베타알라닌은 간에서 자체적으로 생성되며 육류와 가금류를 통해서도 섭취할 수 있는 비필수 아미노산입니다. 단백질 합성에는 사용되지 않으며, 체내에서는 히스티딘과 결합하여 골격근에 저장되는 디펩타이드인 카르노신을 형성해 고강도 운동 중 생성되는 산을 완충하는 역할을 합니다.
보충제로서 베타알라닌은 근육 내 카르노신 수치를 높이기 위해 수주 동안 매일 복용합니다. 스포츠 보충제에서 가장 흔한 성분 중 하나이며 대부분의 ‘부스터(프리워크아웃)’ 분말 제품에 포함되어 있습니다. 핵심은 효과가 서서히 그리고 완만하게 나타난다는 점입니다. 메타분석 결과 주로 약 1–10분간 지속되는 전력 질주형 고강도 운동에서 소폭의 이점이 확인되었으며, 일관되게 보고되는 유일한 부작용은 무해한 것으로 보이는 피부 저림(따끔거림) 증상입니다.
이 페이지는 임상시험, 메타분석 및 스포츠 영양학 합의 성명서에서 보고된 내용을 요약합니다. 본 내용은 교육 목적으로만 제공되며 의학적 조언이 아닙니다.
| 항목 | 상세 정보 |
|---|---|
| 분류 | 비단백질성 베타아미노산; 식이보충제 (건강기능식품) 성분 |
| 화학적 특성 | 3-아미노프로판산, C₃H₇NO₂, 89.09 g/mol |
| 투여 경로 | 경구 (분말, 캡슐, 일반 정제 또는 서방형 정제) |
| 연구된 용량 | 4–10주 동안 분할 용량으로 1.6–6.4 g/일; 공식 입장문에서는 4–6 g/일 제시 |
| 혈장 동태 | 복용 후 약 30–60분에 최고 농도 도달; ≈2시간 이내에 기저치로 회복 (공식적인 소실 반감기는 보고되지 않음) |
| 주요 효과 | 근육 내 카르노신을 4주 만에 약 40–65%, 10주 만에 최대 ≈80%까지 증가시킴 |
| 주요 부작용 | 감각이상 (저림 및 따끔거림), 메타분석에서 위약 대비 교차비(OR) 8.9 |
| 미국 내 지위 | 식이보충제로 판매; FDA (미국 식품의약국)는 판매 전 보충제를 사전 승인하지 않음 |
| WADA 지위 | 2026 금지목록 (Prohibited List)에 등재되지 않음 |
개요
베타알라닌(3-아미노프로판산)은 일반적인 아미노산인 알라닌의 베타 이성질체로, 아미노기가 두 번째 탄소 대신 세 번째 탄소에 결합해 있습니다 (PubChem). 이러한 구조적 위치 때문에 단백질로 합성되지 않습니다. 간에서 자체 생성되며, 육류, 가금류, 생선이 포함된 식단을 통해 추가로 공급받습니다 (Trexler et al., JISSN 2015).
근육 내부에서는 카르노신 합성효소(carnosine synthase)가 베타알라닌과 L-히스티딘을 결합하여 카르노신(β-alanyl-L-histidine)을 만듭니다. 베타알라닌은 이 반응의 속도 제한 전구체이며, 이것이 베타알라닌을 보충제로 섭취하는 핵심 근거입니다 (Derave et al., Sports Med 2010).
국제스포츠영양학회(ISSN) 공식 입장문에서 요약한 바에 따르면, 카르노신이 운동과 관련이 있는 이유는 다음과 같습니다:
- pH 완충 작용. 카르노신의 pKa(양성자를 가장 잘 흡수하거나 방출하는 pH)는 6.83으로, 고강도 운동 중 근육의 pH가 변화하는 범위 내에 있습니다. 전체 근육 완충 능력에서 카르노신이 차지하는 비중은 동물 실험의 약 40%부터 인체 연구의 최소 7%까지 다양하게 추정됩니다.
