본 종설의 작성을 위해 ‘PubMed’, ‘Google Scholar’, ‘Science Direct databases’와 같은 학술 검색 시스템을 활용하여 연구 논문을 자료로 수집하였다. 검색 키워드는 ‘relative energy deficiency in sport’, ‘low energy availability’, ‘female athlete triad-relative energy deficiency in sport’, ‘female athlete triad’ 등으로 문헌을 검색하였다.

트레이닝을 통해 소모되는 열량보다 섭취하는 열량이 적을 경우 체내 가용에너지는 부족해진다. 체내 가용에너지 부족현상은 체중감량을 목적으로 의도적으로 식이 섭취량을 제한할 경우 또는 식이장애가 있을 경우 더욱 심해질 수 있으며, 의도적인 식이섭취량 제한 없이 트레이닝량 만큼 식이를 충분히 섭취하지 않을 경우 비의도적으로 발생할 수 있다. 이러한 체내 에너지 부족 현상이 지속될 경우 여자선수에서 월경장애, 골밀도 저하가 서로 관련지어 나타나는데, 1992년 미 스포츠 의학회(ACSM)는 식이장애 유무에 상관없이 나타나는 가용에너지 부족, 월경장애, 낮은 골밀도 3가지 현상을 일으켜 ‘여자선수 3징후(Female Athlete Triad; FAT)’으로 정의하였다(Otis et al., 1997). 앞에서 언급한 바와 같이 3가지 요인은 서로 밀접하게 관련되어 있기 때문에 하나라도 증상이 있다면 FAT으로 진단된다. 여자 운동선수들은 3가지 요인 중 하나 또는 하나 이상 증상을 갖고 있는 경우가 많으며, 주로 무용수나 심미적 스포츠 분야(체조, 다이빙, 피겨 스케이팅 등), 체급 스포츠 분야(레슬링, 복싱, 유도, 태권도 등) 그리고 장거리 육상선수들에서 자주 관찰된다. 이후 2007년 ACSM은 공식적인 입장을 수정하여 식이 장애 유무에 상관없이 나타나는 낮은 가용에너지(low energy availability; LEA)를 FAT 유발 원인으로 지목하였고, FAT의 세 가지 요인을 LEA, 기능성 시상하부 무월경(functional hypothalamic amenorrhea; FHA), 골다공등으로 수정하였다(Nattiv et al., 2007)(Figure 1). 이러한 FAT의 요소들은 최적의 건강 상태에서 임상적 질병상태까지 연속적이고 입체적인 개념으로 여겨지고 있으며, 선수들이 심각한 임상 상태로 진행되지 전 예방 및 조기 치료의 중요성을 강조하였다.

2014년 IOC에서는 FAT을 스포츠 상황에서의 상대적 에너지 부족(Relative Energy Deficienc in Sportl; RED-S)이라는 이름으로 새로 정의하였으며, RED-S 개념에서 상대적 에너지 부족은 여성 뿐만 아니라 남성에서도 나타날 수 있고, 월경기능, 뼈 건강 뿐만 아니라 더 다양한 체내 생리적 기능 및 경기력에도 영향을 미치고 있음을 제시하고 있다(Mountjoy et al., 2018)(Figure 2). RED-S와 FAT을 정의한 단체와 명칭은 다르지만 두 용어 모두 체내 에너지 결핍현상 즉 ‘낮은 가용에너지(low energy availability)가 선수들의 건강 악화 및 신체적 기능 저하의 주요 발생요인’이라는 점을 동일하게 제시하고 있으며, 선수들의 건강 및 경기력을 위해 가용에너지의 중요성에 대해 강조하고 있다.

지난 30여 년간, 여자 운동선수에서 빈번하게 관찰되는 생리기능장애, 낮은 골밀도에 대한 원인을 밝히고자 많은 연구가 이루어져 왔으며, 낮은 에너지 가용성(low energy availability; LEA)는 RED-S의 surrogate marker로 여겨지고 있다. 에너지 가용성(energy availability; EA)는 섭취열량에서 운동으로 사용한 에너지를 제외한 양을 의미하며(Nattiv et al., 2007), 이는 아래의 공식과 같이 신체 크기가 서로 다른 사람들의 가용 에너지 상태를 비교하기 위해 제지방량으로 나눈다(Manore et al., 2007).

