전 세계 대부분의 국가는 고령화 사회를 넘어 초고령 사회로 진입하고 있으며, 대한민국은 2025년 기준으로 65세 이상 노인 인구가 전체 인구의 20%를 초과할 것으로 예측된다[1]. 인구 고령화에 따라 기대 수명은 증가했지만 이는 노화로 인한 생리적 기능 저하, 질병 취약성 증가, 스트레스 적응력 감소 등 다양한 변화를 동반한다[2,3]. 이러한 변화는 건강수명 연장에 제약을 가져오며, 고령화 사회의 주요 과제로 대두되고 있다. 노화의 생물학적 지표는 심혈관계, 근골격계 기능 저하와 직접적 연관이 있으며, 특히 근감소증(sarcopenia)에 대한 관심이 증가하고 있다. 근감소는 노화 과정에서 불가피하게 발생하는 근육량, 근력, 그리고 근기능의 점진적인 감소를 의미한다[4]. 여러 종단 및 횡단적 선행연구에 따르면, 노화에 따른 골격근량 감소는 노인의 신체수행능력 저하와 밀접한 관계를 가지며, 노년기의 높은 신체수행능력은 노화 속도를 늦추고 건강수명을 연장하는데 기여하는 것으로 보고되고 있다[5,6].

반면 신체수행능력 저하 노인의 경우 활동량이 감소하고, 이로 인해 건강을 유지하는 데 필요한 요인들이 줄어들며 만성염증 유발과 대사성 질환 발생 위험이 증가하게 된다[7,8]. 또한, 신체수행능력은 일상생활 수행능력(Activities of Daily Living, ADL)과 밀접하게 관련되며, 옷 입기, 씻기, 식사하기와 같은 기본적인 활동에서 독립성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다[6]. 이는 기대수명과 건강수명 간의 격차를 확대시키는 주요 원인으로 작용하는 것으로 보고되고 있다[6-8]. 또한, 나이가 들면서 감각 기능과 신체 수행 능력이 저하되고, 중추신경계의 기능이 약화되면서 운동 협응력과 균형 능력이 감소하며, 결국 보행능력 손실로 이어지는데[7-9], 이러한 보행능력 손실은 신체활동량 감소, 낙상 및 골절 발생 증가 등의 문제와 함께 골격근량 감소를 가속화하는 결과를 초래하게 된다[8]. 이러한 문제를 해결하기 위해 정교한 운동 협응력과 추진력을 생성하는 하지 보행 근육군의 체계적인 분석이 요구된다[10].

노인의 운동수행능력은 단순히 사지의 골격근량에 의해 결정되는 것만이 아니라, 효율적인 신체 활동을 위해서 최적에 근육의 수축과 이완 과정에서 나타나는 생리 및 물리적 특성과도 밀접하게 연관되어 있다[11]. 근육의 생리 및 물리적 특성은 근육의 수축과 이완 시 길이에 따라 힘을 생성하는 길이-장력 관계, 근육이 생성하는 수축 속도에 따른 힘-속도 관계, 그리고 근육의 기계적 특성과 밀접한 관련을 가진 것으로 알려져있다[12]. 또한 노화로 인한 신경계 기능 저하는 운동 신호의 전도 속도 감소 및 신경근 접합부의 효율 저하를 초래하여, 운동 명령이 근섬유에 효과적으로 전달되는 능력을 저하시키며, 이는 근육의 수축 강도와 지속시간에 영향을 미쳐 근육의 긴장도와 강직성이 저하되게 된다[13]. 신경계 기능 저하는 근육의 피로를 증가시켜 근육의 탄력성과 회복 능력에 부정적인 영향을 미치며, 근육의 신경 자극을 감소시켜 힘 생성을 감소시키는 것으로 알려져 있다[13,14]. 이처럼 노화로 인한 신경계의 변화는 근육의 기계적 특성에 부정적 영향을 미치는 요인으로 운동 수행 능력 저하를 유발하는 주요한 요인으로 알려져 있다. 하지의 대표적 근육인 비복근과 전경골근은 보행 시 상호 협응을 통하여 추진력을 제공하고, 발목의 안정성을 유지하는 데 주요한 역할을 하게 된다[10]. 이와 같은 근기능은 단순히 근육량에 의해서 완성되는 것은 아니며, 근육의 기계적 특성에 의해 크게 좌우될 수 있다[15]. 근육의 기계적 특성에서는 근육의 긴장 수준, 근육의 탄력, 그리고 강성수준을 평가하며, 이를 근긴장도(muscle tone), 근탄성도(muscle decrement) 그리고 근강직도(muscle stiffness)로 표현하며 근육군별 적절한 균형을 이룰 때 비로소 최적에 근기능이 발휘되게 된다[12]. 노화로 인한 체지방 증가와 체내 결합조직 탈수는 골격근의 강직도와 탄성도를 감소시켜, 운동신경 동원의 감소를 초래하여 운동조절에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다[16]. 이처럼 노인의 건강한 일상생활 수행 유지를 위해 노화로 인해 변화되는 노인의 골격근량과 근육의 기계적 특성 간의 관계 분석이 요구된다[15,17]. 또한 골격근량과 노인이 안정적인 일상생활을 유지할 기초적 신체수행능력 간의 관계를 규명하여, 신체적 기능 저하의 예방 및 관리를 위한 골격근량의 영향력에 대한 분석이 필요하다.

