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Exerc Sci. 2022;31(2):222-229

Publication date (electronic) : 2022 May 31

doi : https://doi.org/10.15857/ksep.2022.00080

Se-Young Seon, MS^1,†, Keun-Ok An, PhD^2,†, Kwang-Jin Lee, PhD^,3

¹MSC Exercise Center, Seoul, Korea

²Sport Medicine Major, Division of Sports, Korea National University of Transportation, Chungju, Korea

³Department of Physical Education, Chungbuk National University, Cheongju, Korea

선세영^1,†, 안근옥^2,†, 이광진^,3

¹MSC 운동센터

²한국교통대학교 스포츠학부 스포츠의학전공

³충북대학교 체육교육과

Corresponding author: Kwang-Jin Lee Tel +82-10-2535-7958 Fax +82-43-262-9322 E-mail lhzzang2@hanmail.net

*These authors contributed equally.

Received 2022 January 22; 2022 March 28; Accepted 2022 March 30.

Trans Abstract

서 론

운동 전 실시되는 준비운동(warm-up)은 부상의 위험을 줄이고 운동수행능력을 향상시키기 위해 실시된다[1–3]. 준비운동을 실시하는 가장 중요한 목적은 신체의 체온 상승이다. 체온의 상승은 근 섬유 내의 온도를 상승시키고 근육의 대사를 효율적으로 변화시킨다고 알려져 있다[4–6]. 준비운동의 효과를 최초로 보고한 Asmussen & Boje [7]는 모든 유기체(organism)의 온도가 일정 수준 상승할수록 효과적인 신체 활동을 할 수 있다고 보고하였다. 근 섬유 내의 온도가 1° 상승할수록 약 2-5%의 운동수행능력을 향상시키며[8], 근 섬유 내의 온도 상승은 힘의 생성과 강한 상관관계가 선행연구에서 입증되고 있으므로 근 섬유 내 온도를 상승시키는 것이 준비운동에서 중요한 핵심 요인이다[9].

지금까지 생활체육 및 피트니스 현장에서 이루어지는 보편적인 준비운동은 기본적인 유산소운동과 더불어 부상의 위험을 감소시키기 위한 정적 스트레칭(static stretching, SS)을 실시하는 것이다. SS는 긴장된 근육의 유연성을 증가시켜 관절운동범위(range of motion, ROM)의 향상을 도모하는 데 효과적이라는 이유와 특정 근육의 과 긴장성(hy-per stiffness)이 본 운동 시 부상 위험을 증가시킬 수 있다는 전통적인 인식에 의해 준비운동에 주로 사용되어 왔다[10,11]. 하지만 본 운동 전 SS가 연부 조직의 부상을 감소시킨다는 객관적인 증거가 없으며[12], 오히려 사전 준비운동에 SS를 포함하면 운동수행능력(예: 점프, 달리기)이 감소되는 연구결과가 지속적으로 보고되고 있다[11,13]. Chaabene et al. [11]는 SS 적용 후 과한 연부 조직의 이완이 근육과 건의 길이-장력 관계(length-tension relationship)에 변화를 일으키고 연부 조직의 강직도(stiffness)에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보고하였다. 연부 조직의 변화는 운동수행능력과 관련된 신장-단축 사이클(stretch-shortening cycle, SSC)에도 부정적인 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다[14–16].

그러므로 생활체육 및 피트니스 현장에서는 운동수행능력 향상을 위한 준비운동으로써 체온을 효과적으로 상승시키며, 연부 조직의 긍정적인 변화를 유도하는 동적 준비운동(dynamic warm-up, DW)을 권장하는 추세이다[4,5]. DW가 운동수행능력을 향상시키는 기전은 근 섬유 내의 온도를 효과적으로 상승시키며 이로 인해 에너지 대사의 효율성 증가 및 근 섬유의 신경전도속도(muscle fiber conduction velocity, MFCV)를 빠르게 증가시키는 것이다[17–19]. 또한 DW가 일시적으로 연부 조직의 강직도를 높여 이로 인해 운동수행능력을 증가시킨다는 생리학적 기전이 보고되고 있다[20].

