스포츠 상해의 회복을 위해서는 많은 시간과 비용 그리고 처치에 따른 어려움이 동반되므로 경제적인 측면과 함께 의학적인 측면이 고려되는 예방적인 전략이 요구된다[1].

스포츠 상해 예방을 위하여 일반적으로 적용되는 방법은 적절한 준비운동의 수행이며[2–5], 크게 두 가지로 구분된다[4]. 한 가지는 자발적인 신체활동(조깅, 사이클링 등)을 통하여 체온 상승을 유도하는 능동적 준비운동(active warm-up)이며[6–9], 다른 하나는 외부요인(온수샤워, 온열팩 등)에 의해 근육 온도의 상승이나 심부체온 상승이 일어나 는 수동적 준비운동(passive warm-up) 방법이다[7,10–12]. 선행연구에 따르면 저항성 운동 전 20분간의 에르고미터 사이클 준비운동을 실시한 그룹에서는 근육 통증(muscle soreness)을 예방하는 데 효과가 있다고 나타났으며[8], 지연성 근육통(delayed onset muscle soreness)을 예방하기 위해 조깅, 사이클과 같은 준비운동을 실시해야 한다고 보고되었다[9]. 또한 온수샤워, 온열팩 등과 같은 외적인 수단에 의한 수동적 준비운동은 격렬한 운동으로 유발된 근육손상(muscle damage)을 보호하는 데 효과적이다[11,12]. 일반적으로 만성 손상 시 적용되는 온열요법은 통증 제거, 근육 및 인대의 유연성 증가 효과가 있으며, 환자의 기능적인 상태를 최상의 컨디션으로 만드는 데 목적이 있다[13–16]. 뿐만 아니라, 조직 온도를 상승시키고, 국소적용부위의 혈관확장을 통하여 혈류량을 증가시키며, 교원 조직의 물리적 변화와 대사 활동 증가, 신경 반응 변화, 근골격계 활동의 변화를 야기시키는 것으로 보고된다[15–20]. 이러한 관점에서 온열요법은 격렬한 운동으로 인해 야기된 근육손상을 회복시키는 방법으로 적용될 수 있다[21]. 근육손상(muscle damage)은 급성 근육통(acute muscle soreness)[22] 및 지연성 근육통(delayed onset muscle soreness)[22,23]을 동반하며 근기능[24], 관절가동범위(range of motion)[25], 최대 수의근력[25] 감소를 일으킨다. 특히 고강도 근력운동으로 유발된 근육손상은 고유 수용성 감각(proprioception)을 감소시켜 힘의 인식과 동작의 움직임에 변화[26,27]를 가져오기 때문에 근육손상의 회복을 위한 처치 방법과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다[21,28]. 이전 연구에 따르면 운동 전 온열 적용은 원심성 수축 운동(eccentric contraction exercise)으로 유발된 근육 손상을 보호하는 데 효과적이라고 보고하였다[11,12]. 또한, 온열 적용을 받지 않은 그룹과 비교했을 때 온열 그룹에서는 운동 후 1일에서 4일 사이의 최대 수의근력이 유의하게 증가하였고 근육 통증이 낮은 결과를 보였다[12]. 운동 전 온열 적용은 근육의 온도가 상승함에 따라 근수축 속도에 이점이 있는 반면에, 근육이 수축하는 동안 힘의 산출량이 증가함으로써 근피로율 또한 증가하게 되기도 한다[29]. 따라서, 온열 적용이 근활성도 및 근육손상 지표에 미치는 영향을 알아보기 위하여 원심성 수축과 구심성 수축(concentric contraction)으로 이루어진 운동을 적용하는 것이 효율적이라 제안된다.