- 기타 제안된 역할. 실험실 연구에서 카르노신은 활성산소를 제거하고 구리나 철과 같은 금속과 결합합니다. 이러한 작용이 사람의 실제 운동 중에 얼마나 중요한지는 확립되지 않았습니다.
- 농도의 개인차. 사람의 근육은 일반적으로 건조 중량 기준 10–40 mmol/kg의 카르노신을 함유합니다. 여성보다 남성에서, 그리고 속근 섬유에서 수치가 더 높으며 나이가 들면서 감소하는 경향이 있습니다.
또한 식단을 통한 베타알라닌 공급이 적은 채식주의자에서도 근육 내 카르노신 수치가 더 낮을 가능성이 높습니다 (Derave et al., Sports Med 2010).
그렇다면 왜 카르노신 자체를 복용하지 않을까요? 사람의 혈액에는 존재하지만 골격근에는 없는 카르노시나제(carnosinase) 효소가 경구 복용한 카르노신의 상당 부분을 근육에 도달하기 전에 분해하기 때문입니다. 영장류가 아닌 대부분의 포유류에는 이 혈청 효소가 없으며, 이는 동물 대상 카르노신 연구 결과가 사람에게 그대로 적용되기 어려운 한 가지 이유입니다 (Trexler et al., JISSN 2015).
체내 작용 기전
흡수 및 혈장 농도
최초의 인체 약동학 연구에서는 단일 경구 용량의 베타알라닌 또는 이에 상응하는 양을 공급하는 닭고기 수프를 투여했습니다 (Harris et al., Amino Acids 2006):
| 용량 | 최고 혈장 베타알라닌 농도 |
|---|---|
| 10 mg/kg | 47 µmol/L |
| 20 mg/kg | 374 µmol/L |
| 40 mg/kg | 833 µmol/L |
| 닭고기 수프, ≈40 mg/kg 상당량 | 428 µmol/L |
혈장 수치는 2시간 이내에 기저치로 돌아왔으며, 각 용량 중 소변으로 배출된 양은 5% 미만이었습니다. 문헌상 반감기가 약 2시간으로 기재되는 것은 이처럼 짧은 혈장 내 체류 시간을 반영한 것입니다. 그러나 실제로 중요한 효과는 근육 내에 축적되는 카르노신이며, 이는 수주에 걸쳐 변화합니다.
제형에 따라 농도 곡선이 달라집니다. 건강한 성인 11명을 대상으로 한 단일맹검, 무작위 배정 세 그룹 임상시험에서는 용액 형태의 순수 베타알라닌 1.6 g과 서방형 정제 형태의 1.6 g을 비교했습니다 (Décombaz et al., Amino Acids 2012):
| 측정 지표 | 순수 용액 | 서방형 정제 |
|---|---|---|
| 최고 혈장 농도 | 248 µmol/L | 82 µmol/L |
| 최고 농도 도달 시간 | 0.5 h | 1.0 h |
| 총 노출량 (AUC) | 차이 없음 | 차이 없음 |
| 소변 배출량 | 663 µmol | 202 µmol |
| 전신 보유율 | 96.3% | 98.9% |
근육 내 카르노신 축적
매일 보충제를 섭취하면 용량 의존적으로 근육 내 카르노신 수치가 상승합니다. 초기 생검 연구에서 측정된 반응은 다음과 같습니다:
| 연구 | 일일 용량 | 기간 | 근육 내 카르노신 변화 |
|---|---|---|---|
| Harris et al. 2006 | 3.2 g | 4주 | +42.1% |
| Harris et al. 2006 | 6.4 g | 4주 | +64.2% |
| Hill et al. 2007 | 매일 보충 (CarnoSyn) | 4주 | +58.8% |
| Hill et al. 2007 | 매일 보충 (CarnoSyn) | 10주 | +80.1% |
젊은 남성 31명을 대상으로 한 위약 대조 임상시험에서는 자기공명분광법을 이용해 카르노신을 반복 측정했습니다 (Stellingwerff et al., Amino Acids 2012). 그 결과는 다음과 같습니다:
- 1.6 g/일 투여 시 2주 이내에 카르노신이 유의하게 증가했습니다.
