Effects of a 12-Week Combined Exercise Program on Lactate and ALT, AST in Middle-Aged Men

12주 복합운동프로그램이 중년남성의 Lactate 및 ALT, AST에 미치는 영향

Abstract

Purpose : This study aimed to analyze the effects of a 12-week combined exercise program on lactate and liver enzyme levels in middle-aged men, thereby providing basic information for developing exercise programs for managing metabolic and liver health in middle-aged men. Methods : The subjects of this study consisted of 24 middle-aged men living in South Chungcheong Province, County C. They were divided into an exercise group 12people and a control group 12 people. The combined exercise program comprised three sessions per week of approximately 60 minutes each, taking into account the subjects' physical fitness level and health status. Blood lactate concentrations were measured by collecting blood from fingertip capillaries at 15±1 minutes immediately after exercise, following the same standardized load after stable enzyme measurements. Then ALT and AST, used as indicators of liver enzymes, were collected from venous blood collected during stable fasting. Results : First, an interaction effect between group and period was observed for lactate changes (p<.01), and post-hoc analysis revealed a significant decrease across periods in the exercise group (p<.01). Second, an interaction effect between group and period was observed for liver enzyme changes for both ALT (p<.01) and AST (p<.05). Post-hoc analysis revealed significant decreases across periods in both ALT and AST in the exercise group (p<.05), while a significant increase in ALT was observed in the control group (p<.05). Conclusion : Our results suggest that a 12-week combined exercise program is an effective strategy for promoting metabolic health and improving liver health in middle-aged men. In particular, improvements in liver enzyme levels can contribute to the prevention of non-alcoholic fatty liver disease and the promotion of liver metabolic function, providing a scientific basis for the development of exercise programs for the health of middle-aged men.

Ⅰ. 서론

현대 사회에서 중년남성은 장시간 좌식 행동, 신체활동 부족, 수면 부족·교대근무, 만성 스트레스 등 행동·환경으로 인하여 부정적인 생리적 변화가 두드러지며 신체 기능의 저하가 가속되는 시기로, 뼈대근육량 감소, 대사 기능 저하, 그리고 간 기능 이상과 같은 부정적인 생리적 변화가 두드러진다. 특히, 근감소증은 에너지 대사 효율의 저하를 시키며 미토콘드리아 기능 저하를 동반해, 동일 상대 강도에서도 해당작용 의존도를 높여 회복기 Lactate 제거가 더디게 나타날 수 있다(Peterson 등, 2012; Seo 등, 2016).

동시에 간은 Lactate과 지방 대사의 중추 기관으로서 회복기에 Lactate 산화와 신생당 합성(코리 회로)에 기여한다. 우리나라에서 비알코올성 지방간(NAFLD) 유병률은 2012년 10.5 %에서 2022년 17.1 %로 증가했고, 40∼60대 남성에서 뚜렷한 상승이 관찰된다. 나이 증가에 따라 간 효소(AST, ALT) 수치가 비정상적으로 변동하는 경우가 빈번히 관찰되며, 이는 대사 질환 및 간 기능 저하와 밀접하게 연관된다(Park 등, 2024).

이러한 생리적 변화는 중년남성의 피로감 증가와 전반적인 건강 저하를 초래할 수 있으며, 이를 예방하고 개선하기 위해서는 규칙적인 신체 활동을 통한 대사 기능 향상과 간 기능 유지가 필수적이다(Bull, 2020; Kang, 2021).

운동 수행 중 또는 운동 후 신체의 생리적 스트레스와 대사 상태를 평가할 수 있는 주요 생화학적 지표로는 대표적으로 Lactate의 축적과 간 효소(ALT, AST)의 변화가 있다.

