4주간의 고지적응훈련과 4주간의 평지훈련이 국가대표 수영선수들의 혈액변화에 미치는 영향

석 사 학 위 논 문 지도 교수 조 현 철                    4주간의 고지적응훈련과 4주간의 평지훈련이 국가대표 수영선수들의 혈액변화에 미치는 영향 The Effect of 4 Weeks High-altitude and 4 Weeks Field Training Hemodynamic Response in National Swimming Athletes                                                                         용인대학교 체육과학대학원                                                                          체육과학학과 (운동처방전공)                                                                                      이    형    철                                                                                        2000년 6월 4주간의 고지적응훈련과 4주간의 평지훈련이 국가대표 수영선수들의 혈액변화에 미치는 영향 The Effect of 4 Weeks High-altitude and 4 Weeks Field Training Hemodynamic Response in National Swimming Athletes 본 연구의 목적은 4주간의 고지적응 훈련과 평지에서의 4주간 훈련이 국가대표 수영선수들의 혈액변화와 생리적 변화에 미치는 영향을 규명하기 위한 것이다. 본 연구의 대상은 국가대표 수영선수 남녀 각 6명씩 총 12명을 대상으로 안정시와 200m 운동직후, 회복 30분에 채혈과 측정을 실시하였다. 채혈된 혈액은 곧바로 자동혈액 분석기(Coulter STKS, Beckman, USA)로 분석하고 분석한 자료는 SPSS 통계 프로그램을 이용하여 Two-Way repeated로 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 심박수는 안정시를 제외한 운동직후와 회복기에 고지적응의 영향이 있는 것으로 나타났다. 2) 젖산농도는 안정시와 운동직후 및 회복기에 고지적응 효과가 있는 것으로 생각된다. 3) 고지적응 훈련이 혈액중 적혈구 수와 헤모글로빈 농도 등에서 유의한 증가를 나타났으나 평지 훈련후에는 원래 상태로 되돌아 와서 고지적응 훈련의 효과가 유지되지 않는 것으로 생각된다. 목 차 국문초록 Ⅰ. 서 론 1 1. 연구의 필요성 1 2. 연구 목적 4 3. 연구 가설 ....................................................................................................4 4. 연구의 제한점 5 Ⅱ. 이론적 배경 6 1. 심박수(Heart rate : HR) 6 2. 혈액(Blood) 7 3. 적혈구(Erythrocyte, red blood cell : RBC) 8 4. 백혈구(Leukocyte, White blood cell : WBC) 9 5. 헤모글로빈(Hemoglobin) 10 6. 젖산(Lactate) 11 7. 알부민(Albumin) 13 Ⅲ. 연구 방법 14 1. 연구 대상 14 2. 실험 설계 14 3. 실험 방법 15 4. 채혈 및 분석 15 5. 자료처리방법 15 Ⅳ. 연구 결과 16 Ⅴ. 논 의 26 Ⅵ. 결 론 34 참 고 문 헌 ........................................................................................ 35 ABSTRACT ...................................................................................... 42 - 표 목 차 - 표. 1 피험자들의 신체적인 특성 14 표. 2 훈련전, 4주간의 고지적응훈련과 4주간의 평지훈련후 안정시, 운동직후 및 회복시의 변화 16 표. 3 훈련전, 4주간 고지적응훈련후, 4주간 평지훈련후에 대한 심박수의 통계결과 17 표. 4 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 젖산의 통계결과 19 표. 5 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 알부민의 통계결과 21 표. 6 훈련전, 4주간의 고지적응훈련후 및 4주간 평지훈련후 혈액의 변화 21 표. 7 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 적혈구의 통계결과 22 표. 8 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 백혈구의 통계결과 23 표. 9 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구의 통계결과 23 표. 10 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구 혈색소의 통계결과 24 표. 11 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구 혈색소 농도의 통계결과 25 표. 12 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 헤모글로빈 농도의 통계결과 25 - 그 림 목 차 - 그림. 1 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 심박수변화 27 그림. 2 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 젖산농도 변화 29 그림. 3 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 알부민 변화 30 그림. 4 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 적혈구 변화 31 그림. 5 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 백혈구 변화 31 그림. 6 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 평균 적혈구 변화 31 그림. 7 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 평균 적혈구 혈색소 변화 32 그림. 8 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 평균 적혈구 혈색소 변화 33 그림. 9 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 헤모글로빈의 변화 33 Ⅰ. 서 론 1. 연구의 필요성 수영의 역사는 인간의 역사와 같다고 할 수 있으며, 현재에는 일반인의 건강 증진은 물론이고, 많은 선수들에 의해서 각 종목의 기록을 단축시키려는 목적으로 광범위하게 실시하고 있는 스포츠 종목이라고 할 수 있다. 과거에 비해서 현재에는 수영 기록 단축의 한계에 접근하고 있다고 해도 과언이 아니고, 이러한 한계에서 기록 단축을 위한 새로운 과학적이고 효과적인 훈련 방법의 모색이 에너지대사, 영양학적인 요구, 체온조절, 그리고 인체 역학적 기술개발 등 다양한 방면에서 이루어지고 있다. 현재까지 많은 부분에서 수영에 대한 연구들이 진행되어져 왔으나 생화학적인 변화들을 근거로 하여 훈련의 효과나 변화를 설명하기 시작한 것은 불과 몇 십 년 전이라고 할 수 있다. 초기의 많은 연구는 수영 후 유산소 능력의 향상에 관한 연구들이 집중적으로 이루어져 왔다. 운동 선수들에게 효과적이고 과학적인 트레이닝 프로그램을 처방하기 위해서는 그 경기종목에 알맞은 주에너지 시스템의 이해야말로 가장 기본적이고도 중요한 요인들 중의 하나이다. 수년간에 걸쳐 많은 연구자들이 다양한 스포츠 경기 종목에 요구되는 주에너지 시스템 분석을 위해 많은 연구들을 해왔으며 이는 에너지 대사의 연속성 개념으로서 잘 정립되어 왔다(Fox, 1986). 