- 증가량은 총 섭취량에만 의존했으며, 베타알라닌 100 g당 습윤 근육 기준 약 2.01 mmol/kg씩 증가했습니다. 기저 카르노신 수치, 근육 유형 또는 1.6–3.2 g 범위 내의 일일 용량에는 영향을 받지 않았습니다.
- 복용 중단 후 카르노신은 주당 약 2%씩 서서히 감소했습니다.
카르노신과 운동 수행 능력의 관계
Hill 연구에서는 남성 13명이 베타알라닌을 복용하고 조건을 맞춘 남성 12명이 위약을 복용했습니다. 최대 파워의 110%로 탈진할 때까지 진행한 사이클링 검사에서 총 작업량은 4주 후 13.0% 증가했으며, 10주 시점에는 추가로 3.2% 더 증가했습니다. 위약군에서는 총 작업량에 변화가 없었으며, 수행 능력 향상은 근육 내 카르노신 증가와 궤를 같이했습니다 (Hill et al., Amino Acids 2007). 아래에 소개할 대규모 분석들에 따르면, 여러 연구 전반에 걸친 효과는 이보다 작으며 운동 유형에 따라 달라집니다.
ISSN은 개인 간 반응 차이가 크다는 점을 지적합니다. 해당 입장문에 인용된 한 연구에서는 5–6주 동안 4.8 g/일을 복용했을 때 ’고반응군’은 카르노신이 평균 55% 증가한 반면, ’저반응군’은 15% 증가했습니다. 복용 중단 후 기저치로 돌아오는 데는 6–15주가 걸렸습니다 (Trexler et al., JISSN 2015).
규제 현황
미국에서 베타알라닌은 식이보충제로 판매됩니다. 식이보충제 건강 및 교육법(DSHEA)에 따라 FDA는 식이보충제가 시판되기 전에 이를 승인할 권한이 없으며, 제품이 불순물에 오염되거나 허위 표시되지 않도록 보장할 책임은 제조업체에 있습니다 (FDA).
베타알라닌은 세계반도핑기구 (WADA) 2026 금지목록에 포함되어 있지 않습니다. 2018 국제올림픽위원회(IOC) 합의 성명서는 카페인, 크레아틴, 질산염, 중탄산나트륨과 함께 잠재적 이점에 대한 근거가 있는 소수의 운동 수행 능력 보충제 중 하나로 베타알라닌을 등재하고 있습니다 (Maughan et al., BJSM 2018).
연구 결과
주요 연구 용량
두 가지 주요 합의 문서는 연구 문헌을 바탕으로 다음과 같은 복용법을 기술하고 있습니다:
| 출처 | 기술된 용량 | 기간 |
|---|---|---|
| ISSN 공식 입장문 2015 | 4–6 g/일, 2 g 이하의 용량으로 분할 복용 | 최소 2–4주; 2주 시점에 카르노신 ≈20–30% 상승, 4주 시점에 ≈40–60% 상승 |
| IOC 합의 성명 2018 | 하루 체중 kg당 ≈65 mg, 3–4시간마다 0.8–1.6 g씩 분할 복용 | 10–12주 |
두 문서 모두 베타알라닌을 수주에 걸쳐 매일 복용하는 축적형(로딩) 보충제로 다룹니다. ISSN은 단일 고용량 복용이 운동 수행 능력을 향상시키지 못했으며 더 강한 피부 저림만 유발한다고 언급합니다.
운동 용량 및 수행 능력
가장 대규모의 메타분석은 참가자 1,461명을 대상으로 한 40건의 이중맹검, 위약 대조 연구를 포함했습니다 (Saunders et al., BJSM 2017):
| 분석 항목 | 효과 크기 (95% CI) |
|---|---|
| 위약 대비 전체 효과 | 0.18 (0.08–0.28) |
| 운동 용량 검사, 0.5–10분 (예: 탈진 시까지의 시간) | 0.50 (0.25–0.75) |
| 수행 능력 검사, 0.5–10분 (예: 타임 트라이얼) | 0.11 (−0.20–0.42) |
| 베타알라닌 + 중탄산나트륨 병용 대 위약 | 0.43 (0.22–0.64) |
효과 크기 0.18은 일반적인 기준으로 볼 때 작은 수준입니다. 이점은 운동 지속 시간에 따라 달랐으며, 기록 단축을 겨루는 경주보다는 정해진 끝없이 ‘할 수 없을 때까지 계속하는’ 형태의 검사에서 가장 뚜렷했습니다. 훈련 수준과 총 베타알라닌 섭취량은 효과에 영향을 미치지 않았습니다.