Lactate은 무산소 폐기물이 아니라 해당과정의 산물로 산소 유무와 관계없이 지속적으로 생성, 이용되는 연료이자 신호분자로, MCT 매개 Lactate 셔틀을 통해 근육에서 생성되어 심장, 뇌, 간 등으로 수송 및 산화되거나 간, 신장에서 포도당으로 재합성되며(Hwang 등, 2016), Lactate 증가는 피로와 동반되더라도 복합 요인 중 하나로 해석되고, 더 나아가 HCAR1 신호와 히스톤 락틸화(histone lactylation)를 통해 유전자 발현과 훈련 적응 조절에도 기여하며, 또한 규칙적인 훈련은 미토콘드리아 산화능과 MCT1 발현을 높여 동일 상대 강도에서 Lactate 생성 의존도를 낮추고 운동 후 회복기 제거를 가속함으로써 대사 효율과 피로회복 능력을 향상 시킨다(Lee, 2013). 이러한 현대적 관점은 중년기 대사 건강 측면에서 Lactate을 단순한 부산물이 아닌 조절자이자 지표로 다루어야 함을 시사한다(Kumar 등, 2025).

또한 ALT(alanine aminotransferase)와 AST(aspartate aminotransferase)는 일반적으로 간 기능 평가를 위한 생화학적 지표로 사용되지만, 격렬한 운동 후 골격근 손상과 관련하여 혈중 농도 변화가 나타날 수 있다(KSAL, 2021). 간은 휴식 및 운동 후 회복기에 혈중 Lactate의 상당 비율을 흡수해 신생당 합성(코리 회로)과 산화에 사용하는데, 이 기능이 좋다는 것은 간의 미토콘드리아 기능, 산화 대사, 혈당 항상성 기여가 양호하다는 신호이며, 장기적으로는 간세포 스트레스가 낮아져 ALT, AST가 낮게 유지될 가능성이 있으며, 반대로 간 기능 장애가 있으면 Lactate 제거가 지연되고, 만성적 대사 스트레스가 크면 ALT, AST가 상승하기 쉽다(Martino 등, 2024). 특히, 운동에 의한 뼈대근육세포 손상 시 세포막 투과성이 증가하여 이들 효소가 혈중으로 유출되므로, ALT와 AST 역시 운동 스트레스 및 조직 손상을 반영하는 중요한 생리학적 지표로 활용되며(Pavletic 등, 2015).

운동과 피로 지표 측면에서의 Lactate과 간 효소와 관련된 선행연구들을 살펴보면, Yao 등(2024)은 알코올성 간 질환 환자에서 운동 후 lactate 제거 속도가 느리며, 간 기능 장애가 lactate 대사에 부정적 영향을 미친다고 하였고, 간 효소 및 기능 분석에 대한 선행연구들을 살펴보면, Hong 등(2022)은 비알코올성 지방간 질환 환자에게 정기적인 운동 중재가 질환 유병률 저하 및 ALT와 AST 수치를 유의하게 감소시키며, 특히 30∼39세 및 40∼49세 연령대에서 ALT 수치를 감소시켜 간 효소 수치에 긍정적인 영향을 미친다고 하였고, Shamsoddini(2015)는 8주간의 유산소 운동과 저항성 운동프로그램이 비알코올성 지방간 질환 환자의 간 지방 함량과 ALT, AST 수치를 유의하게 감소시켰으며, 특히 유산소 운동 그룹에서는 체중 변화와 관계없이 개선이 이루어졌다고 보고하였다.

그러나 기존 연구들은 주로 간 질환자나 운동선수 등 특정 집단을 대상으로 이루어져, 일반 중년남성의 피로 회복 및 건강 관리를 목적으로 한 운동 중재 연구는 매우 제한적인 실정이다. 이에 따라, 일반 중년남성을 대상으로 규칙적인 운동 수행이 혈중 Lactate 회복 속도 및 간 효소(AST, ALT) 지표에 미치는 영향을 직접적으로 분석하는 연구가 필요하다.