가용에너지 = 식이섭취량 - 운동에너지 소비량/제지방량

모든 생리적 기능을 적절하게 유지하기 위해 가용에너지는 적어도 88KJ(45kcal/kg fat-free mass/day) 정도가 필요하다. 125-188KJ(30-45kcal)/kg/fat free mass/day는 가용에너지가 감소된 또는 준 임상적 상태이며, 이는 체중 감량을 목표로 하는 운동선수들에게 단기간 동안 허용 가능한 범위이다. 가용에너지 수준 125KJ(30kcal)/kg/fat free mass/day 이하는 호르몬 축 교란을 유발시키게 되는 가용에너지의 경계값으로써 이 에너지 수준은 최적의 신체 기능을 수행하기에 안전한 상태가 아니라고 판단할 수 있다. 가용에너지가 30kcal/kg/fat free mass/day 이하로 감소될 때 가장 많이 알려진 신체에 미치는 부적적인 영향은 생식기능 및 골대사 기능 저하이다(Loucks & Thuma, 2003; Ihle & Loucks, 2004). LEA는 고의적인 임상적 식이장애 또는 이상섭식행동으로 발생할 수도 있고, 적절한 식이 섭취에 대한 인식부족으로 의도치 않게 발생할 수도 있다(Nattiv et al., 2007; Mountjoy et al., 2014). 가용에너지의 병인론에 따르면, 낮은 가용에너지는 다량 그리고 미량 에너지 부족을 일으킬 수 있으며, 부정적인 생리적 변화를 가져와 잠재적으로 건강 및 스포츠 경기력에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나 최근 연구에 따르면 이 임계치가 모든 여자들의 무월경을 예측하는 것은 아니라고 제시하고 있지만(Lieberman et al., 2018; Williams et al., 2015) 신체 크기와 사춘기 연령 차이를 따지지 않는다면 30 kcal/kg FFM/day는 대략 평균 안정시 대사율(RMR)과 유사한 수준이다(Loucks et al., 2011). LEA은 실험실 연구(Loucks & Heath, 1994; Loucks & Thuma, 2003) 및 현장연구(Melin et al., 2014; Vanheest et al., 2014)에서 모두 최적에 미달하는 건강상태과 기능에 대한 지표로서 입증되었기 때문에 에너지 가용성 평가는 RED-S 예방 및 관리에 대한 진단적 도구에서 의미가 있을 것으로 사료된다. LEA는 마름을 추구하는 특정 스포츠 뿐만 아니라 다양한 스포츠에서 나타나고 있고 있지만(Pollock et al., 2010; Schtscherbyna et al., 2009; Martinsen et al., 2010), 운동선수 그룹 특성에 따라 예를 들어 운동수행력이나 연령에 따라 매우 다르게 나타나며, 적은 샘플 사이즈도 정확도에 영향을 미친다. 따라서 낮은 가용에너지의 유병률을 더 잘 이해하기 위해 남녀 모두 그리고 모든 스포츠에 걸친 높은 증거수준을 제시할 만한 연구가 필요하다.

