기초대사량(BMR)의 과학: 의미와 작동 원리

기초대사량(BMR)은 심장, 폐, 뇌 등 장기가 계속 작동하도록 완전한 휴식 상태에서 소모하는 칼로리입니다. 대부분의 성인은 하루 약 1,200~1,900kcal이며, 하루 총 소모량의 약 60~70%를 차지합니다.

정확한 값은 주로 체격, 제지방 조직의 양, 나이, 성별에 따라 결정됩니다. 공식으로 추정할 수 있지만, 간접열량측정을 이용한 실험실 검사만이 실제로 측정할 수 있습니다.

핵심 요약

• 장기가 대부분의 일을 합니다: 안정 상태에서 1kg당 소모량을 보면, 심장과 신장은 골격근보다 약 34배 많이 씁니다.
• Mifflin-St Jeor가 가장 믿을 만한 공식입니다: 대부분의 성인에게 이 공식이 가장 신뢰할 만합니다. Harris-Benedict는 약 5% 높게 나오는 경향이 있습니다.
• 나이의 영향은 생각보다 작습니다: 체격을 보정한 에너지 소비는 20세부터 60세까지 안정적입니다.
• 근육은 도움이 되지만 조금입니다: 안정 시 1kg당 하루 약 13kcal(1파운드당 약 6kcal)입니다.
• 극단적인 다이어트는 안정 시 소모량을 낮춥니다: 체중 감량만으로 설명되는 것보다 더 떨어질 수 있습니다.

기초대사량이란

BMR은 아무것도 하지 않고 생명을 유지하는 데 드는 에너지입니다. 실험실에서는 누운 상태에서 깨어 있고, 밤새 금식한 뒤, 따뜻하지도 춥지도 않은 방에서 측정합니다. 이런 조건은 소화, 움직임, 체온 조절의 영향을 제거하기 위한 것입니다.

안정 시 대사량(RMR)은 같은 개념이지만 조건이 느슨합니다. 예를 들어 금식 시간이 짧거나 검사 전 휴식이 적으며, 그래서 보통 조금 더 높게 나옵니다. 하지만 대부분의 칼로리 계산기가 쓰는 Mifflin-St Jeor 공식도 원래 안정 시 측정값으로 만들어졌기 때문에, 실생활에서 이 차이가 문제되는 경우는 드뭅니다. 두 용어는 흔히 같은 의미로 쓰입니다.

총에너지소비량(TDEE)은 BMR에 걷기, 운동, 무의식적인 움직임, 음식 소화를 더한 값입니다. 일반적인 활동량에서 BMR은 전체의 약 60~70%입니다. 두 가지 중 어떤 값을 기준으로 식사를 조절할지는 BMR과 TDEE 가이드에서 설명합니다.

쉴 때 무엇이 칼로리를 소모하나요

조직마다 소모하는 양이 다릅니다. 아래는 Elia가 처음 제시하고, 건강한 성인 131명의 MRI 검사와 열량측정으로 확인된 안정 시 소모율입니다(Wang 2010).

장기는 모두 합쳐도 몇 킬로그램에 불과하지만, 다른 어떤 조직보다 훨씬 많이 소모합니다. 근육은 kg당 소모량이 적지만, 많이 가지고 있으므로 합계가 커집니다. 지방은 가장 적게 소모하는 조직입니다.

같은 연구에서 50세 이상 성인은 이 소모율이 약 3% 낮다고 나타났습니다. 예를 들어 근육은 13 대신 12.6입니다.

기초대사량 계산 방법

대부분의 계산기에서 쓰는 공식은 세 가지입니다. W는 체중(kg), H는 키(cm), A는 나이(세)입니다.

Katch-McArdle은 제지방량이 필요하므로, 체지방률을 제대로 추정할 수 있을 때만 도움이 됩니다. 체지방률 25%인 70kg(154 lb) 사람의 제지방량은 52.5kg이고, 결과는 1,504kcal입니다.

기초대사량 계산기를 사용하면 이 계산을 자동으로 할 수 있습니다.

가장 정확한 기초대사량 공식은 무엇인가요

Mifflin-St Jeor 공식은 19~78세의 건강한 성인 498명(정상 체중과 비만을 모두 포함)의 측정값에서 만들어졌습니다. 이 집단에서 기존 Harris-Benedict 공식은 실측 안정 시 에너지 소비를 약 5% 과대 추정했습니다.

이후 미국영양사협회를 위한 체계적 문헌고찰에서 Harris-Benedict, Mifflin-St Jeor, Owen, WHO 공식을 비교했습니다. Mifflin-St Jeor는 비만이 아닌 성인과 비만인 성인 모두에서, 다른 어떤 공식보다 더 많은 사람의 안정 시 대사량을 실측값의 10% 이내로 예측했고, 오차 범위도 가장 좁았습니다.

세 사람에 대해 각 공식이 제시하는 값은 다음과 같습니다.

차이는 하루 60~100kcal, 약 5~7%입니다. Mifflin 연구팀이 밝힌 5%에 가깝습니다. 아무리 좋은 공식이라도 개인에게는 오차가 있으므로, 결과는 출발점으로 보고 실제 체중 추세에 맞춰 조정하세요.

정상 기초대사량은 얼마인가요

BMR은 체격에 비례하므로 하나의 정상값은 없습니다. 이 표는 기준 남성(키 178cm(5피트 10인치), 체중 70kg(154 lb))과 기준 여성(키 163cm(5피트 4인치), 체중 57kg(126 lb))에 대해 Mifflin-St Jeor 공식을 사용한 값입니다.