따라서 본 연구는 12주간의 규칙적인 유산소 및 저항성 형태의 복합 운동프로그램이 중년남성의 운동 후 Lactate 수치 및 간 효소(AST, ALT) 수치 변화에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 중년남성의 대사 및 간 건강 관리를 위한 운동프로그램 개발을 위한 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Ⅱ. 연구방법

1. 연구 대상

본 연구의 대상은 충청남도 C시에 거주하는 중년남성 24명으로 구성하였으며(Statistics Korea, 2022), 무작위 배정(Randomized controlled trial, RCT) 사전-사후 설계로, 연구 참여자들은 무작위로 운동그룹(EG; exercise group, n=12)과 통제그룹(CG; control group, n=12)으로 배정되었다. 연구 참여자는 지역 커뮤니티 센터에 게시한 공고문을 통해 자발적으로 모집하였으며, 참여 희망자는 연구의 목적과 절차에 대해 충분히 설명을 듣고, 서면 동의서를 제출한 후 연구에 참여하였다.

연구 시작 전 스크리닝 단계에서 건강 설문 및 기초의학 검사를 통해 대상자 선정기준과 제외기준을 적용하였다. 최근 6개월 이내 규칙적인 운동(주 2회 이상)을 하지 않은 자, 혈압과 간기능 수치(AST, ALT)가 정상 범위에 속하는 자, 심혈관 및 대사성 질환의 진단을 받지 않은 자, 연구 참여 기간 동안 식습관과 생활습관을 유지할 수 있는 자로 하였다.

모든 대상자는 위 기준을 충족한 후 연구에 참여하였으며, 대상자의 신체적 특성은 Table 1과 같다.

Table 1. Physical characteristics of study subjects

EG; exercise group, CG; control group

2. 측정항목 및 방법

1) Lactate

혈중 Lactate 농도는 안정시 간 효소 측정 이후 동일 표준화 부하(Raa 등, 2020) 뒤 운동 직후 15±1분 시점에 손끝 모세혈관(fingertip capillary)에서 혈액을 채취하였다(Shin & Kang, 2014). 채취된 혈액은 즉시 분석되었으며, Lactate 농도는 휴대용 자동 Lactate 분석기(Lactate Pro2 LT-1730, Arkray Inc., Japan)를 사용하여 제조사 매뉴얼에 따라 분석하였다.

2) 간 효소(ALT, AST)

간 효소의 지표로 활용되는 ALT와 AST는 검사 전 최소 8시간 금식 후 안정시 정맥혈에서 채혈하였으며, 채혈 후 원심분리(약 3,000 rpm)를 통해 혈청을 분리하였고 분리된 혈청은 즉시 분석 전까지 −20℃ 이하에서 냉동 보관하였다. ALT와 AST수치는 자동 생화학 분석기(Hitachi 7600, Hitachi Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였으며, IFCC(international federation of clinical chemistry)기준에 따라 효소 활성도를 측정하였다.

3. 운동프로그램

본 연구의 운동프로그램은 중년남성을 대상으로 긍정적인 효과를 보고한 Na(2015)의 복합운동 프로그램을 기반으로 재구성하였으며, 각 운동 파트(유산소, 저항, 스트레칭)를 명확히 구분하고, 주차별로 점진적으로 운동 강도와 운동량(HRR 및 1RM 세분화, 세트, 반복. 휴식 시간 구체 명시)을 증가시키는 구조를 도입하였으며, 전반적인 구성 및 강도 설정은 ACSM(American College of Sports Medicine, 2025)에서 제시한 중년 성인을 위한 운동처방 가이드라인(FITT 원칙)과 Brzycki: 1RM = 중량 ÷ (1.0278 − 0.0278 × 반복수)의 추정 공식, Karvonen 공식(THR=(110×0.6)+60=66+60=126회/분)에 근거하여 설계하였다.

프로그램은 주 3회, 회당 약 60분으로 구성하였으며, 대상자의 체력 수준과 건강 상태를 고려하였다. 운동프로그램의 세부 구성은 Table 2와 같다.