여러 연구에서 낮은 에너지 가용성의 여러 지표들(예, 호르몬 변이, 희발월경, 무월경, 체중조절 및 에너지 소비량이 많은 스포츠 참여(심미적 스포츠, 육상, 사이클 등), 이상식이/식이장애/낮은 에너지 가용성 검사 도구에서 높은 점수)과 운동수행력의 부정적 영향을 미치는 지표들(질병, 부상, 철분 부족, 감소된 인지 및 기분장애)과의 관련성이 보고되고 있다(Ackerman et al., 2015, 2019; Baskaran et al., 2017; Petkus et al., 2017). 장기간의 에너지 제한(섭취 에너지, 소비에너지)과 스포츠 경기력과의 관련성에 대한 실험연구는 부족하지만, 지속된 낮은 가용에너지가 다양한 간접적 기전(회복 감소는 신체적 정신력 능력을 조기에 감소시키고, 최적의 근육량과 근 기능 손상)을 통해 스포츠 경기력을 감소시킬 수 있다는 가설이 제시되고 있다(Fogelholm, 1994). 또한 낮은 가용에너지는 운동수행력 감소를 예측할 수 있으며, 글리코겐 저장 또는 단백질 합성과 같은 주요 과정의 일시적 감소를 통해 최적의 운동수행력 발휘를 방해 받을 수 있다(Areta et al., 2014). 또한 부상 및 질병의 위험성이 증가하기 때문에 높은 수준의 트레이닝을 못 받게 될 수도 있다(Drew et al., 2017, 2018). 에너지 가용성과 운동수행력 간에 이러한 중요한 관련성이 있음에도 불구하고 그동안 이에 관한 직접적인 연구는 매우 부족하다. 최근 엘리트 리듬 체조 선수를 대상으로 한 연구에서 에너지 가용성은 경기 순위와 관련이 있음을 보고하였으며(Vo et al., 2017), 다른 연구에서 이차성 FHA를 갖고 있는 엘리트 지구성 선수는 체중과 체지방량이 낮음에도 불구하고 무월경의 엘리트 지구성 선수와 최대산소섭취량으로 측정한 유산소성 능력은 차이가 없었으나 FHA를 갖고 있는 엘리트 지구성 선수는 정상월경 선수에 비해 근골격계 기능(하지근력 및 근지구력)와 반응 속도가 떨어져 있었다(Tornberg et al., 2017). 낮은 근골격계 수행력은 높은 코티졸 수준과 낮은 혈당, T3, 에스트로겐과 측정 다리에서 낮은 제지방량과 관련을 보였다. 비록 단위 질량 당 더 강한 힘이 달리기 수행력에서 중요하다고 여겨지지만, 이 연구에서 지속적인 에너지 제한으로 이상적인 체중과 체성분을 만든다면 이는 오히려 건강과 운동수행력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고하고 있다(Tornberg et al., 2017). 남녀 국가대표 조정팀을 분석한 Woods et al.(2017)의 연구에서도 4주간의 강화 훈련 기간 동안 트레이닝량은 21%가 증가함에도 불구하고 에너지 섭취량은 부족하였으며, 이러한 부적절한 에너지 가용성은 트레이닝 후 회복에 부정적 영향을 미쳤다고 제시하였다. 또한 Vanheest et al.(2014)은 12주 간의 트레이닝 기간 후 400m 시간 시험에서 수영 속도가 정상월경의 팀원들은 8% 수행력이 증가한 반면 에너지 부족에 따른 난소 억제를 가진 젊은 엘리트 수영 선수는 오히려 약 10% 감소하였다고 보고하였다. 훈련적응과 운동 수행력에 대한 낮은 에너지 가용성의 더 많은 증거 및 설명력을 높이기 위해 운동선수들을 대상으로 한 더 많은 조사가 필요하다.

RED-S를 예방하려면 무엇보다도 운동선수와 관계자(지도자, 부모 등)의 인식을 높여야 한다. 설문 조사에 따르면 의사, 코치, 물리 치료사 및 운동 트레이너의 50% 미만이 Triad 구성 요소(섭식 장애, 월경 기능 장애 및 낮은 BMD가 있거나 없는 LEA)를 식별할 수 있다고 보고하였다(Brown et al., 2014; Curry et al., 2015; Feldmann et al., 2011; Kroshus et al., 2014; Mukherjee et al., 2016; Pantano, 2006; Troy et al., 2006), 또한 370명의 미국 고등학교 간호사 중 19%만이 식별할 수 있었다. 세 가지 Triad 구성 요소 모두(Kroshus et al., 2015) 931명의 다분야 전문의를 대상으로 한 설문조사에서 37%만이 Triad를 알고 있었고 이 중 1/2만이 환자를 편안하게 치료하거나 의뢰할 수 있었다(Curry et al., 2015). 운동을 하는 호주 여성 그룹에서 3분의 1은 불규칙한 생리가 활동적인 여성에게 “정상”이라고 믿었으며 대략적으로 절반은 월경 장애가 뼈 건강 악화의 위험 요소라는 것을 알고 있었다(Miller et al., 2012). 우리나라의 경우도 국가대표 여자선 총 76명을 대상으로 여자선수 3징후에 관한 인식도를 조사한 결과 91%가 모르고 있었으며, 알고있다고 답한 9% 선수들도 구성요소에 대하여는 정확히 알고 있는 사람이 단 한 명도 없었으며(Park, 2020), 242명의 엘리트 여자선수들에게서 RED-S에 대한 인식도를 조사한 결과 95%는 모른다 라고 답하였고, 5%만이 알고 있다고 답하였다(Park, 2021). 이런 근거는 RED-S에 대한 이해를 높이는 것이 필요하다는 것을 말해주고 있다.