한편, 자가근막이완(self-myofascial release, SMFR)은 근막 섬유의 유착을 해결하며, 근막의 기능 회복을 유도하고 근육 및 건 등 연부 조직의 신장성을 회복하는 데 사용된다고 알려져 있다[21]. SMFR은 특정 도구(예: form roller) 위에 자신의 체중을 이용하여 해당 부위에 압박을 가하는 형태로 실시되며, 이때 발생된 마찰력이 근막의 온도를 상승시키기 때문에 근막이 유체와 같은 형태를 취하도록 촉진한다[22]. SMFR의 적용을 통해 이완된 근막은 ROM을 증가시키고 운동수행력 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다[22–25]. 구체적으로 MacDonald et al. [22]이 보고한 연구에 따르면 SMFR 후 무릎관절의 ROM이 10.3% 증가하였으며, Behara & Jacobson [23]은 SMFR을 적용하고 1분 뒤 엉덩관절의 굴곡 ROM이 15.6% 증가되었다고 보고하였다. 또한, Peacook et al. [26]의 연구에서는 SMFR을 적용시킨 그룹이 DW를 적용한 그룹보다 수직점프(vertical jump, VJ) 및 민첩성, 최대근력과 같은 운동수행능력이 모두 높은 수준으로 향상되었으며, Mikesky et al. [27]와 Healey et al. [28]이 보고한 연구에서도 SMFR 적용 후 VJ가 향상되었다고 보고하였다.

앞서 언급한 바와 같이 SMFR과 DW는 운동수행능력의 향상과 더불어 ROM을 증가시켜 부상 위험까지 감소시킨다. 특히, DW와 SMFR 은 생활체육 및 피트니스 현장에서 매우 간편하게 사용할 수 있으며, 비용이 들지 않아 현장 적용성 차원에서 생활체육인들에게 권장될 필요가 있다. 하지만 DW 및 DW+SMFR을 결합하여 실시한 후 운동수행능력의 변화 및 연부조직의 강직도에 미치는 영향을 분석한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 DW 및 DW와 SMFR을 결합하여 적용하였을 때, 연부 조직의 강직도와 운동수행능력에 미치는 영향을 검증하여 생활체육인들에게 효율적인 준비운동 방법을 구체적으로 제시하는데 목적이 있다.

연구 방법

1. 연구 대상

이 연구는 최근 6개월간 수술 및 골절, 부상 경험이 없는 C 지역 소재의 대학생 남자 8명을 대상자로 선정하였다. 실험 전 모든 대상자에게 연구의 과정과 목적, 연구 참여로 인해 발생되는 이익과 위험에 대해 충분한 설명을 한 후 연구 참여 동의서에 서명을 받아 자발적으로 연구에 참여하였다. 연구 대상자의 신체적 특징은 Table 1과 같다.

Table 1.

Physical characteristics of the subjects

2. 연구 절차

이 연구는 8명의 대상자에게 운동 중재(exercise intervention)는 1차시기(1st period) DW 방법을 실시하고, 2주 후(washout period) 동일한 대상자에게 2차시기(2nd period) DW+SMFR을 실시하였다. 1차시기와 2차시기의 운동 중재를 제외한 나머지 전반적인 연구 절차는 동일하게 적용하였다. 세부적인 실험 순서는 연부 조직 강직도 검사(myoton)를 pre test 1로 측정하였으며, 운동손상예방을 위한 10분간 달리기(running)를 실시하였다. 그 후 운동수행능력 검사(30 m sprint, vertical jump)를 pre test 2로 실시하였다. 마지막으로 연부 조직 강직도 검사(myoton) 및 운동수행능력 검사(30 m sprint, vertical jump)를 post test 로 실시하였다. 이 연구 절차는 Fig. 1과 같다.