고지에서 인체 생리의 적응과 변화 현상에 관한 연구는 여러 분야에서 많은 학자들에게 중요한 관심의 대상이 되어 오고 있다. 고지에 대한 연구는 고산지인들, 등반인들 및 스포츠와 관계되는 고지훈련, 항공 의학 등의 분야에서 활발한 연구를 해 오고 있다. 이에 대한 대표적인 연구 보고를 살펴보면, 1920년대 영국의 생리학자인 Josep Barcroft가 페루의 고산지대에 거주하는 고산지인들을 연구하기 시작한 이래로 반세기가 넘게 많은 학자들이 이 문제를 조사해 오고 있으며, 미국의 San Marcos 대학은 Instiute of Anden Biology를 설립하여 고지에 관한 연구를 계속하고 있다 최근에는 펜실바니아 주립대학이 Peru의 Nunoa에 연구소를 만들어 고지에 관한 주요한 연구를 하고 있으며, 캘리포니아 대학의 연구팀도 White Mt.에 관한 연구의 주축되고 있다(이경제, 여남회, 1983). 현재 세계에는 4,000만 이상의 인구가 해수면으로부터 3,048m～5,486m의 높이에서 생활하고 있으며 이러한 높이를 지형학자들은 고지(High altitude)로 간주하고 있다. 해수면으로부터 위로 올라갈수록 기압은 점차적으로 감소하며 고지 5,486m에서의 기압은 해수면 절반인 380mmHg정도로 감소하게 된다. 고지에 따른 기압의 감소와 마찬가지로 동맥의 산소분압(Partial pressure of arterial oxygen)도 감소하므로서 해수면에서 생활하던 사람들이 고지에 체류하게 되면 고지환경에 적응하기 위한 생리적 변화과정을 경험하게 된다. 일반적으로 대부분의 경기는 해발 2,000～3,000m에 위치한 경기장에서 이루어지고 있기 때문에 고지(4,000m이상)에서 일어나는 생리, 생화학적 변화는 해발 2,000～3,000m 사이에 일어날 수 있는 상황과 같은 일관된 결과를 초래하지는 않는다. 그러나 해발 900m 지점부터 최대산소 섭취량이 유의하게 감소되는 연구결과(Terrados, 1988)를 근거로 한다면 이러한 고지에서의 적응정도와 방법 및 적응후의 신체의 변화에 대한 연구는 의의가 있을 것이다. 해발 2,290m(7,500ft)의 고지대인 멕시코시(Mexico City)로 1968년 올림픽 개최지가 결정된 이후 고지환경과 운동수행과의 관계에 대한 많은 관심과 함께 고지훈련이 유산소 운동수행능력에 미치는 영향을 중심으로 활발한 연구가 진행되어 왔다. 고지훈련에 의하여 적혈구와 헤모글로빈 농도의 증가에 의한 혈액의 산소운반능력이 향상되고(김진해 등, 1994; 1992; Mairbaurl, 1994; Daniels & Oldridge, 1970), 조직에서는 모세혈관의 밀도와 마이오글로빈 농도가 증가되어 조직내에서 산소이용능력이 향상되며, 유산소대사에 관여하는 효소의 활성도도 증가된다. 그러나, 고지훈련에 의한 유산소성 대사능력 향상에 관한 연구에 비하여 고지훈련이 무산소성 대사능력에 미치는 효과에 대한 연구는 많지않다. 특히, 수초에서 2분내에 완료되는 무산소성 파워가 절대적으로 요구되는 경기종목에 있어 무산소성 에너지 시스템의 효율적인 활용능력의 향상은 곧 선수 개인의 기록향상과 직결되는 중요한 요인들 중의 하나로 작용된다. 일부 선행 연구자들(Terrados 등, 1985; Mizuno 등, 1990)에 의하면 고지훈련에 의해서 무산소성 운동능력이 향상되었으며 그 주된 이유가 고지훈련후 해수면에 돌아왔을 때 산소부채의 증가에 따른 무산소성 에너지 공급 능력과 근육의 중화능력 향상에 의한 것으로 설명하고 있다. 그러나, 고지에서 3～4주 정도 체류한 후 평지로 되돌아 왔을 때 인간은 약 2～4주안에 순화에 의한 여러가지 궁극적인 생리적인 효과를 상실하게 된다고 하였다(정성태, 1976). 따라서 연구 계획을 통한 한 시즌중의 고지훈련후의 효과를 검토할 필요성은 중요하다고 생각된다. 현재 고지적응을 위한 적절한 장소로는 해발 1,900～2,000ｍ 사이가 대부분이고, 1,500m 이상 부하가 신체에 영향을 크게 미치기 시작한다는 것을 고려할 때, 지구성 능력을 높이기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 그러나 고지훈련을 보통 4～8주 정도 실시하고난 후 곧 바로 해발이 낮은 지역으로 이동하여 경기를 하는 것이 일반적인 방법으로 고지적응후에 원래 상태로 되돌아 오는 과정을 지금까지 추적한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구는 한국 남․녀 국가대표 수영선수들이 호주의 고지에서 4주간 전지훈련을 통한 고지적응 과정과 평지에서 4주간 훈련과정이 생리적변화와 혈액변화에 미치는 영향을 규명할 필요가 있어 본 연구를 시도하게 되었다. 2. 연구의 목적 본 연구의 목적은 4주간 고지적응 훈련과 평지에서 4주간의 훈련이 국가대표 수영선수들의 혈액변화에 미치는 영향을 규명하여 수영선수들의 훈련계획 구성 및 경기력 향상을 위한 기초 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 3. 연구 가설 본 연구의 목적에 부합하는 연구과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 연구 가설을 설정하였다. 1) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 HR에 영향을 미칠 것이다. 2) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 Lactate 농도에 영향을 미칠 것이다. 3) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 Albumin에 영향을 미칠 것이다. 4) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 Red Blood Cell에 영향을 미칠 것이다. 5) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 White Blood Cell에 영향을 미칠 것이다. 6) 4주간의 고지훈련과 4주간의 평지훈련이 Hemoglobin에 영향을 미칠 것이다. 4. 연구의 제한점 본 연구를 수행하는데 있어서의 제한점은 다음과 같다. 1) 본 연구를 수행하기 위한 피험자는 국가대표 수영선수들로 한정하였다. 2) 실험기간 중 피험자들의 생활습관 및 영양상태 등의 통제를 위해 노력하였으나 동일한 통제를 하는데는 다소 미흡한 점이 있었다. 3) 고지적응 장소를 1,500m 고지에 위치한 곳으로 한정하였다. 4) 평지훈련 장소로는 태릉선수촌으로 제한하였다. 5) 남녀 선수들의 트레이닝 프로그램은 시즌간 선수촌 훈련 계획대로 편성하였다. Ⅱ. 이론적 배경 1. 심박수(Heart rate: HR) 심박수는 생체의 변화를 민감하게 반영하며, 연령, 주위환경, 정서적 흥분상태와 같은 심리상태, 계절변화에 의한 기초대사의 변동, 피로상태 등에 따라 변화한다. 운동중 심박수 반응은 훈련의 효과를 평가하는 순환기능의 자료로 사용되기도 하며(Mathews & Fox, 1971), 격렬한 운동의 안정시, 운동시작전, 운동중, 운동직후 및 회복기 심박수를 측정해 보면, 운동직전에는 심박수가 예비증가현상을 나타내고 운동중에는 그 증가율이 점차 안정되어가며 운동직후에는 급격히 감소하고 이후 완만하게 안정시 수준으로 감소된다(이강평, 1984). 심박수와 운동의 관련성에 있어서 Brouha 등(1960)은 운동후 심박수의 회복율 증가는 훈련효과로서 심맥관계의 적응성을 나타낸다고 보고하고 트레이닝과 관련된 효과로 안정시의 서맥현상과 함께 운동중 동일강도에서 트레이닝이 되지않은 사람에 비해 증가현상이 감소된다고 하였다. 고지에서의 안정시 심박수는 일반적으로 해수면에서 보다 약간 높게 유지되다가 1주일 정도의 고지적응 기간이 경과되면 거의 안정시 수준으로 재 적응된다(Levine 등, 1991). Astrand 등(1958)은 처음 고지에서 도착할 때 약 15～30 best/min 정도 해수면보다 심박수가 높게 나타나지만 점차적으로 줄어드면서 해수면 상태와 거의 유사한 수준으로 나타난다고 보고 하고 있다. 