본 연구에서는 온열팩을 이용한 일회성 처치의 효과를 입증하고, 경기력 향상 및 스포츠 상해 예방을 위한 준비운동을 보다 편리하고 전략적으로 효과적인 처치를 할 수 있도록 근활성도(중앙주파수: medi-an frequency, MDF)와 혈액학적 분석(creatine kinase, CK), (lactate de-hydrogenase, LDH)을 통해 온열 적용에 관한 모델링을 제시하고자 한다. 따라서, 본 연구의 목적은 저항성 운동 전 일회성 온열 처치가 근활성도, 근육통증, CK, LDH와 같은 근육손상 지표에 미치는 영향을 조사하는 것이다.

본 연구는 근손상 유도 프로토콜을 적용 후, 온열 처치가 근활성도와 근피로에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 준비운동은 체온 상승에 의한 파워 증대, 호흡 순환계의 적응력 향상, 신경기능의 항진, 신체 각 관절의 유연성 증가 등 다양한 이점과 운동 시 발생할 수 있는 상해 예방 효과가 있지만[2,3,5,6,41], 준비운동의 효율성에 대해서는 논란의 여지가 많다.

선행 연구를 살펴보면, 10분 동안 준비운동을 시행하였을 때 지연성 근육통을 감소시켰지만 그 차이는 크지 않은 것으로 보고되었으며[42], 15분 동안의 준비운동은 신장성 운동 후 근육통을 완화시키는 데 효과가 있는 것으로 나타났다[43]. 더 오랜 시간 준비운동을 시행하였을 때 지연성 근육통 예방에 대한 더 큰 효과를 갖는다고 하였다[44]. 온열팩 처치는 passive warm-up의 형태로 제시되며, 40°C 온열패드를 20분 동안 적용시키는 것이 온열요법의 일반적인 형태로 알려져 있다[45]. 사실, 온열은 수천 년 동안 치료에 사용되어져 왔는데, 즉각적인 통증 완화를 제공하며, 손상 후 순환을 증가시켜 치유 과정을 촉진시킨다[17]. 이러한 이유 때문에 온열은 연부조직 손상으로 인한 통증뿐 아니라 관절 및 근육의 여러 형태의 통증에서 대중적으로 사용되고 있다[46]. 열의 또 다른 효과는 혈액순환을 증가시키는 기능이다. 통각수용기와 TRPV 같은 수용체들은 열에 반응하여 혈류를 증가시킨다. 열에 대한 초기 반응은 순환을 증진시키는 것과 관련이 있는 물질 P와 칼시토닌 G 관련 펩타이드의 연결을 해제시키는 감각신경을 통해 매개한다. 혈류순환의 증가는 조직을 열로부터 보호하고 손상된 조직의 회복에 필수적이다[47]. 본 연구와 유사한 결과를 보인 선행연구에 따르면 만성요통환자(chronic low back pain)에게 2시간 동안 온열요법을 적용한 결과, 척추세움근(erector spinae muscles)의 근활성도와 통증을 감소시킨 것으로 나타났으며 심리적인 요인의 변화에도 기인한다고 하였다[48]. 또한, Eisuke Hiruma et al. [45]의 연구에서는 20분 동안의 온열요법이 반복적인 종아리 근육 최대운동에서 유발된 지연성 근육통을 최소화시키지는 못하지만 즉각적으로 근육통을 줄이는 데에 도움이 된다고 보고하였다. 근손상 유도 프로토콜 적용 후 VAS를 이용한 대퇴부의 통증을 조사한 결과를 살펴보면, 온열팩을 적용한 그룹이 준비운동을 하지 않은 그룹과 준비운동을 한 그룹보다 유의하게 낮게 나타났다(p <.05). 운동 직후 회복기 1시간 동안 관찰하였기 때문에 지연성 통증의 감소 여부는 판단할 수 없지만 근피로 유발 후 즉각적으로 발생하는 근육통이 감소한 것으로 나타나 운동 전 온열 적용이 근육통 예방을 위해 현장에서 적용할 수 있음을 시사한다. 그러나 가장 일반적이고 보편화되어 있는 VAS만을 이용하여 통증을 조사하였기 때문에 결과를 일반화시키기에 제한이 따를 것으로 보인다. 또한, Lewis et al. [48]은 온열요법을 받은 그룹에서 심리적인 요인이 통증에 대한 값에 크게 작용하는 것으로 여겨지기 때문에 통증의 변화를 조사할 수 있는 객관적인 평가방법이 요구되는 것으로 보인다.

