kg 제지방량/일(평균이 아니라 반드시 지켜야 할 목표치).
• 칼슘 섭취 하루 1,500mg(가능하면 식품으로, 필요시 보충제로).
• 혈청 25(OH)D를 40ng/mL 이상으로 유지하기 위한 비타민 D 하루 2,000~4,000IU.
• 근단백질 합성 회복을 위한 단백질 체중 kg당 1.8~2.0g.

재영양 기간 중 CMJ 높이와 MCV 추이 같은 객관적 지표를 활용한 경기력 모니터링은 호르몬 및 골 지표가 정상화되기 전에 신경근 회복을 비침습적으로 확인할 수 있는 방법이다. 일반적으로 파워와 속도 지표는 EA 회복 후 4~8주 이내에 회복되는데, 이는 생리 기능 회복에 걸리는 3~6개월보다 앞서 나타나므로 재영양이 의도한 생리적 효과를 내고 있음을 더 빨리 확인시켜준다.