선행 연구를 살펴보면, 여성 운동선수를 위한 교육프로그램 중재를 통해 1년 동안 폭식증을 개선하였으며(Becker et al., 2012), 엘리트 남성 및 여성 운동선수(Martinsen et al., 2014)와 코치(Martinsen et al., 2015)를 포함하는 노르웨이 학교 기반 통제 중재 프로그램은 중재 학교에서 여성 사이에서 새로운 섭식 장애 사례를 초래하지 않았으나 통제군 학교의 여학생은 8명(13%)으로 증가하였다(Martinsen et al., 2014). 이러한 결과는 효과적인 섭식장애 및 섭식장애 예방을 위해서는 운동선수 및 코치 이외에 개인, 성별에 따른 이 운동선수 및 코치 이외의 개인을 대상으로 하고, 성별에 따른 예방 교육이 필요하며, 뿐만 아니라 의료 시스템, 스포츠 규정의 변경, 정책 조치가 포함되는 것이 중요하다(De Bruin, 2017)라 할 수 있다.

RED-S는 관련 요인 즉, 가용에너지 수준, 식이장애 유무, 월경기능, 뼈 건강 상태 검진을 통해 진단될 수 있다. 정확한 진단은 의료진을 통해 이루어질 수 있으나, RED-S는 조기 진단 및 예방이 매우 중요하므로 선수 스스로 자신의 건강 상태 및 관련 증상들을 모니터 할 수 있어야 한다. 이에 미국 스포츠의학회에서는 여자운동선수 3징후와 관련된 증상들을 선수 스스로가 스크리닝 해 볼 수 있는 참가 전 자가진단 질문(preparticipation physical evaluation; PPE)을 매년 건강 평가 시 체크하도록 권고하고 있다(De Souza et al., 2014). IOC에서도 운동선수들의 스포츠 참가 허용 및 부상 후 회복을 결정하기 위한 진단적 도구로 RED-S Clinical assessment tool(RED-S CAT)를 개발하였으며(Mountjoy et al., 2015), 전반적인 가용에너지 감소에 인해 나타날 수 있는 운동 중 부상 및 생리기능 장애, 위장기능 장애를 평가할 수 있는 LEAF-Q 등 다양한 자가진단 도구들이 사용되어 오고 있다(Tayne et al., 2019). 본 종설에서는 선행연구를 참고하여 선수들이 보다 쉽고 간단하게 RED-S 위험성을 스스로 평가할 수 있도록 아래[그림 3]과 같이 도식도 형태로 재구성하였다(Park, 2020). 월경장애, 식이장애 그리고 운동 중 부상이력에 대해 묻는 각 질문은 모두 ‘O/X’의 형식으로 답할 수 있으며 답에 대한 도식을 따라 현재 상태를 자가 진단 할 수 있다. ‘만 15세까지 초경 경험이 없거나 정상 월경을 하지 않는 경우, 낮은 골밀도에 대한 진단을 받은 경우, 혹은 거식증을 앓고 있는 경우’ 이 질문들 중 한 가지라도 해당이 된다면 전문 의료진의 상담 및 진료를 받아야 한다. 또한 최근 3개월 이내 부상이력이 있는 경우 골밀도에 대한 가족력과 과거의 장골 골절 이력 여부에 따라 추가적인 검사를 받아야 한다. 가족력이나 골절이력이 없더라도 가용에너지 검사(LEAF-Q)를 실시하여 낮은 가용에너지에 대한 평가를 진행하고 앞으로의 부상을 예방을 위해 RED-S 예방 및 치료 지침을 지켜야 한다. 또한 현재 저체중이거나 체중에 대한 강박이 있는 경우도 가용에너지 검사 후 RED-S 예방 및 치료 지침을 따를 것을 권한다.

정확한 상담 및 진료를 위해 경험이 많은 의료팀(의사, 스포츠과학자, 트레이너, 컨설턴트 등)을 구성한 후, 의사 주관 하에 각 분야 전문가들의 의견을 수렴하여 섭식장애, 월경장애 골감소증에 대한 각각의 증상을 진단해야 한다(De Souza et al., 2014).