Fig. 1.

Experimental design.

3. 측정 항목

1) 연부조직 강직도

연부 조직의 강직도 측정은 근 긴장도 측정기(Myotonpro, Myoton AS, Estonia)를 이용하여 건과 근육의 강직도를 측정하였다(Fig. 2). Myotonpro는 연부 조직의 정량적 강직도를 측정하는 데 적합한 장비로 보고되고 있다[29,30]. 대상자의 발뒤꿈치힘줄과 장딴지근, 넙다리두갈래근은 엎드린 자세에서 측정하였으며, 무릎힘줄과 넙다리곧은근은 누운 자세에서 측정하였다. 근 긴장도 측정기의 probe를 사전 표시된 측정지점 피부 표면 위에 수직으로 놓은 후, 피부를 압박하여 측정 위치에 도달시켜 녹색불이 켜진 상태에서 측정하였다. 측정된 결과의 변인 중 3% 이상의 오차 범위가 나타날 경우 자료를 삭제하고 다시 측정하였다. Myotonpro의 5가지 측정 변인(frequency, stiffness, decre-ment, relaxation, creep) 중 생체역학적 특성을 나타내는 Stiffness를 자료에 활용하였다.

Fig. 2.

Myotonpro.

2) 운동수행능력 검사

(1) 30 m 전속력 달리기

30 m 전속력 달리기(30 m sprint)는 측정자의 신호에 출발하여 30 m 를 전력질주한 기록을 측정하였으며, 측정 전 부상 위험을 방지하기 위하여 70-80%의 속도로 1회 예행연습을 하였다. 총 2회를 실시하여 빠른 기록을 자료로 활용하였다.

(2) 수직 점프

VJ는 양팔의 움직임을 최대한 활용하는 점프(counter movement jump, CMJ)를 실시하였다(TKK-5406, TAKAI, Japan). 양발을 어깨너비로 벌린 후 최대 높이로 점프하도록 유도하였으며, 총 2회의 기록 중 가장 높은 기록을 자료로 활용하였다.

3) 동적 준비운동(dynamic warm-up, DW)

DW 프로그램은 Aguilar et al. [1]이 제안한 동적 준비운동 프로그램을 연구 목적에 맞게 수정 보완하여 실시하였다. DW는 1단계 동적 운동(동적 스트레칭, 민첩성, 평형성)과 2단계 신경 활성화(neural activation)를 위한 가속달리기로 구분되어 실시하였다. 10 m 간격으로 총 20 m의 표시 마커를 세워 놓은 후, 처음 10 m까지 1단계 동적 운동을 실시하였으며 10 m가 지난 후 20 m까지는 2단계 가속달리기를 수행하였다. 20 m까지 1단계 동적 운동과 2단계 가속달리기가 끝난 후 처음 위치로 회복하여 돌아오도록 하였다. 이 과정은 DW의 프로그램이 완료될 시까지 반복되었으며, 1단계 동적 운동과 2단계 가속달리기의 강도와 난이도는 프로그램이 진행됨에 따라 증가하였다. DW의 프로그램은 대상자들이 충분히 숙지할 수 있도록 측정자가 시범을 보인 후 반복 숙지하였다. DW의 세부사항(운동종류, 방법, 반복 횟수 및 강도)은 Table 2와 같다.

Table 2.

Dynamic warm-up program

4) 자가근막이완(self-myofascial release, SMFR)

폼롤러를 이용한 SMFR은 연부 조직의 강직도를 측정할 부위인 장딴지근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근 부위에 적용하였으며, 선행연구[31]에 따라 각 부위에 30초씩 실시하였다. 폼롤러에 해당 근육(장딴지근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근)의 중앙 부위를 올려놓은 후, 체중을 이용하여 주관적 통증 자각도(visual analogue scale, VAS) 기준 6-7 통증 강도로 압박하게 유도하였다[32].