운동중 최대심박수도 고지에서 장시간 체류할 경우 점차적으로 해수면에서 보다 낮아진다고 보고하고 있으며, 그 기전을 명확하게 설명할 수 없지만 저산소 상태에 오래 머무를 경우 부교감 신경활동의 증가에 의한 심박수의 감소가 주된 원인인 것으로 설명하고 있다(Cerretelli, 1976). 2. 혈액(Blood) 세포가 생명을 유지하고 기능을 발휘하기 위해서는 필요한 물질들을 공급받고 더 이상 필요치 아니한 물질은 제거되어야 한다. 세포의 물질교환은 주위 환경인 간질액과의 사이에서 이루어지므로 간질액은 세포에 적절한 환경을 만들고 있어야 한다. 심장의 펌프작용을 바탕으로 혈관내를 순환하면서 간질액과의 사이에 물질들을 교환하는 매체가 혈액(Blood)이다. 혈액이 생물진화상에 기여한 역할은 아주크며, 또한 신경, 호흡, 소화 등의 기본적 생리기능과 같은 비중으로 중요시 되고 있다. 혈액은 생체 내에서 다른 조직 또는 기관과 연관되어 중요한 기능을 한다. 즉 호흡기능을 도와 산소를 폐로부터 각 조직으로, 각 조직에서 나온 CO2를 폐로 이동하며, 소화기관(Digestive organ)에서 흡수한 영양물질을 각 기관과 조직세포로 운반하고 여기서 생성된 노폐물을 신장(Kidney), 폐(Lung), 피부(Skin) 및 장(Intestine) 등의 배설기관을 통해 배설시킨다. 체내에 들어온 이물질(Foreign body)이나 세균등에 대처하는 식작용(Phagocytosis) 및 항체(Antibody) 생성 기능도 보유하고 있으며, 산도를 조절하는 완충작용까지 지니고 있다(강희성 등,1997). 혈액은 80%가 물이며, 18%가 단백질이고, 나머지 2%가 다른 용질, 즉 지단백, 무기질 및 단백질이 아닌 질소화합물(Non-nitrogen protein) 등으로 구성되어 있다. 혈액 단백질은 혈액내에 있는 혈색소(Hemoglobin; Hb. 정상평균값은 15gm/100ml 혈액)와 혈구막을 구성하고 있는 기질(Stroma; 혈구막에 1%가 포함) 및 혈장 내에 있는 혈장단백질(Plasma protein; 정상평균값은 7gm/100ml 혈액) 등으로 대변 할 수 있다. 3. 적혈구(Erythrocyte, red blood cell : RBC) 고지대에서 처음 몇 주 동안은 순환하는 적혈구의 숫자가 증가한다. 고지대의 산소 결핍은 에리트로포이에틴(Erythropietin : 조혈 촉진호르몬)의 방출을 증가시킨다. 이 호르몬은 적혈구 생성을 촉진한다. 고지대에 도착해서 3시간 이내에 혈액의 적혈구 농도는 증가하며, 24～48시간 이내에 최고치에 이른다. 4,000m(13,120ft)에서 약 6개월 동안 살면 인간의 총 혈액양은 약 9-10%까지 증가하는데 이것은 고지대 생활에 따른 적혈구 생성의 자극 뿐만 아니라 혈장량 확대에 의해서도 이루어진다. 적혈구는 타의 조직 세포보다 수분 함유량이 적어 약 65%이다. 적혈구의 막은 혈구초질(Stroma)또는 Ghost라 부른다. 이것은 단백질과 지질의 복합체에서 만들어졌다. 적혈구로 이루어진 혈액양의 비율은 적혈구 용적율(헤마토크리트 : Hematocrit)이라고 부른다. 혈액 헤모글로빈 농도는 높은 위치에 살고 있는 거주자들에서 증가한다. 이러한 적응은 주어진 일정한 혈액양의 산소 운반능력을 향상시킨다. Red Blood Cell의 경우 Hwak(1944)에 의하면 보행시에는 적혈구가 12% 증가하며, 단거리 수영시에는 22.5%가 증가한다고 하였다. Beaument(1973)에 의하면 6～8분간 최대 운동 후에는 적혈구가 9%정도 증가한다고 하였고, 복싱 경기 시에는 안정시보다 12%증가하며 2라운드 후가 12.7% 그리고 3라운드 후에는 5.1% 증가한다고 하였다. 반대로 20일 동안 계속되는 마라톤 경기시 가성빈혈(Pseudoanemia)일 때는 70시간을 휴식한 후에도 적혈구는 회복되지 않는다고 하였는데, 이는 Erythropoietin의 작용기전이 억제되기 때문이라고 Rudolp(1981)등은 보고 하였다. Lesson(1976), Ham(1979), Bloom(1875)등에 의하면 RBC의 정상치는 남자는 5.0×106/㎣이고, 여자는 4.5×106/㎣정도이다. 그런데 RBC 수의 증가가 일시적으로 또는 증상적으로 올때는 Erythrocytosis(적혈구 용혈작용), 진행성으로 또는 병적으로 올때는 Erythremia라고 구별하여 부르기도 한다. 한편, 적혈구 수의 감소는 Oligocythemia라고 불러 엄격한 의미에서 빈혈과 구별되어야 한다. Anemia때는 적혈구 수가 감소되는 것이 사실이다. 이러한 사실을 토대로 볼 때 피검자의 운동후 적혈구 수가 감소하는 것은 운동으로 인한 스포츠성 빈혈(Sports anemia) 때문이다. 혈액성분 변화는 다른 체내 생리 변화와 마찬가지로 운동강도, 지속시간, 개인의 훈련수준에 따라 달라지는데 일반적으로 혈액성분은 단기간의 강도 높은 운동이 장시간의 낮은 강도의 운동시보다 변화폭이 크고 운동과정에서 인원질 분해가 약 67% 진척된 후 젖산이 체내에 축적되기 시작하며(Tamayo, 1984) ATP와 PC의 감소가 57% 수준에 이르면 젖산이 축적되기 시작하는데(Knuttgen & Bengt, 1972) 그 축적량이 증가하면 일시적 근피로 현상을 보이며 수축작용의 저하를 초래하고 pH의 감소를 동반하며 글리코겐의 분해가 억제되고 세포의 산성도를 증가시켜 효소의 활동을 억제하게 된다(Tesch, 1978). 4. 백혈구(Leukocyte, white blood cell : WBC) 백혈구(Leucocyte, white blood cell : WBC)는 보통 체세포와 같이 핵을 가지고 있으며, 그 크기는 적혈구보다 일반적으로 크다. 백혈구의 수효는 동일한 개체에서도 측정한 시각에 따라 변동이 심하다. 기초상태에서 성인의 백혈구 수는 1㎣의 혈액 속에 5,000～10,000개인데, 체내외의 환경이 조금만 달라지면 곧 8.000개 이상으로 증가된다. 즉 백혈구 수효는 일중 변동이 있기 때문에 백혈구 수효를 측정하려 할 경우에는 아침에 안정상태 즉, 충분히 수면을 취하고 활동하지 않은 상태에서 측정하여야 한다. 어른에서 백혈구의 정상치는 8,000/㎣이다. 그러나 신생아인 경우에는 백혈구의 정상치가 20,000/㎣이다. 백혈구의 형성장소는 골수와 림프절(Lymphatic node)이다. White blood cell의 경우 혈액 성분중 운동에 의하여 가장 민감하고, 변화의 폭이 큰 것이 백혈구이다. 근육운동이 혈액내 백혈구 증가에 영향을 미친다는 연구 결과는 Schultz(1983)에 의해 처음 보고되었고, Ahlborg(1967)의 실험 결과에 의하면 운동으로 인한 백혈구증다증(Leukocytosis)은 운동강도와 운동시간에 영향을 받는다고 하며, 격심한 운동을 할 때에는 혈액 1㎣당 백혈구 수가 약 6만개 정도까지도 증가된다고 하였다. 최용어(1986) 등은 근대 5종 경기에 관한 연구에서 수영 300m 자유형 경기에서는 평균 WBC는 38%나 증가하였고, 4km 크로스 컨트리 경기중 95% 정도, 사격 경기에서는 10%정도 증가한다고 보고하였다. 5. 헤모글로빈(Hemoglobin) 혈액 헤모글로빈 농도는 높은 위치에 살고 있는 거주자들에서 증가한다. 이러한 적응은 주어진 일정한 혈액양은 산소 운반능력을 향상시킨다. 헤모글로빈은 산소의 분압이 높은 곳에서는 극히 짧은 시간(0.01초 이내)내에 산소와 결합하여 산화 헤모글로빈(Oxyhemoglogin;HbO2)을 만들고, 산소의 분압이 낮은 곳에서는 쉽게 산소를 분리시켜서 환원 헤모글로빈(Deoxyhemoglobin)을 형성한다. 그러므로 헤모글로빈과 산소의 결합능력에 대한 산소의 분압변동을 추적한 곡선을 산소 해리곡선(Oxygen dissociation curve)이라고 한다. 이와 같은 성질 때문에 폐포(Pulmonary alveoli)에서는 쉽게 산소를 헤모글로빈에서 해리시키므로 산소 운반을 원활하게 할 수 있다. Hemoglobin이 1.9g/㎗이 감소되면 운동수행 능력이 감소될 뿐만 아니라 최대 운동시간도 29%나 감소된다고 보고하고 있다(안장영, 1987). 김창근, 박철빈(1984)의 보고에서는 헤모글로빈은 적혈구 용적과 적혈구 수, 헤마토크리트가 증가하는데도 불구하고 헤모글로빈의 변화는 없다고 하였다. 한국남자 운동선수들의 평균 헤모글로빈 함량은 독일, 오스트리아, 캐나다 올림픽 선수들의 헤모글로빈 정상 하한치보다 낮다고 하였다. 