참가자 360명을 대상으로 한 15건의 연구를 분석한 이전 메타분석에서도 유사한 결과가 도출되었습니다 (Hobson et al., Amino Acids 2012):
- 60–240초 동안 지속되는 운동과 240초를 초과하는 운동에서 수행 능력이 향상되었습니다.
- 60초 미만의 운동에서는 향상되지 않았습니다.
- 총 섭취량 중앙값 179 g에서 향상률 중앙값은 2.85%였습니다.
IOC 합의 성명서는 30초에서 10분 사이의 지속적 및 간헐적 운동 과제에서 기대할 수 있는 향상 폭이 약 0.2–3%로 작지만 잠재적으로 의미가 있을 수 있다고 설명합니다. 또한 개인 간 편차가 크고, 잘 훈련된 선수에서는 이점을 얻기가 더 어려워 보인다는 점도 지적합니다 (Maughan et al., BJSM 2018).
보다 최근의 분석들은 이를 더욱 구체화합니다:
| 메타분석 | 대상 집단 | 주요 결과 |
|---|---|---|
| Georgiou et al., IJSNEM 2024 | 18건의 임상시험, 18–40세의 훈련된 남성 331명, 0.5–10분간의 최대 강도 운동 | ES 0.39 (95% CI 0.09–0.69); 4–10분 운동 ES 0.55 (0.07–1.04); 5.6–6.4 g/일 ES 0.35 (0.09–0.62) |
| Liang et al., Front Nutr 2026 | 반복 스프린트에 관한 17건의 무작위 배정 임상시험 | 평균 스프린트 수행 능력(SMD −0.02, 95% CI −0.21–0.17), 최고 수행 능력 또는 피로도에 효과 없음 |
| Gu et al., Front Nutr 2026 | 11건의 무작위 배정 임상시험, 여성 312명 | 탈진 시까지의 시간 향상(SMD 0.49, 95% CI 0.20–0.79); 최고 파워, VO₂max 또는 체지방에는 뚜렷한 효과 없음; 근거 확실성 매우 낮음 |
근력 및 근육량
이 분야는 근거가 가장 빈약합니다. ISSN은 저항성 훈련 임상시험들을 검토한 결과 일관되지 않은 결과를 확인했습니다 (Trexler et al., JISSN 2015):
- 일부 4주 연구에서는 유의한 근력 증가 없이 훈련 볼륨 증가나 피로도 감소를 보고했습니다.
- 한 10주 훈련 연구에서는 베타알라닌군과 위약군에서 근력과 체성분이 동일하게 향상되었습니다.
- 크레아틴 단독, 크레아틴과 베타알라닌 병용, 또는 위약을 비교한 10주 임상시험에서 베타알라닌 추가는 크레아틴 단독 복용보다 근력을 유의하게 더 향상시키지 못했습니다.
ISSN은 베타알라닌이 훈련 볼륨을 늘릴 수는 있으나, 현재까지의 연구에서는 근력 향상에 대한 추가적인 이점을 보여주지 못한다고 결론지었습니다. 베타알라닌은 단백동화(아나볼릭) 물질이 아닙니다. 이 물질은 근육 내 카르노신을 통해 작용하며, 검토된 임상시험들에서 위약 대비 추가적인 근육량이나 근력 증가를 보여주지 못했습니다. 크레아틴에 대해서는 크레아틴 모노하이드레이트 페이지를 참조하십시오.