따라서 본 연구는 여성 노인을 대상으로 사지골격근과 신체수행능력 및 하지 근육의 기계적 특성 간에 연관성을 규명하여 골격근량 변화에 따른 신체적 기능 및 하지 근육의 질 저하를 예방하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

여성 노인을 대상으로 ASM과 신체수행능력 및 하지 근육의 기계적 특성 간에 연관성을 분석한 결과, 노인의 ASM은 체중, BMI, 종아리둘레 그리고 TA Decrement와 정적 상관을 보이며, TA Tone, GM Tone, 그리고 GM Stiffness와는 부적 상관이 나타났다. 특히, 체중의 감소와 GM Stiffness 증가는 ASM 감소에 영향을 미치는 요인인 것으로 나타났다.

연령 관련된 근감소증(age-related sarcopenia)은 노인의 골격근량 감소를 동반하며, 이는 신체 수행 능력의 저하에 중대한 영향을 미친다[22]. 일상적인 활동을 위해서는 적절한 근력, 근파워, 근지구력 등 골격근의 운동 수행 능력이 필수적이며 이와 같은 근기능은 근육의 기계적 특성과의 밀접한 관련이 있다[23]. 노화는 모든 사람에게 발생하는 신경·생리 및 생화학적 변화로 특히 근육계에서 가장 명확한 영향을 미친다[24]. 본 연구결과 ASM과 체중에서 강력한 정적 상관관계(r=0.821, p =.001)가 나타났으며, 다중회귀분석 결과 체중이 1 kg 증가할 때 ASM 은 0.047 증가하는 것으로 나타났다. 적절한 영양 섭취와 운동은 골격근의 향상을 가져온다. 그러나 노인의 체중 증가는 주로 체지방 증가에서 비롯됨으로 체중이 증가하더라도 근육량이 감소하는 근감소성 비만(sarcopenic obesity)을 유의해야 한다. Shin et al. [25]의 연구에 따르면, 근감소증 노인은 건강한 노인에 비해 체지방률이 높게 나타나고, 낮은 체중, 허리둘레, 엉덩이둘레, 악력, 심폐지구력을 보이는 것으로 보고하고 있으며, 비만할수록 골격근량 감소가 두드러지게 나타나는 것으로 보고하고 있다. Song et al. [26]의 연구에서는 65세 이상의 여성을 대상으로 MRI와 DXA를 이용한 2년간의 신체구성 변화를 관찰한 결과 체중과 BMI는 변화가 없었으나, 총 근육량은 연평균 0.37 kg씩 유의미하게 감소했으며, 특히 하지 근육량의 감소가 두드러진 것으로 보고하였다. Visser et al. [27]의 연구에서는 70세 이상의 노인을 대상으로 DXA를 이용해 2년간 신체구성 변화를 관찰한 결과, 남녀 모두 비슷한 수준의 체중 감소를 보였지만 남자 노인에서는 총 골격근량과 사지 근육량이 크게 감소한 반면, 여성 노인에서는 하지 근육량의 감소가 두드러졌다고 보고하였다. Tyrovolas et al. [28]의 연구에서는 노인의 골격근량과 신체구성 관련 변인 간의 상관분석 결과 BMI에서 부적상관(r=-0.005)을 보였는데, 이를 체지방량의 감소에서 기인한 것으로 보고하였다. 이와 같은 선행연구 결과들은 여성 노인의 체중이 ASM과 밀접한 관계가 있음을 시사하고 있다.