송경희(1982) 등은 한국 대표급 선수에 관한 연구에서 남자 전체 819명중에서 218명은 하한치가 26.6%이고, 여자는 161명중 54명이 정상하한치인 34.5%라고 보고하였다. 혈액의 양은 헤모글로빈의 양과 밀접한 상관관계를 이루고 있으며, 또 헤모글로빈의 총량과 최대 산소능력과는 높은 상관관계를 가지고 있다 (Astrand, & Rodahl, 1970). 모든 혈액에 헤모글로빈의 함량은 혈액 100ml당 18g인데 운동을 하면 5～20%정도 증가한다. 이것은 혈액의 산소 함량이 그만큼 많아진 것을 의미한다(Mathews & Fox, 1971). 6. 젖산(Lactate) ATP와 PC가 고갈되면 곧 바로 젖산시스템에 의하여 에너지를 공급하게 되고, 그 부산물로 젖산을 생성시킴으로서 근세포는 산성화되어 피로가 유발된다. 젖산의 생성은 ATP의 소비와 재합성간의 불균형이나 해당작용과 근육내의 산소함유량간의 불균형에 의해서도 야기되며, 탄수화물 부족에도 기인하고 또한 운동부하의 강도와 지속시간에 따라 다르며, 갑자기 강도 높은 운동을 할 경우에 젖산생성이 많아진다(Martin, 1978). 또한 근 활동의 수축에 필요한 산소량이 공급되는 산소량을 초과하는 수준이 될 때는 수축근의 산소수준이 임계점으로 떨어지게 되고 수축근에 필요한 ATP가 미토콘드리아의 호흡산소에 의해서 적정량이 생산될 수 없기 때문에 활동근에 필요한 ATP의 이용력을 유지하기 위해서 무산소성 해당작용을 증가시키는 결과를 가져오며, 이 결과 젖산생성 비율을 증가시키게 된다(Wasserman, 1973). 대사산물로서 젖산은 운동과정에서 인원질 분해가 약 67% 진척된 후 체내에 축적(Tamayo, 1984)되기 시작하며, 그 축적량이 증가하면 일시적 근피로 현상을 보이거나(Karlsson & Saltin, 1970). 수축작용의 저하를 초래하고 세포의 산성도를 증가시켜 효소의 활동을 억제한다(Tesch, 1978). 운동 중 생성된 젖산은 혈액을 통하여 간장과 신장에서 약 85%가 글리코겐으로 재합성되며 운동후 회복 2-3분내에 ATP와 PC가 근육속에 저장되어 그 후 젖산이 당원질로 재 합성 된다(Phper, 1970). 그리고 운동에 의한 근 젖산 농도와 혈중 젖산 농도는 운동전 글리코겐 수준에 따라 다르게 나타나며, 식사나 운동을 통하여 글리코겐 수준이 낮은 상태에서 혈중 젖산 농도는 낮게 나타난다. 젖산의 축적은 근의 피로와 밀접한 관계를 유지하고 있는데 이것은 H 이온의 결합능력을 감소시키기 때문이다. 이러한 요인으로 근 활동이 억제될 정도가 되면 혈중 젖산의 농도는 120㎎에 달하며 젖산은 운동이 끝난후에 급격히 감소하여 1시간 후에는 안정시의 상태로 회복된다. 인체의 최대 젖산 내성(Maximal Lactate tolerance) 능력, 즉 운동시 견딜 수 있는 최대 젖산 축적량은 60-70mg으로서 그에 대한 적응상태나 트레이닝의 정도에 따라 그 이상의 축적에도 견딜 수 있게 된다. 실제로 충분히 트레이닝된 운동선수의 경우 100-120mg의 젖산 축적에도 견딜 수 있게 된다. 근육과 혈중에 축적된 젖산은 피로의 원인으로 간주되고 있으며, 지금까지 밝혀진 생리적 기전(Mechanism)을 중심으로 살펴보면 근세포내의 수소이온 농도변화, pH 감소 등에 의한 칼슘이온과 액틴(Actin)의 일부인 트로포닌(Troponin)과의 결합 억제현상 및 근형질세망(Sarcoplasmic reticulum)으로 부터의 칼슘이온 방출 억제현상, 근세포 내의 산성화 현상에 의한 인산과당효소(Phosphofructokinase; PFK)와 같은 효소 활동의 방해, 신경자극 전달체계의 혼란야기, Free fatty acid 이용의 감소현상, 포도당 재생의 억제, 유산소적 시스템에 해당하는 전자수송체계(Electron transport system)의 대사방해 현상 등이 대표적인 원인으로 받아들여지고 있다. 즉 근피로의 원인이 되는 과다한 젖산 축적 현상은 결과적으로 Adenosine triphosphate(ATP)이용을 저해하고 더 이상의 근 수축을 억제시키는 효과를 야기하면서 휴식과 충분한 산소공급을 요구하게 되는 것이다(스포츠과학연구소, 1988). 7. 알부민(Albumin) 알부민의 정상 범위는 1.1～2.0g/㎗이다. 알부민의 농도는 정상 범위보다 증가하는 경우는 없고 질병에 걸리면 언제나 감소한다. 따라서 질병이 있을 때는 알부민 비도 낮아지므로 그 낮아지는 정도로 질환의 경중을 판단할 수 있다. 알부민은 간 이외에는 합성되지 않는다. 그렇기 때문에 간 그 자체에 장애가 있으면 혈액중의 알부민은 현저하게 감소되고 알부민의 비도 줄어들게 된다. 기타 신증후군, 단백누출성 위장증, 영양부족 등에서도 알부민 비는 저하된다. Ⅲ. 연구 방법 1. 연구 대상 본 연구의 대상자는 질병이 없고 신체 건강한 국가대표 상비군 수영선수들로 남녀 각 6명씩 총 12명을 대상으로 실시하였다. 이들은 실험전 실험에 대한 제반사항과 연구 목적등에 대한 취지를 이해시키고 본인의 동의하에 실시하였다. 이들의 신체적인 특성은 표 1. 에 나타난 바와 같다. 표 1. 피험자들의 신체적인 특성 성별 Age 신장 체중 경력 (yrs) (㎝) (㎏) 남 17.50±1.05 179.2±3.97 75.2±5.26 8.33±1.21 여 15.33±1.51 169.3±3.50 57.7±2.06 6.83±2.48 * 수치는 평균 ± 표준편차 2. 실험 설계 본 연구의 실험설계는 4주간의 고지적응훈련전 (이하, 시기1) 고지적응훈련후 (이하, 시기2)의 혈액변화와 고지적응훈련 이후 연속되는 평지에서의 4주간 지구력과 스피드 위주의 훈련후 (이하, 시기3) 나타나는 혈액변화를 통하여 고지훈련의 적응효과 및 그 이후의 혈액변화를 살펴보는 것으로 설계되었다. 3. 실험 방법 1) 트레이닝 방법 고지적응훈련은 약 1,500m 높이에서 4주동안 지구력 중심운동으로 구성되었으며, 평지에서의 4주 훈련은 지구력과 스피드를 겸한 훈련으로 구성하였다. 2) 심박수 측정 심박수는 Polor(Finland)를 이용하여 측정하였으며, 측정은 안정시, 200m 운동직후 및 회복 30분에 각각 실시하였다. 4. 채혈 및 분석 피험자들은 8시간 이상 공복후 실험실에 도착하여 충분한 안정을 취한 다음 주전정맥에서 10㏄ 혈액을 채혈하였으며, 채혈된 혈액은 곧바로 자동혈액 분석기(Coulter STKS, Beckman, USA)로 분석하였다. 이러한 채혈은 안정시, 본인의 주종목인 200m 최대 수영직후 및 회복기에 각각 실시하여 목적대로 분석하였다. 5. 자료처리 방법 연구의 자료처리는 SPSS 통계 프로그램을 이용하여 모든 측정 자료의 평균과 표준편차를 산출하였으며, 훈련기간 경과에 따른 차이검증과 집단간의 차이검증은(Two-Way repeated)분석하였다. 가설검증 수준은 α=0.05 수준으로 설정하였으며, 사후검증으로는 Tukey방법을 이용하였다. Ⅳ. 연구 결과 본 연구에서는 국가대표 남․녀 수영 선수들을 대상으로 4주간의 고지적응 훈련과 4주간 평지훈련을 통하여 인체의 혈액 변인들의 변화와 심박수에 미치는 영향을 관찰한 결과는 표 2. 에 나타낸 바와 같다. 표 2. 훈련전, 4주간의 고지적응 훈련과 4주간의 평지훈련후 안정시, 운동직후 및 회복시의 변화 성 별 남 여 변 인 실험시기 훈련전 고지훈련 4주후 평지훈련 4주후 훈련전 고지훈련 4주후 평지훈련 4주후 심박수 안정시 75.83 ±3.60 79.50 ±4.51 73.33 ±7.01 81.17 ±8.45 85.50 ±9.63 82.33 ±9.09 운동직후 172.33 ±7.03 172.50 ±9.46 174.67 ±6.31 174.33 ±11.22 171.00 ±10.49 173.67 ±8.82 회복기 94.50 ±9.73 90.50 ±7.56 87.67 ±6.06 97.60 ±12.90 96.67 ±5.35 89.00 ±8.15 젖산 안정시 2.15 ±0.39 1.67 ±0.31 1.48 ±0.31 1.57 ±0.14↑ 1.07 ±0.29↑ 1.05 ±0.24↑ 운동직후 9.77 ±2.69 10.62 ±0.85 12.68 ±3.26 8.40 ±2.31 9.25 ±1.32 8.28 ±1.47↑@ 회복기 5.22 ±2.96 3.88 ±1.02 3.42 ±1.20 2.43 ±0.62↑ 2.32 ±0.82↑ 1.67 ±0.61↑ 알부민 안정시 3.97 ±1.13 3.95 ±0.77 4.58 ±0.29 4.53 ±1.12 2.72 ±0.62↑ 3.33 ±0.94↑ 운동직후 4.85 ±0.85 4.20 ±0.25 4.77 ±0.81 4.30 ±0.51 4.17 ±1.10 3.40 ±1.11↑ 회복기 4.62 ±0.56 3.22 ±0.82 4.82 ±0.20 3.68 ±1.40 3.57 ±0.42 3.48 ±0.99↑ * p<0.05 ↑남 : 여, # 훈련전 : 고지적응 훈련 4주후, @ 훈련전 : 평지훈련 4주후 남녀 수영선수들의 안정시 심박수의 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련 전에는 75.83±3.60박/분으로 나타났고, 평지훈련 4주후에는 79.50±4.51박/분으로 나타났으며, 8주후에는 73.33±7.01박/분으로 나타났다. 