연구 결과

1. 연부조직 강직도

DW 운동 중재 방법(1차시기)과 DW+SMFR 운동 중재 방법(2차시기)이 연부조직에 미치는 영향을 평가하기 위해 근 긴장도 측정기(myoton)를 사용하여 시기에 따른 차이를 분석하였다. 그 결과 장딴지근은 DW 운동 중재 방법에서 강직도가 유의하게 증가하였다. 또한, 넙다리곧은근의 경우 DW 운동 중재 방법과 DW+SMFR 운동 중재 방법에서 모두 유의하게 강직도가 증가하였다. 넙다리두갈래근은 DW+ SMFR 운동 중재 방법에서만 유의하게 강직도가 증가하였다. 그 외 다른 근육 및 건에서는 유의한 수준의 결과가 관찰되지 못하였다(Table 3).

Table 3.

Difference in muscle stiffness between DW and DW+SMFR

2. 운동수행능력

DW 운동 중재 방법(1차시기)과 DW+SMFR 운동 중재 방법(2차시기)이 운동수행능력에 미치는 영향을 평가하기 위해 30 m sprint 및 VJ 평가 방법을 사용하여 시기에 따른 차이를 분석하였다. 그 결과 Fig. 3에서 보여지듯 30 m sprint는 DW 운동 중재 방법과 DW+SMFR 운동 중재 방법에서 모두 유의한 수준으로 기록이 향상되었다. 하지만 VJ는 DW 운동 중재 방법과 DW+SMFR 운동 중재 방법 모두 통계적으로 유의한 수준의 기록이 관찰되지 못했다(Table 4).

Fig. 3.

30m sprint rader plot before and after the experiment.

Table 4.

Difference in 30 m sprint and vertical jump between DW and DW+SMFR

논 의

중강도 이상의 DW는 근육 및 건과 같은 연부 조직의 강직도를 상승시킨다고 알려져 왔다[20]. 연부 조직의 강직도 상승은 고강도 준비운동 프로그램이 일시적으로 운동수행능력을 향상시키는 기전인 근 활성화 후 상승효과(post activation performance enhancement, PAPE)를 위한 생리학적 기전 중 하나이다[20,33]. 근 수축 직후 발생하는 연부 조직의 강직도 변화는 척수(spinal cord) 수준의 흥분성 즉, 운동뉴런(motoneuron)의 생산량(output) 증가에 의해 발생하며 연부 조직 내 혈류 및 수분량의 상승이 강직도를 증가시키는 주된 원인으로 보고되고 있다[20,34].

특히, Lin et al. [35]은 dynamic stretching (DS)과 DS+VFR (vibration foam rolling)의 효과를 비교한 결과, DS는 넙다리네갈래근과 장딴지근의 강직도를 증가시켰으며, DS+VFR은 넙다리네갈래근의 강직도를 감소시킨 것으로 보고하였다. 반면 Meerits et al. [36]은 동적 스트레칭이 넙다리두갈래근과 반힘줄모양근의 강직도 변화에 영향을 미치지 못했다고 보고하였다. 이 연구에서 DW 운동 중재 방법은 장딴지근과 넙다리곧은근, DW+SMFR 운동 중재 방법은 넙다리곧은근과 넙다리두갈래근의 강직도에서 유의하게 증가하였다. 따라서 선행연구를 포함한 모든 연구에서 근육의 강직도의 변화가 다르게 나타났으며, 준비운동의 강도, 방법 및 시간 등이 근육의 강직도 변화에 다르게 영향을 미쳤을 가능성이 있다.