Table 2. Exercise program

3. 자료처리 및 분석

본 연구 결과의 모든 자료는 SPSS(statistical packages for social science) Ver. 22.0 program을 이용하여 모든 변인의 평균(M)과 표준편차 (SD)를 산출하였다. 연구 전 연구의 타당성을 조사하기 위하여 independent t-test에 의한 집단 간 동질성 검정을 실시하였다. 집단의 시기 간 차이는 반복측정 분산분석(two-way ANOVA with repeated measures)을 이용하였으며, 상호작용이 나타난 경우 집단 내 시기에 따른 차이분석에 대한 paired t-test을 실시하였다. 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다.

Ⅲ. 결과

중년남성 24명을 대상으로 12주간의 운동 중재가 중년남성의 Lactate 및 간 효소(ALT, AST) 수치에 미치는 영향을 분석하여 얻은 결과는 다음과 같다.

1. Lactate의 변화

12주 복합운동프로그램에 따른 Lactate의 변화는 Table 3에 제시된 바와 같다. 집단과 시기 간 상호작용 효과(p<.01)가 나타났으며, EG에서 시기에 따라 유의한 감소가 나타났다(p<.01). CG에서는 변화가 나타나지 않았다.

Table 3. Changes in Lactate (unit: Mean±SD)

Valuesaremeans±S.D, EG; exercise group, CG; control group, G×T; group×time, *; paired t-test, **; p<.01, ^#; two-way repeated measures ANOVA, ^##; p<.01

2. 간 효소(ALT, AST)의 변화

12주 복합운동프로그램에 따른 간 효소(ALT, AST)의 변화는 Table 4에 제시된 바와 같다. ALT(p<.01)와 AST(p<.05) 모두에서 집단과 시기 간 상호작용 효과가 나타났으며, EG에서는 ALT와 AST 모두 시기에 따라 유의한 감소가 있었고(p<.05), CG에서는 ALT에서 유의한 증가가 나타났고(p<.05), AST에서는 변화가 나타나지 않았다.

Table 4. Changes in ALT, AST (unit: Mean±SD)

Valuesaremeans±S.D, EG; exercise group, CG; control group, G×T; group×time, *; paired t-test, *; p<.05, ^#; two-way repeated measures ANOVA, ^#; p<.05, ^##; p<.01

Ⅳ. 고찰

본 연구에서는 12주간의 운동프로그램이 중년남성의 Lactate 및 간 효소(ALT, AST) 수치에 미치는 영향을 분석하였다.

Lactate 농도에서는 집단과 시기 간 유의한 상호작용 효과(p<.01)가 나타났으며, 운동집단에서 운동 후 Lactate 농도가 시기 별로 유의하게 감소하였다. 본 연구에서는 Lactate 수치 감소를 피로 감소로 단정하지 않고, 규칙적인 유산소 및 저항성 복합 운동이 회복기 Lactate의 제거 및 산화 활용 효율이 향상되었음을 시사하는 대사 효율 관점에서 결과를 해석하였다. 따라서, 본 연구의 결과는 규칙적인 유산소 및 저항성 복합 운동이 회복기 Lactate의 제거·산화 활용 효율이 향상되었음을 시사한다. 특히, 지속적인 복합운동은 Lactate 역치(lactate threshold)를 향상시키고, 동일 절대 강도에서 Lactate 축적 의존도를 줄이고(Vijay 등, 2024), 뼈대근육의 미토콘드리아 산화 효소 활성 증가를 통해 Lactate 생성보다 산화적 대사를 우선적으로 활용하게 만든다. 또한, 운동에 따른 모세혈관 밀도 증가와 혈류 재분배는 회복기 Lactate 제거 속도를 가속화하는 중요한 요인으로 작용한다(Brooks, 2020).