이러한 결과는 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후에는 심박수가 약간 증가하는 경향을 보였고, 평지훈련후에는 훈련전 보다 약간 감소하였으나 통계적으로 각각 유의한 차이는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련 전과, 고지적응훈련 4주후, 평지훈련4주후에 각각 81.17±8.45박/분 85.50±9.63박/분 82.33±9.09박/분으로 나타나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 여기에 대한 통계적인 결과는 표 3. 에 나타난 바와 같다. 표 3. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 심박수의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 심박수 남 Between group Within group 115,444 128,556 2 10 57,722 12,856 4,490 .041 여 Between group Within group 60,333 653,000 2 10 30,167 65,300 462 .643 운동직후 심박수의 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련 전에는 172.33±7.03박/분으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 172.50±9.46박/분으로 나타났으며, 평지훈련 4주후에는 174.67±6.31박/분으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후에는 심박수의 변화가 없었으며 평지훈련 4주후에는 훈련전보다 약간 증가하였으나 모두 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전과, 고지적응훈련 및 평지훈련4주후에 각각 174.33±11.22박/분으로, 171.00±10.49박/분으로, 173.67±8.82박/분으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후에 약간 감소하였고 평지훈련 4주후에는 고지적응훈련후 보다 조금 증가하였으나 훈련전 보다는 다소 낮게 나타났으며 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 남녀 수영선수들의 회복기 심박수의 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련 전에는 94.50±9.73박/분으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 90.50±7.56박/분으로 나타났으며, 평지훈련 4주후에는 87.67±6.06박/분으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주와, 평지훈련 4주에 모두 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전과, 고지적응훈련 4주후, 평지훈련 4주후에 각각 97.60±12.90박/분, 96.67±5.35박/분, 89.00±8.15박/분으로 나타났으며 고지적응훈련 4주후와 평지훈련 4주후에 모두 훈련 전보다 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 남녀 수영선수들의 안정시 젖산 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈전에는 2.15±0.39mmol/ℓ로나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 1.67±0.31mmol/ℓ으로 나타났으며, 8주후에는 1.48±0.31mmol/ℓ으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 1.57±0.14mmol/ℓ, 1.07±0.29mmol/ℓ, 1.05±0.24mmol/ℓ으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 남녀 수영선수들의 운동직후 젖산 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 9.77±2.69mmol/ℓ으로 나타났고, 고지적응훈련4주 후에는 10.62±0.85로 나타났으며, 8주후에는 12.68±3.26mmol/ℓ으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 증가하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각8.40±2.31mmol/ℓ, 9.25±1.32mmol/ℓ, 8.28±1.47mmol/ℓ으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 증가하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 남녀 수영선수들의 회복기 젖산 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지훈련 전에는 5.22±2.96mmol/ℓ으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 3.88±1.02mmol/ℓ로 나타났으며, 8주후에는 3.42±1.20mmol/ℓ으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전, 고지적응훈련4주후, 8주후에 각각 2.43±0.62mmol/ℓ, 2.32±0.82mmol/ℓ, 1.67±0.61mmol/ℓ으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 4. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 젖산의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 젖 산 남 Between group Within group 1,423 770 2 10 712 7,700 9,242 E-02 .005 여 Between group Within group 1,034 552 2 10 517 5,522 9,366 E-02 .005 남녀 수영선수들의 알부민 안정시 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 3.97±1.13g/㎗으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 3.95±0.77g/㎗으로 나타났으며, 8주후에는 4.58±0.29g/㎗으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소 하였고, 8주후는 모두 증가하였으나, 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지훈련 전, 고지훈련 4주후, 8주후에 각각 4.53±1.12g/㎗, 2.72±0.62g/㎗, 3.33±0.94g/㎗으로 나타나 훈련전에 비해 고지훈련 4주후는 훈련전보다 증가하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 남녀 수영선수들의 알부민 운동직후 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 