노인은 체중감소는 근육 손실이 동반되는 경향을 나타냄에 따라 노년기의 체중조절은 신체 기능 저하를 초래하고 건강에 부정적인 영향을 미친다[29]. 또한 체중감량을 목적으로 극단적인 영양섭취 조절과 유산소성 운동은 근감소증과 더불어 체내 대사의 이상 및 호르몬 불균형 등을 초래할 수 있다[30]. Zouhal et al. [31]의 연구는 근육 합성과 관련하여 지나친 유산소성 운동은 스트레스 호르몬인 코르티솔(Cortisol) 수준을 상승 시키고 테스토스테론과 성장호르몬(Growth hormone)이 감소로 인해 근육 합성이 어려워 근감소증을 초래한 하였다고 보고하였다. 이러한 이유로 노인에게서 근감소 예방을 위해서는 단순히 유산소성 운동을 통한 체중 감량보다 체지방 감소와 근육 유지를 목표로 하고, 특히 저항성 운동과 근합성에 직접적인 영향을 주는 적절한 단백질, 비타민 D 그리고 오메가-3의 보조적 영양섭취를 통한 근육량 증가 및 유지를 도모하는 것이 근감소증 예방에 중요할 것 이라고 보고하고 있다[32].

인간의 근육은 비탄력성 콜라겐 성질을 가진 섬유로 구성되어 있으며, 이는 근육의 결합 조직인 근내막(Endomysium), 근주막(Perimysi-um), 근외막(Epimysium) 등을 포함한다[33]. 이러한 결합 조직은 티틴(titin), 데스민(desmin) 등의 구조단백질과 함께 근육의 탄성 및 운동성을 제공하고 있다[34]. 반면 근육 조직의 기질 감소 및 비대 등은 결합조직의 윤활감소, 근육 탄성 저하, 근육 강직 및 근육 위축 등을 유발하는 것으로 보고되고 있다[35]. 본 연구결과 ASM과 GM Stiffness에서 부적 상관관계(r=-0.404, p =.018)가 나타났으며, 다중 회귀분석 결과 비복근 강직도가 1 증가할 때 ASM은 0.004 감소하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 근육 감소와 근육의 강직도 간에 중요한 상관관계가 있음을 시사한다. Chai et al. [36]은 노인 여성과 젊은 여성의 허벅지 근육의 특성을 비교한 결과 반건양근(semitendinosus) 긴장도와 대퇴이두근(biceps femoris) 긴장도에서 노인 여성에서 유의미하게 높은 수준을 보이는 것으로 보고하고 있다. Zubac et al. [37]은 연령 증가에 따라 빠르고 강력한 근 수축에 관여하는 type II 근섬유의 기능이 저하되며, 이는 근육 강직도와 밀접하게 관련이 있다고 보고하였다. 이러한 근육의 강직도 증가는 연부조직의 유착과 밀접한 관련이 있으며, 이 같은 현상은 적절한 신체기능 수행에 어려움을 주는 것으로 알려져 있다. Noé Labata-Lezaun et al. [38]은 근육의 기계적 특성과 신체 수행 능력 간 상관관계를 분석한 결과, TUG (Timed Up and Go test)와 외측광근(Vastus Lateralis)의 강직도에서 부적 상관관계(r=-0.172, r=-0.067)를 나타낸 것으로 보고하고 있다. 또한, Xu et al. [39]의 연구결과 연령 증가로 인한 근육의 강직도는 노인여성의 근력과 관련이 있다고 하였으며, 근육의 강직 증가는 운동수행(performance) 측면에서 속도, 점프 높이 및 효율성과 관련이 있는 것으로 보고하고 있다[40]. 종합해 보면 근육의 기계적 특성이 균형을 이룰 때 근육은 최적의 기능을 발휘함에 따라 근육의 긴장도, 강직도 및 탄성도 등의 기계적 특성 관리가 절실히 요구됨을 시사한다.