한편, 일반적으로 플라이오메트릭 동작 후의 런닝은 힘줄의 강직도를 증가시키며, 탄성 에너지의 저장 및 방출량을 높여 점프와 같은 폭발적인 움직임을 강화시킨다[37]. 특히 Bohm et al. [38]은 높은 강도의 훈련은 낮은 강도의 훈련보다 강하고 빠른 힘줄의 적응을 발생시킨다고 보고하였다. 또한 준비운동 프로그램의 유형에 따른 힘줄의 강직도를 측정한 Pieters et al. [39]은 플라이오메트릭 형태의 준비운동이 발뒤꿈치힘줄의 혈류량 및 강직도를 증가시킨다고 보고하였다. 이 연구에서 DW와 DW+SMFR 운동 중재 방법은 발뒤꿈치힘줄과 무릎힘줄의 강직도 변화에 긍정적인 영향을 주지 못하였다. Park et al. [37]은 정적 및 동적 준비운동이 힘줄의 강직도에 긍정적인 효과가 나타나지 않았다고 보고하면서 힘줄의 강직도 변화에 필요한 강도 높은 준비운동 프로그램을 적용할 것을 제안하였다. 즉, 점프가 포함된 준비운동을 실시한 선행연구에서는 힘줄의 강직도 상승이 관찰된 반면[40], 이 연구에서는 점프와 같은 동작이 포함되지 않은 DW 및 DW+SMFR을 실시하였기에 강직도 상승이 관찰되지 않았다고 판단된다.

한편, McMillian et al. [14] 등은 세 가지의 준비운동이 운동수행능력에 미치는 영향을 관찰한 결과 DW 그룹이 NW (no warm-up) 및 SW (static warm-up) 그룹보다 t-test 및 5-step jump, 메디신볼 던지기 검사에서 유의하게 향상되었다고 보고하였으며, DW 그룹이 NW와 SW 그룹보다 높은 수준의 평균 파워(average power)를 기록하였다[41]. 또한 Bojsen et al. [42]와 Kubo et al. [43]이 보고한 연구에서 발뒤꿈치힘줄과 무릎힘줄의 강직도는 점프력과 유의한 수준의 상관관계가 관찰되었으며, Chelly & Denis [44]가 보고한 연구에서는 하지 연부 조직의 강직도가 높을수록 sprint 능력에 긍정적인 효과를 미친다고 주장하였다. 이 연구에서 측정된 운동수행능력은 DW와 DW+SMFR 운동 중재 방법을 적용한 그룹 모두에서 30 m sprint 기록이 유의한 수준으로 기록이 향상되었다. 하지만 VJ에서는 두 그룹 모두 유의한 수준의 기록 향상이 나타나지 않았다. 연부 조직의 강직도 증가로 운동수행능력이 향상된다는 직접적인 관계를 파악하기에 이 연구의 방법으로는 어려움이 있지만 높은 강도로 실시된 DW가 근육 강직도 상승에 영향을 미쳤을 가능성이 있으며, 이로 인해 30 m sprint 기록을 향상시킨 것으로 유추할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 Pieters et al. [39]의 선행연구의 준비운동 방법인 플라이오메트릭성 점프 훈련이 포함된 준비운동 방법으로 힘줄의 강직도를 증가시켰지만, 이 연구의 준비운동 방법에는 플라이오메트릭성 동작이 포함되지 않았기 때문에 힘줄의 강직도 상승이 나타나지 않았으며, 이로 인해 VJ에 아무런 영향을 주지 못했다고 판단된다.

결 론

이 연구에서 DW 운동 중재 방법은 장딴지근과 넙다리곧은근의 연부조직 강직도의 증가 및 30 m sprint 기록 향상에 효과가 있었다. 또한, DW+SMFR 운동 중재 방법은 넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근의 연부조직 강직도의 증가 및 30 m sprint 기록 향상에 효과가 있었다. 따라서 30 m sprint가 반복적으로 수행되는 필드 종목의 경기력 향상을 위한 준비운동 프로그램으로 이 연구에서 제시된 DW 또는 DW+SMFR 의 현장 적용이 가능하다. 추후 연구에서는 다양한 대상자, 더 많은 연구 표본 수, DW 및 DW+SMFR의 장기간 적용과 함께 힘줄의 강직도 변화를 주는 DW 프로그램의 개발을 통해 VJ에 미치는 효과에 대해 규명할 것을 제안한다.

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