4.85±0.85g/㎗으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 4.20±0.25g/㎗으로 나타났으며, 8주후에는 4.77±0.81g/㎗으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소하였고, 8주후에도 훈련전에 비해 감소하였으나, 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련 전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 4.30±0.51g/㎗, 4.17±1.10g/㎗, 3.40±1.11g/㎗으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 남녀 수영선수들의 알부민 회복기 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 4.62±0.56g/㎗으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 3.22±0.82g/㎗으로 나타났으며, 8주후에는 4.82±0.20g/㎗으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소하였고, 8주후에는 훈련전보다 감소하였으나, 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련 전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 3.68±1.40g/㎗, 3.57±0.42g/㎗, 3.48±0.99g/㎗으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 감소하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 5. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 알부민의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 알부민 남 Between group Within group 1,563 5,577 2 10 782 558 1,402 .291 여 Between group Within group 10,241 4,799 2 10 5,121 478 10,715 .003 표 6. 훈련전, 4주간 고지적응 훈련후 및 4주간 평지훈련후 혈액의 변화 성 별 남 여 실험시기 변 인 훈련전 고지훈련 4주후 평지훈련 4주후 훈련전 고지훈련 4주후 평지훈련 4주후 적혈구 4.99 ±0.15 7.14 ±0.34# 5.18 ±0.26 4.32 ±0.36↑ 6.30 ±0.41↑# 4.50 ±0.43↑ 백혈구 5.73 ±1.42 8.65 ±0.77# 7.85 ±0.67@ 4.69 ±1.19 8.39 ±2.63# 6.89 ±1.33@ 평균적혈구 92.00 ±2.53 90.33 ±2.25# 87.00 ±2.76# 94.33 ±4.63 91.83 ±4.22# 89.00 ±3.58@ 평균적혈구 혈색소 31.17 ±0.75 30.33 ±0.52# 30.17 ±0.75 31.17 ±0.98 30.67 ±0.82 30.33 ±1.03 평균적혈구 혈색소농도 33.50 ±0.55 34.00 ±0.63 34.83 ±0.41@ 33.33 ±0.52 33.50 ±0.55 33.83 ±0.75↑ 헤모글로빈 15.43 ±0.54 21.22 ±0.88# 15.63 ±0.65 13.57 ±0.94↑ 18.50 ±0.61↑# 13.56 ±0.89↑ * p<0.05 ↑남 : 여, # 훈련전 : 고지적응 훈련 4주후, @ 훈련전: 평지훈련 4주후 남녀 수영선수들의 적혈구 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 4.99±0.15g/㎕으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 7.14±0.34g/㎕으로 나타났으며, 8주후에는 5.18±0.26g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 증가하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전, 고지훈련 4주후, 8주후에 각각 4.32±0.36g/㎕, 6.30±0.41g/㎕, 4.50±0.43g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후 8주후 모두 증가하였고, 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 7. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 적혈구의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 적혈구 남 Between group Within group 20,333 191,667 2 10 10,167 19,167 530 .604 여 Between group Within group 37,333 124,000 2 10 18,667 12,400 1,505 .268 남녀 수영선수들의 백혈구 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 5.73±1.42g/㎕으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 8.65±0.77g/㎕으로 나타났으며, 8주후에는 7.85±0.67g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 증가하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 4.69±1.19g/㎕, 8.39±2.63g/㎕, 6.89±1.33g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 증가하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 변화를 나타내지 않았다. 표 8. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 백혈구의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 백혈구 남 Between group Within group 27,254 6,666 2 10 13,627 667 20,444 .000 여 Between group Within group 41,560 2 10 20,780 2,167 9,591 .005 남녀 수영선수들의 평균적혈구 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련전에는 92.00±2.53g/㎕으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 90.33±2.25g/㎕으로 나타났으며, 8주후에는 87.00±2.76g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응 훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 94.33±4.63g/㎕, 91.83±4.22g/㎕, 89.00±3.58g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 9. 훈련전, 4주 고지적응후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 평균 적혈구 남 Between group Within group 77,778 2,222 2 10 38,889 .222 175.000 .000 여 Between group Within group 85,444 7,222 2 10 42,722 .722 59,154 .000 남녀 수영선수들의 평균적혈구 혈색소 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응 훈련전에는 31.17±0.75g/㎕으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 30.33±0.52g/㎕으로 나타났으며, 8주후에는 30.17±0.75g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응 훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 31.17±0.98g/㎕, 30.67±0.82g/㎕, 30.33±1.03g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후 모두 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 10. 