키가 크거나, 체중이 많이 나가거나, 근육이 많은 사람은 이 값보다 높습니다. 이 공식은 모든 사람에게 10년마다 50kcal씩 줄여 계산하는데, 이는 계산식에 들어간 인구 평균일 뿐 몸이 반드시 그대로 따르는 것은 아닙니다.

기초대사량에 영향을 주는 요인

체격과 제지방량

이것이 가장 큰 요인입니다. Mifflin의 데이터에서 제지방량만으로 사람마다 다른 안정 시 에너지 소비의 약 64%를 설명할 수 있었습니다. 제지방 조직, 특히 큰 장기와 근육이 많을수록 기초대사량이 높아집니다.

성별

같은 키와 체중이라도 남성은 보통 기초대사량이 더 높습니다. 제지방 조직이 더 많고 지방은 더 적은 경향이 있기 때문입니다. 그래서 공식도 성별에 따라 나뉘어 있습니다.

나이

20대 이후로 10년마다 대사가 조금씩 느려진다는 말이 일반적입니다. 하지만 2021년 『Science』에 실린 연구는 다른 결과를 보였습니다. 생후 8일부터 95세까지의 사람들을 이중표지수로 측정해 하루 에너지 소비를 조사했는데, 체격과 제지방량을 보정하면 20세에서 60세까지 에너지 소비는 안정적이었고, 고령에서만 감소했습니다. 중년에 느끼는 대사 둔화의 많은 부분은 근육이 줄고 활동량이 줄어든 탓입니다.

다이어트

체중이 줄면 몸이 작아지므로 BMR도 떨어집니다. 그런데 잃은 조직만으로 설명되는 것보다 더 떨어지기도 합니다. 『The Biggest Loser』 출연자들은 30주간의 방송이 끝났을 때 안정 시 대사량이 하루 610kcal 낮아져 있었습니다. 6년 뒤에도 출발점보다 704kcal 낮았고, 그 차이 중 약 499kcal는 체성분이나 나이의 변화로는 설명되지 않았습니다.

이는 매우 빠른 체중 감량의 극단적인 사례지만, 극단적인 다이어트가 왜 역효과를 내는지 보여줍니다. 이에 대처하는 방법은 대사 적응 글에서 다룹니다.

식사

음식을 소화하는 데도 칼로리가 듭니다. 혼합식에서는 하루 에너지의 약 5~15%입니다. 단백질과 알코올은 처리하는 데 가장 많은 에너지가 들고, 그다음이 탄수화물, 지방 순입니다. 엄밀히 말하면 이것은 BMR 위에 더해지는 것이지만, 다이어트 중 단백질이 도움이 되는 이유이기도 합니다.

기초대사량을 높일 수 있을까요

가능하더라도 조금이며, 주로 몸의 구성 성분을 바꾸는 방식입니다.

• 근육을 키우세요. 쉴 때 1kg당 하루 13kcal이므로, 새로 생긴 근육이 4.5kg(10파운드)라면 쉴 때 소모량이 하루 약 59kcal 늘어납니다. 그것만으로는 많지 않지만, 근육을 만드는 운동 중에도 더 많이 소모합니다.
• 극단적인 다이어트를 피하세요. 충분한 단백질과 함께 적당한 칼로리 적자를 유지하면 제지방량이 지켜지고, 그 결과 기초대사량도 지켜집니다.
• 계속 움직이세요. 활동이 기초대사량을 크게 바꾸지는 않지만, 하루 소모량 중 내가 조절할 수 있는 부분의 대부분이 활동에 있습니다. 활동 칼로리와 안정 시 칼로리 가이드에서 자세히 설명합니다.

기초대사량 활용법

1. 추정하세요. 기초대사량 계산기를 쓰거나, 이 용어가 더 익숙하다면 RMR 계산기를 쓰세요.
2. 활동량을 곱해 하루 목표로 바꾸세요. TDEE 계산기와 단계별 설명이 있는 체중 감량을 위한 TDEE 계산법이 도움이 됩니다.
3. 기초대사량이 아닌 TDEE에서 적당한 칼로리 적자를 설정하세요. 안정 시 칼로리도 적자에 포함됩니다. 안정 시 칼로리도 적자에 포함될까?에서 설명합니다.
4. 실제 결과와 비교하세요. 2~3주간 기록한 뒤, 평균 섭취량과 체중 추세를 비교해 조정하세요.

갑상선 질환 등 대사에 영향을 주는 다른 의학적 문제가 있다면, 목표를 정하기 전에 의사와 상담하세요.

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출처

• Mifflin MD, St Jeor ST 외, A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr, 1990.
• Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C, Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. J Am Diet Assoc, 2005.
• Roza AM, Shizgal HM, The Harris Benedict equation reevaluated: resting energy requirements and the body cell mass. Am J Clin Nutr, 1984.
• Wang Z 외, Specific metabolic rates of major organs and tissues across adulthood. Am J Clin Nutr, 2010.
• Pontzer H 외, Daily energy expenditure through the human life course. Science, 2021.
• Fothergill E 외, Persistent metabolic adaptation 6 years after "The Biggest Loser" competition. Obesity, 2016.
• Westerterp KR, Diet induced thermogenesis. Nutr Metab, 2004.