Kumar 등(2025)과 Dubouchaud 등(2000)은 장기간 트레이닝이 미토콘드리아 산화능을 높여 피루브산이 Lactate으로 환원되기 전에 산화계로 더 많이 유입되게 하고, 동일 상대 강도에서 Lactate 생성 의존도가 감소한다고 보고하였다. 또한 Lactate 셔틀 관점에서 미토콘드리아 밀도 증가 및 Lactate 수송체(MCT, 특히 산화성 섬유에서 MCT1 중심)의 발현 증가로 세포 내·조직 간 Lactate 이동이 촉진되어 간, 심근, 지근에서의 Lactate 제거 능력이 향상된다고 하였다. 아울러 Sun & Lazar(2019)은 회복기 동안 다리에서 방출된 Lactate이 간으로 재분배되어 신생당합성(코리회로)과 산화에 활용됨을 제시하여 본 연구의 결과 해석을 지지한다. 이는 간에서의 Lactate 대사 효율 향상과 간 효소 안정화가 동시에 나타날 수 있음을 시사하며, 실제로 Lactate 처리 능력 개선은 ALT와 AST와 같은 간 효소 지표의 정상화와도 밀접하게 연관될 수 있다. 즉, 운동을 통한 Lactate 대사 효율 증가는 단순한 뼈대근육 차원의 적응에 그치지 않고, 전신적 대사 및 간 건강 개선과 연결될 수 있다.

한편, 유의미한 수준의 차이는 아니지만, 통제집단의 사후 Lactate 수치가 증가의 경향은 12주 동안 훈련 적응이 없어 동일 상대 강도 자극 후 회복기의 제거 효율 개선이 없었고 변동성, 절대 부하 편차로 인한 결과로 사료된다. 본 연구에서는 Lactate 수치를 피로의 직접적 원인으로 해석하지 않았으며, 피로 관련 생리적·심리적 지표를 측정하지 않았음을 한계로 명시한다(Müller 등, 2023). 최근 연구들은 Lactate을 단순한 피로 부산물이 아닌 에너지원이자 신호 분자(lactormone)로 규정하고 있으며(Brooks, 2009), Lactate이 PGC-1α 경로를 통해 미토콘드리아 생합성을 유도하고 항산화 방어 체계를 강화한다는 점에서(Kitaoka, 2016), 본 연구에서 확인된 Lactate의 감소를 피로의 직접 원인이라기보다는 Lactate는 고해당 상태의 표지이자 에너지원 및 신호 분자(lactormone)로서(Müller 등, 2023), 운동 후 회복기 Lactate 처리 효율 향상의 맥락에서 피로 감소의 개념으로 단정하기보다 대사적 효율, 회복 효율 향상의 관점으로 해석하는 것이 적절할 것으로 사료된다.

본 연구의 간 효소 변화와 관련해서는 ALT(p<.01), AST(p<.05) 모두 집단과 시기 간 유의한 상호작용 효과가 나타났으며, 운동집단에서 ALT와 AST 수치 모두 유의하게 감소하였다.

이는 운동프로그램이 간 조직의 대사 효율성을 높이고, 간세포 손상과 관련된 효소의 외부 유출을 억제하는데 기여했을 가능성을 시사한다(Rinella 등, 2023). 이러한 결과는 비알코올성 지방간 질환(MASLD) 환자를 대상으로 한 선행연구들과도 일치한다. Shamsoddini 등(2015)은 8주간의 유산소 및 저항성 운동이 ALT, AST 수치를 유의하게 감소시켰다고 보고했으며, 특히 유산소 운동은 체중 변화와 무관하게 간 효소 수치를 개선하였다.

또한, Hejazi & Hackett(2023)의 메타분석 결과에서도 12주 이상의 운동이 ALT, AST 수치를 효과적으로 낮추는 데 도움이 되었으며, 중년층에서도 뚜렷한 개선 효과가 나타난 바 있다.

반면, 통제집단에서는 ALT 수치가 유의하게 증가하고, AST는 변화가 없었다. 이러한 결과는 운동 중재의 부재가 간 효소 활성에 부정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.