또한, 노인의 하지 골격근량 감소는 근육의 높은 강직도를 유발하여 보행 시 추진력과 발의 가동성 및 안전성 기능을 제한하여, 보행 속도와 효율성에 영향을 미쳐 낙상 등을 유발하는 것으로 보고되고 있다[41]. 보행 시 추진과 발목 안전성에 중요한 역할을 하는 비복근과 전경골근에 대한 관리가 요구 된다. 두 근육은 서로 반대 되는 기능을 통해 안정적으로 보행 패턴을 조절 하며 추진구간(Toe off)에서 비복근은 발을 땅에서 밀어내는 족저굴곡(Plantar flexion)을 담당하며 추진력을 제공한다[42]. 전경골근 또한 발목의 배측굴곡(Dorsiflexion)을 통해 초기 유각기(Early swing), 중· 후기 유각기(mid-Late swing) 및 착지 구간(Heel Strike)에서 발목 움직임을 조절하면서 협응의 역할을 담당한다[10]. 그러나 노화가 진행 됨에 따라 근육 세포 내 탈수로 인한 비복근 등의 강직도 증가가 발생하며[43], 이로 인해 근육의 미세 연축의 유발과 같은 현상이 반복되면서 관절 통증과 뻣뻣한 근 통증을 유발하여 정상적인 보행 및 신체기능 수행의 문제가 발생한다[44]. 이러한 현상이 지속되면 관절 모양의 변형을 초래하여 골다공증, 골감소증 및 관절염을 포함한 뼈 건강에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다[45]. 이처럼 여성노인의 ASM 감소는 GM Stiffness를 동반하여 보행 시 추진력과 발목 안정성에 부정적 영향을 미칠 것으로 사료된다.

이와 같이 본 연구결과 여성노인의 지나친 체중 감량은 ASM 감소를 유도하여 근감소증 발병의 원인이 될 수 있으며, ASM 감소는 하지 근육의 기계적 특성, 특히 GM Stiffness에 부정적 영향을 미치며 보행의 추진력과 발목 안정성에 제한을 유도할 수 있을 것으로 사료된다. 나아가 이런 보행기능 저하는 노인의 낙상 유발, 일상생활 수행력 저하 등의 2차적 문제를 유발할 수 있을 것이다. 이에 최근 골격근량 증가와 근 강직도 감소를 위해 추천되고 있는 저항성, 유산소, 유연성 훈련이 통합된 복합구성훈련(multicomponent training)의 운동참여를 추천하는 바이다[46].

여성 노인의 사지골격근과 신체수행능력 및 하지 근육의 기계적 특성 간에 연관성을 규명하여 골격근량 변화에 따른 신체적 기능 및 하지 근육의 질 저하를 예방하기 위한 기초자료를 제시하고자 수행된 본 연구의 결론은 다음과 같다.

첫째, 여성노인의 체중 감소는 사지골격근 감소을 유발할 것이다.

둘째, 여성노인의 비복근의 근 강직도 증가는 사지골격근 감소를 유발할 것이다

본 연구 결과, 여성 노인의 과도한 체중 감소는 사지골격근 감소를 초래하며, 사지골격근량 감소는 비복근 강직도를 증가시켜 보행 능력에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있음을 시사한다.