기타 제안된 용도
카르노신과 베타알라닌은 당뇨병과 같은 대사 질환에 대해서도 연구되었습니다. 2021년의 한 메타분석은 카르노신과 베타알라닌을 통합하여 분석했으며 단 4건의 인체 연구만을 확인했습니다. 이 분석은 중등도의 확실성으로 공복 혈당과 HbA1c 감소를 추정했으나, 이 두 보충제를 분리하여 분석하지는 않았습니다 (Matthews et al., Adv Nutr 2021). 이러한 결과는 예비 단계이며 베타알라닌을 치료제로 확립하지는 못합니다.
부작용 및 위험성
감각이상 (저림 및 따끔거림)
보통 얼굴, 목, 팔, 몸통 또는 손등에 ‘바늘로 찌르는 듯한’ 느낌으로 나타나는 피부 저림은 베타알라닌과 일관되게 연관된 유일한 부작용입니다. 인체 연구 101건과 동물 연구 50건을 대상으로 한 체계적 위험성 평가에서는 위약 대비 베타알라닌 복용 시 감각이상 발생 교차비를 8.9(95% 신빙구간 2.2–32.6)로 추정했습니다 (Dolan et al., Adv Nutr 2019).
연구에서 이에 대해 보고하는 바는 다음과 같습니다:
- 일반(비서방형) 베타알라닌을 단회 800 mg 초과 용량으로 복용할 때 흔히 나타나며 용량 의존적입니다 (Trexler et al., JISSN 2015).
- 용액 형태로 1.6 g을 복용한 후 증상이 빠르게 나타나 약 15분에 정점에 달했으며 혈장 농도 추이를 따랐습니다. 동일한 용량을 서방형 정제로 복용했을 때는 증상을 위약과 구별할 수 없었습니다 (Décombaz et al., Amino Acids 2012).
- 일반 제형의 경우 증상은 대개 60–90분 이내에 사라집니다. 제안된 기전은 피부에 있는 감각 신경 수용체(MrgD)의 활성화이며, ISSN은 이 저림 증상이 해롭다는 근거를 찾지 못했습니다.
IOC 합의 성명서는 또한 가능한 부작용으로 피부 발진을 언급하고 있습니다 (Maughan et al., BJSM 2018).
검사 수치 및 타우린
베타알라닌은 타우린과 동일한 수송체를 공유하기 때문에 근육 내 타우린을 고갈시킬 수 있다는 우려가 제기된 바 있습니다. 2019년 위험성 평가에서 확인된 결과는 다음과 같습니다 (Dolan et al., Adv Nutr 2019):
| 평가 항목 | 결과 |
|---|---|
| 중도 탈락률 | 위약과 유사함 |
| 알라닌 아미노전이효소 (ALT, 간 효소) | 소폭 증가(효과 크기 0.27), 평균값은 정상 범위 내에 충분히 머묾 |
| 사람의 근육 내 타우린 | 유의한 영향 없음 |
| 사람의 근육 내 히스티딘 | 유의한 영향 없음 |
| 설치류의 타우린 | 감소했으나, 식수에 3% 이상의 베타알라닌을 투여한 경우에만 해당 |
저자들은 연구에 사용된 용량의 베타알라닌이 참가자들에게 부정적인 영향을 미치지 않았다고 결론지었습니다. 해당 물질에 대해서는 타우린 페이지를 참조하십시오.
훨씬 더 높은 섭취량을 시험한 소규모 무작위 배정 임상시험에서는 취미로 운동하는 남성 10명에게 서방형 제형 15 g/일을 30일간 투여하고 9명에게 위약을 투여했습니다. 베타알라닌군에서 중성지방, LDL 콜레스테롤 및 요소질소가 기저치 대비 상승했으나 위약군과의 변화량 차이는 유의하지 않았습니다. 대부분의 참가자가 피부 저림을 보고했으며 거의 모든 참가자가 10점 척도에서 3 미만의 경미한 수준으로 평가했습니다 (Maestre-Hernández et al., Front Nutr 2023). 저자들은 고유량 섭취 시 혈액 지표에 대한 더 장기적인 연구가 필요하다고 촉구했습니다.