훈련전 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구 혈색소의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 평균 적혈구 혈색소 남 Between group Within group 12658,333 17,667 2 10 6329,167 1,767 3582,547 .000 여 Between group Within group 13495,444 30,556 2 10 6747,722 3,056 2208,345 .000 남녀 수영선수들의 평균적혈구 혈색소농도 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응 훈련전에는 33.50±0.55g/㎕으로 나타났고, 고지훈련 4주후에는 34.00±0.63g/㎕으로 나타났으며, 8주후에는 34.83±0.41g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 증가하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응 훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 33.33±0.52g/㎕, 33.50±0.55g/㎕, 33.83±0.75g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 증가하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 증가하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 11. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 평균 적혈구 혈색소 농도의 통계결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 평균 적혈구 혈색소 농 도 남 Between group Within group 5,444 1,222 2 10 2,722 .122 22,273 .000 여 Between group Within group .778 1,222 2 10 .389 .122 3,182 .085 남녀 수영선수들의 헤모글로빈 변화를 살펴보면 남자 수영선수의 경우 고지적응훈련 전에는 15.43±0.54g/㎕으로 나타났고, 고지적응훈련 4주후에는 21.22±0.88g/㎕로 나타났으며, 8주후에는 15.63±0.65g/㎕으로 나타나, 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후, 8주후에 모두 증가하였고 통계적으로 유의한 변화는 나타나지 않았다. 여자 수영선수들은 고지적응 훈련전, 고지적응훈련 4주후, 8주후에 각각 13.57±0.94g/㎕, 18.50±0.61g/㎕, 13.56±0.89g/㎕으로 나타나 훈련전에 비해 고지적응훈련 4주후는 훈련전보다 증가하였으나 유의한 차이는 나타나지 않았고, 8주후에 훈련전보다 감소하였고 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 표 12. 훈련전, 4주 고지적응 훈련후, 4주 평지훈련후에 대한 헤모글로빈의 통계 결과 변인 집단 Source Sum of squares df Mean Square F Sig 헤모 글로빈 남 Between group Within group 129,321 2,246 2 10 64,661 225 287,949 .000 여 Between group Within group 97,681 2,859 2 10 48,841 286 170,838 .000 Ⅴ. 논 의 심박수는 운동강도와 함께 직선적으로 증가하며 지구력 트레이닝 및 스피드 트레이닝에서 특히 유용하게 이용된다(Yamaji, 1981). 고지에서의 안정시 심박수는 일반적으로 고지에 도착해서 1주일간은 해수면보다 높게 유지되지만 1주일 정도 고지적응 기간이 경과하면 안정시 수준으로 되돌아간다고 하였다(Richlet 등, 1992; Peoini 등, 1996). Svedenhag(1991)에 의하면 지구성 운동선수들이 고지훈련후 해수면으로 돌아왔을 때 안정시 심박수와 운동중 심박수가 고지훈련 전보다 낮게 유지되며, 이것이 유산소성 능력 향상에 긍정적인 효과를 야기한다고 하였다. 본 연구에서는 훈련전보다 4주간의 고지적응후에 평지로 되돌아온 3일후에 측정한 결과 안정시 심박수는 남녀 모두 약간 증가하였다가 평지 4주 후에는 훈련된 수준으로 되돌아왔다. 이러한 원인은 선수들의 시차적응 및 피로가 한 요인으로 생각된다. 그러나 운동직 후의 변화에서는 고지적응훈련후에 남녀 모두 감소되는 것으로 나타나 고지적응훈련의 효과가 인식되었지만 평지훈련후에는 다시 원래 상태로 되돌아왔다. 이러한 원인은 고지훈련의 적응훈련의 적응현상인 장기간 체류시 혈장량은 감소하지만 적혈구와 헤모글로빈의 수를 증가시킨다.(Klausen 등, 1992; Mairbaurl, 1994)는 선행연구 결과들의 결과들이 뒷받침하고 있으며, 남자보다 여자들이 적응 현상이 좀더 큰 것으로 생각된다. 그림 1. 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 심박수 변화 한편 젖산은 훈련에 의해 훈련전보다 안정시, 운동중 및 회복시에 낮게 나타나는 것이 일반적인 현상이다. 이것은 훈련에 의한 조직으로 원활한 산소공급의 능력의 향상과 조직에서 산소이용율 및 젖산내성 등에 의한 것이다. 이러한 원인은 운동에 의해 조직의 젖산 제거 능력의 향상(Brooks, 1985) 및 근육세포의 젖산 생성의 감소(Hurley, 1984, Favier 등, 1986)등이다. 본 연구에서 안정시, 운동직후 및 회복시의 젖산량은 훈련전보다 고지적응후에 대체로 낮아지는 경향이었다. Terrados 등(1988)에 의하면 사이클 선수들이 해수면과 고지 2,300m 상당의 저기압실(Hypobaric chamber)에서 약 4주간 트래이닝한 결과 같은 강도에서 훈련전보다 젖산 농도가 낮았다고 한 결과와 잘 일치하고 있으며, 이러한 원인은 근육의 중화능력(Buffer capacity)향상과 해당 효소 활성도의 감소라고 설명하였다. 고지적응 동안 일어나는 생리적 변화는 첫째, 폐 환기량의 증가이며, 이것은 초기에는 증가현상이 뚜렷하지만 1주일 정도 지나면 안정을 찾게 된다. 둘째, 적혈구 수와 헤모글로빈 농도의 증가이다. 이것은 동맥혈의 산소 함량을 증가시켜 지구력 능력을 향상시킬 것이다. 셋째는 소변을 통한 중탄산염(HCO3)의 배출로 이 작용의 기능은 혈액 산도를 정상치에 가깝도록 유지하는 것이다. 넷째로 조직의 변화로 마이글로빈 농도증가, 미토콘드리아 밀도 증가 및 산화력을 향상시키는 효소의 변화등이다(정성태, 1976). 그림 2. 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 젖산농도 변화 한편 본 연구에서 나타난 혈액 변화를 살펴보면 알부민은 안정시, 운동직후 및 회복시에 훈련전 보다 고지적응후 약간씩 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 그림 3. 에 나타난 바와 같다. 그림 3. 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 알부민 변화 백혈구 수는 훈련전보다 고지적응후 유의하게 증가하였다. 또한 적혈구 수와 헤모글로빈 농도도 훈련전보다 고지적응후에 유의하게 증가 하였다가 평지훈련후에 훈련전 수준으로 되돌아 왔다. 그리고 평균 적혈구의 크기와 혈색소의 변화는 훈련전에 비해 고지적응후와 평지훈련후에 점차 감소하였으나, 평균 적혈구 혈색소 농도의 변화는 상반되는 결과가 나타났다. 그림 4. 