본 연구에서는 체온 상승 효과를 기대할 수 있는 준비운동 그룹과 온열 처치 그룹에서 MDF 값이 증가하였으며, 준비운동 미실시 그룹에서 넙다리곧은근의 유의한 감소가 나타났다. 근전도는 골격근의 기능적인 특성을 평가하기 위해서 비침습적으로 사용되며 편리하게 근육의 전기적 활동을 스펙트럼으로 분석할 수 있다[49]. Pereira et al. [50]의 연구에서 상완이두근에 극초단파를 16분 적용한 결과, 등척성 수축력과 근활성도는 감소하였고 MDF 값은 증가하였다. 증가된 MDF 값은 근피로가 감소하는 것을 의미하며[51], 이는 근육의 온도 상승에 따라 혈관확장이 일어나고 혈류량이 증가하여 근육에 혈액과 영양공급이 기인한 결과이다[52]. 또한, 근수축에 대한 운동 단위(motor unit)의 발화율이 증가하게 되어 근수축이 효율적으로 일어났기 때문일 것이다[53]. 본 연구에서의 준비운동 그룹과 온열요법 그룹에서 근피로도 감소의 요인으로 사료된다. 따라서, 근피로도 감소에서 준비운동과 온열요법 중재의 효과를 확인할 수 있었으며, 임상적 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 예측된다. 대부분의 선행 연구는 주로 운동 후 회복기에 온열 및 치료 적용에 대한 비교 연구를 보고하였다.

Rodrigues et al. [54]과 Machado et al. [55]의 연구에서는 LDH와 CK 값이 운동 후 회복기 24-72시간에 가장 높아지며 다양한 변화 추이를 보인다고 보고하였다. 본 연구에서는 세 그룹 모두 운동 직후 LDH와 CK값이 증가하였지만, 회복에 대한 양상은 다르게 나타났다. 운동 전과 비교했을 때, CK는 세 그룹 모두 회복 60분이 경과한 시점과 유의한 차이가 없었다. 하지만, LDH는 준비운동 미실시 그룹에서만 안정 시보다 유의하게 높은 상태가 지속되어(p <.05), 온열 적용이 LDH 값의 증가를 억제시키는 것으로 사료된다. 한 선행연구에 따르면 근손상 유도 프로토콜을 적용 후 저출력 레이저 치료(low level laser therapy, LLLT)를 적용하였을 때, 회복기 72시간 시점에 CK 값이 감소하였다[56]. 선행연구를 바탕으로 살펴보았을 때, 정확한 연구결과를 도출하기 위해 회복기 72시간 이후까지 근피로 지표의 변화 추이를 관찰할 필요가 있는 것으로 판단된다. 후속 연구에서 온열패드의 온도별, 시간별, 국소적 적용 여부와 외부환경 조절로 인한 전체 체온 상승을 유도 여부를 구분 지을 수 있는 비교 연구가 진행된다면 운동 전 처치를 통해 기대할 수 있는 여러 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것이라 예측된다.

경제적이고 사용이 편리한 온열 처치를 운동 전 적용하는 것만으로 운동으로 야기된 근피로로 인한 통증 조절에 효과가 있는 것으로 보이고 이는 상해 예방이나 경기력 향상을 위한 측면에서 간편한 프로그램 제시하는 데 도움이 될 것이다. 또한 근육이 최적의 상태로 운동 수행력을 증대시키기 위하여 온열팩 처치의 적용 시간이나 온도 측면에서 적용 방법을 고려하여 사용한다면 보다 안전하고 효율적으로 준비운동 전략을 수립할 수 있을 거라 제안한다.