안전성 데이터의 한계
- 장기 사용. ISSN 공식 입장문 발표 시점을 기준으로 1년을 초과하는 사용에 대한 안전성 데이터는 없었습니다 (Trexler et al., JISSN 2015).
- 연구된 집단. 안전성에 관한 결론은 주로 건강한 참가자들을 대상으로 한 연구에서 도출되었습니다. 데이터가 부족한 임신부, 수유부, 어린이 또는 신장이나 간 질환이 있는 사람에서의 안전성은 확립되어 있지 않습니다.
품질 및 오염 문제
베타알라닌은 단독으로 복용하기보다 복합 성분 제품에 포함된 형태로 섭취하는 경우가 많습니다. 가장 많이 팔리는 상위 100개 프리워크아웃 보충제를 검토한 결과, 87%의 제품에 베타알라닌이 포함되어 있었으나 일회 제공량당 평균 함량은 2.0 g으로 축적 연구에서 사용된 용량보다 낮았습니다 (Jagim et al., Nutrients 2019). 해당 분석의 주요 내용은 다음과 같습니다:
- 제품들은 평균 18.4개의 성분을 함유하고 있었습니다.
- 성분의 44.3%는 개별 함량이 공개되지 않은 ‘고유 배합물(proprietary blends)’ 형태로 표기되어 있었습니다.
- 이러한 제품들은 대개 카페인도 함유하고 있었으며 평균 함량은 일회 제공량당 254 mg이었습니다.
FDA는 판매 전에 보충제를 승인하지 않으므로, 제품이 허위 표시되지 않도록 보장할 책임은 제조업체에 있습니다. IOC 합의 성명서는 선수들이 오염된 보충제를 통해 금지 약물을 의도치 않게 섭취할 수 있는 알려진 위험에 직면해 있다고 경고합니다 (Maughan et al., BJSM 2018).
핵심 요약
- 단백동화제가 아닌 카르노신 전구체. 베타알라닌은 호르몬을 통해서가 아니라 세포 내 산 완충제인 근육 카르노신 수치를 높임으로써 작용합니다.
- 서서히 축적되고 서서히 빠져나감. 매일 섭취할 경우 카르노신은 4주 동안 약 40–65%, 10주 시점에는 최대 ≈80%까지 상승하며, 복용 중단 후에는 주당 약 2%씩 감소합니다.
- 소폭의 운동 시간 특이적 이점. 메타분석에서는 주로 약 1–10분간 지속되는 운동에서 작은 전체 효과(ES 0.18)가 나타났으며, 반복 스프린트나 60초 미만의 운동에서는 이점이 확인되지 않았습니다.
- 뚜렷한 근력 또는 근육량 증가 효과 없음. 임상시험에서 훈련 볼륨이 증가할 가능성은 제시되었으나, 위약이나 크레아틴 단독 복용 대비 추가적인 근력 향상은 나타나지 않았습니다.
- 주요 부작용은 피부 저림. 감각이상 발생 확률은 위약의 약 아홉 배이며, 용량을 나누어 복용하거나 서방형 제형을 사용하면 이를 줄일 수 있습니다. 장기(1년 초과) 안전성 데이터는 부족합니다.
출처
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- Trexler ET, Smith-Ryan AE, Stout JR, et al. International society of sports nutrition position stand: Beta-Alanine. J Int Soc Sports Nutr. 2015;12:30. PubMed.
- Derave W, Everaert I, Beeckman S, Baguet A. Muscle carnosine metabolism and beta-alanine supplementation in relation to exercise and training. Sports Med. 2010;40(3):247–263. PubMed.
- Harris RC, Tallon MJ, Dunnett M, et al. The absorption of orally supplied beta-alanine and its effect on muscle carnosine synthesis in human vastus lateralis. Amino Acids. 2006;30(3):279–289. PubMed.
- Hill CA, Harris RC, Kim HJ, et al. Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity. Amino Acids. 2007;32(2):225–233. PubMed.
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- World Anti-Doping Agency. The 2026 Prohibited List. WADA 2026 Prohibited List.