훈련전, 고지적응 훈련후 및 평지훈련후의 적혈구 변화 그림 5. 훈련전, 고지적응 훈련후, 및 평지훈련후의 백혈구 변화 고지에서 3～4주동안 체류한 다음 평지로 돌아왔을 때 2～4주안에 순화에 의한 변화를 상실하게 한다. 따라서 2주이내에 지구성 선수들은 고지적응후 생리적 적응 현상이 계속되는 시점에 시합을 맞추어야 할 것이다. 그러나 이러한 고지적응의 장점도 있지만 이와 상반되는 보고들도 있다. 그림 6. 훈련전, 고지적응 훈련후, 및 평지훈련후의 평균적혈구 변화 Astrand와 Rodahl(1977)에 의하면 12명의 대학 중,장거리 선수들을 대상으로 5～6주동안 고지순응훈련을 한 결과 모든 운동능력이 해수면에서 만큼 좋지는 않았다는 것과 운동능력의 감소가 경기시간과 관계가 있다는 것 즉, 경기가 길면 많은 산소가 필요하고 운동능력이 저하되며, 3마일 이하의 경기는 순화의 영향이 없다고 하였다. 적혈구 수와 헤모글로빈 농도가 훈련전에 비해 고지적응후 유의하게 증가한 원인은 신장과 골수로부터 적혈구 생성 자극인자인 Erythropoietin증가에 의한 적혈구수와 Hb 증가를 가져오기 때문에 혈액의 산소 운반 능력이 향상된다(Fisher 등, 1967; Ersler 등, 1987)고 생각된다. 김기진 등(1996)도 마라톤 선수들을 대상으로 고지적응훈련결과 고지적응훈련 1주후부터 적혈구 수, Hb농도 및 Hct가 평지보다 유의하게 증가하였으며, 이기철 등(1993)도 2개월간의 고지훈련에 의한 고소 등반자들의 유산소적 작업능력이 향상되었다고 하였다. 그 이유는 적혈구 수, 헤모글로빈 농도 및 헤마토크리트치가 20～30% 증가하였다고 한 선행연구 결과들과도 본 연구는 잘 일치하고 있다. 그러나, 이러한 산소 운반 및 이용 능력에 대한 현저한 향상이 해수면으로 되돌아왔을 때에는 오래 지속되지 않을뿐 아니라 최대 유산소 능력이나 운동수행능력에 효과가 없다는 것이 일반적 견해이다(Hanes and Wells, 1986; McArdle, 1986). 그림 7. 훈련전, 고지적응 훈련후, 및 평지훈련후의 평균 적혈구 혈색소 변화 그림 8. 훈련전, 고지적응 훈련후, 및 평지훈련후의 평균 적혈구 혈색소 농도 변화 그림 9. 훈련전, 고지적응 훈련후, 및 평지훈련후의 헤모글로빈 변화 본 연구에서 평균 적혈구 크기와 혈색소의 변화는 상대적으로 낮아졌다. 이러한 원인은 산소운반 능력은 고지적응 결과 효과적인 것으로 생각되지만 그 효율성은 약간 감소되는 것으로 생각된다. 그 원인이 어디에 기인하는지 확실히 알 수는 없지만 해외에서의 식이섭취와 무관하지는 않을 것으로 보인다. 이상의 결과들로 미루어 보아 고지적응 훈련의 효과를 혈액 변화를 통하여 볼 때 지구성 선수들에게는 긍정적인 영향을 미치지만 평지에서의 4주훈련 후에는 그 효과가 유지되지 않은 것으로 생각된다. Ⅵ. 결 론 4주간의 고지적응 훈련과 4주간의 평지훈련이 국가대표 남․녀 수영선수들의 혈액변화와 생리적 변화에 미치는 영향을 규명할 목적으로 수영대표선수 남녀 각 6명을 대상으로 안정시와 200m 운동직후, 회복 30분에 채혈과 측정을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 심박수는 안정시를 제외한 운동직후와 회복기에 고지적응의 영향이 있는 것으로 나타났다. 2) 젖산농도는 안정시와 운동직후 및 회복기에 고지적응의 효과가 있는 것으로 생각 된다. 3) 고지적응 훈련이 혈액중 적혈구 수와 헤모글로빈 농도 등에서 유의한 증가를 나타났으나 평지 훈련후에는 원래 상태로 되돌아 왔다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 수영선수들에 대한 고지적응 훈련은 지구성 종목 선수들에게는 긍정적인 효과가 있는 것으로 생각되지만, 4주간의 평지 훈련후에는 그 효과가 거의 없어지는 것으로 생각된다. 참고 문헌 강인태(1996). 고지훈련을 통한 중학교 중.장거리선수의 생리적 변화. 제주대학교 교육대학원. 김기진, 조현철, 홍관이, 정정진, 손태열(1991). 자전거 에르고메타 운동시 유․무 산소성 역치 수준의 근전도 변화. 대한체육과학대학 체육과학 연구논총 제1집, 21-41. 김장일(1985). 고지훈련에 따른 대표급 마라톤 선수의 혈액 성분변화. 국민대학교 대학원. 강희성 외 6명(1997). 운동생리학. 대한미디어. 권태동 외 3인(1984). “장거리선수의 식사요법 훈련이 운동시 혈중 Glucose농도와 기록에 미치는 영향” 한국체육학회지, 제32권2호, pp83-93. 김갑수(1997). 운동부하에 따른 혈액의 유혈성분과 혈장단백 및 요소요산의 생화학적 변화에 관한 연구. 연세대학교 교육대학원. 김진해(1997). 알파인 스키선수들의 고지훈련에 대한 급,만성 적응. 한국체대 사회체육대학원. 김진해, 김창근(1994). 고지훈련이 국가대표 알파인 스키선수들의 운동중 심박수 및 젖산농도에 미치는 영향. 제32회 한국체육학회 학술발표 논문집. 468-474. 김창근, 박철빈(1984). 운동 부하 강도와 휴식방법이 혈중의 젖산 농도와 혈액성분변화에 미치는 효과. 한국체육과학대학교 체육과학연구소 3(1): 53-74. 김학렬, 외 5명(1991). 마라톤 런너들의 장시간 운동 스트레스에 따른 혈장의 크레아틴포스키나제, 젖산탈수소효소 및 젖산탈수소 동위효소의 변화. 한국체육대학교. 체육과학연구소 논집. 제10권 10호. 손원호(1999). 씨름선수들의 동계훈련이 혈중지질, 지단백및 효소 활성도에 미치는 영향. 용인대학교 교육대학원. 송경희(1982). 동물성, 식물성, 단백질 투여가 혈청 지질 및 뇨중 methylhistidine에 미치는 영향. 한국영양학회지 15(3): 212-222. 오형석(1964). “운동선수의 생리적 변화에 관한 연구.” 스포츠과학 연구보고서, 19-31. 윤종대(1995). 우수 유도선수들의 유산소능력 및 무산소성 Threshold에 관한 연구. 성균관대학교 교육대학원. 이기철 외 7명(1993). 고소 트레이닝이 고소등산자의 유기적 작업능력, 혈액성상 및 신체조성에 미치는 영향. 체육과학 연구지 제 9집; 165-172. 이강평(1984). 운동생리학. 수문사. 안석영(1987). 한국 대표급 선수의 헤모글로빈 수준과 운동성 혈중에 관한 연구. 경희대학교 대학원. 여남회(1987). 마라톤 선수들의 무산소역치의 특성. 동아대학교 부설 스포츠 과학 연구 논문집. 제5집 2-24. pp.77-88. 정연수(1996). 소화 시간차이에 따른 1.000M 달리기 혈중 젖산농도의 변화. 한국체육학회지 제35권4호. 정용수, 김진해, 김창근(1997). 해수면과 고지훈련이 국가대표 알파인 스키선수들의 무산소 대사능력 및 혈액 성분에 미치는 영향. 한국체육학회지 제 36권 2호. 최용어 외 3명(1986). 근대5종 경기시 포도당 주사가 혈액 성분 변화에 미치는 효과. 한국체육대학교 체육과학연구소 논문집 제15권1호. 최용어, 정동구, 양정수, 박철빈(1986) 레슬링 형별 시합 빈도가 심박수, Glucose, 젖산 농도에 미치는 영향. 한국체육대학 체육과학연구소 5-(1): 37-58. 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Lactate increased at both 4 weeks and 8 weeks after training in relation to the level before training, and indicated significant difference. 3. It was showed that was significantly increased in red blood cells, white blood cells, hemoglobin after 4weeks high altitude training but returned to pre-training state in those blood variables after 4weeks field training. In conclusion, It indicates that high-altitude training is effective for improving endurance ability, but it be disappear the effect after 4weeks field training.