중년 이후의 연령에서는 간세포의 대사 능력 및 회복력이 감소하기 때문에, 운동을 하지 않는 상태에서는 일상 속 대사성 스트레스 요인들(식습관, 비활동성 생활, 노화 등)이 간 세포 기능 저하와 효소 수치의 점진적 악화를 유도할 수 있으며, 염증 반응의 만성화를 유발한다(Loomba & Sanyal, 2013).

AST는 간뿐 아니라 심장, 뼈대근육 등 다양한 조직에 존재하는 효소로, 간세포 손상이나 대사 스트레스 시 혈중으로 유출되며 수치가 증가한다(Giannini 등, 2005).

통제집단은 12주간 구조화된 운동을 실시하지 않았으며, 낮은 수준의 신체활동으로 인해 인슐린 감수성 저하, 지방 산화 기능 저하, 저등급 염증 등이 ALT 수치의 민감한 증가 및 간 기능 저하, 대사질환 발생 위험 증가로 연결된 것으로 사료된다(Yun, 등, 2011; Ryu 등, 2015).

또한, 운동집단과 비교하였을 시 통제집단에서 사후 ALT 수치의 상승은 Lactate 처리 효율 저하와의 정합성도 고려해볼 수 있다. 통제집단의 생성 및 제거 균형이 악화되었음을 고려할 수 있는데, 간은 회복기에 Lactate의 주요 수용 및 처리 기관으로서 간 대사 효율이 저하되면 회복기 Lactate이 더 오래 남을 수 있으며, ALT 상승과 회복기 Lactate 상승의 동반은 운동 부재로 인한 전신 및 간 회복기 대사 처리 효율 저하 특히, Lactate 처리(산화, 신생당) 능력이 개선되지 않았다는 해석을 고려해 볼 수 있다(Yao 등, 2024).

또한, 통제집단에서 나타난 AST 수치의 부정적 변화는, 단순히 운동 전 상태의 유지뿐만 아니라 운동 결핍은 장기적으로 간 건강에 부정적 영향을 미칠 수 있는 가능성을 암시하는 결과로 해석할 수 있다.

Ⅴ. 결론

본 연구는 12주 운동프로그램이 중년남성의 Lactate 및 간 효소에 미치는 영향을 알아보기 위하여 중년남성을 대상으로 12주간 운동군(운동), 통제군(통제)로 구분하여 연구를실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

첫째 Lactate의 변화는 집단과 시기 간 상호작용 효과(p<.01)가 나타났으며, 사후분석을 진행한 결과 운동그룹에서 시기에 따른 유의한 감소가 나타났다(p<.01).

둘째 간 효소의 변화는 ALT(p<.01)와 AST(p<.05) 모두에서 집단과 시기 간 상호작용 효과가 나타났으며, 사후 분석을 진행한 결과 운동그룹에서는 ALT와 AST 모두 시기에 따라 유의한 감소가 있었고(p<.05), 통제 그룹에서는 ALT에서 유의한 증가가 나타났고(p<.05), AST에서는 변화가 나타나지 않았다.

본 연구는 결과를 종합해보면, 12주간의 복합운동 프로그램이 중년남성의 Lacrate 및 ALT, AST 수치를 일부 제한된 조건하에서 개선시키는 경향이 나타났다. 하지만 본 연구의 결과는 일정 시점의 혈중 지표 분석에 기반하여, Lactate 농도 및 간 효소의 변화를 보다 세밀하게 파악하지 못한 것에 한계가 있으며, 대상자들의 피로에 대한 주관적 변화를 연구 결과에 언급하지 못하였다. 향후, 식이, 약물·보충제 섭취 여부 및 전 회복과정에 걸친 다중 시점 분석과 피로 자각도 또는 심층 인터뷰 등을 활용한 통합적 접근을 통해 효과를 구체적으로 검증할 필요가 있을 것으로 사료된다.