근력 트레이닝과 컨디셔닝. 운동사 교육시리즈 5

[문형철]

근력운동의 최고효율을 알기위해 읽는다.

essentials of strength training and conditioning.

2009년 1월에 다시 읽기 시작.

상당히 어렵고, 깊이가 있는 책이다.

Panic bird......

- 이 책은 근력과 컨디셔닝 전문가를 위한 NSCA 자격증 시험을 준비하는 사람들을 위한

교재다. 이책은 전문가들이 참여한 근력훈련과 컨디셔닝에 대한 유일한 교재다.

section1. 운동과학의 개념과 적용

chapter 1. 근생리학

 목표

# 근육의 미세구조를 이해

# 근수축의 근세사활주설 이해

# 각기 다른 근수축의 형태이해

# 힘 생성에 미치는 요인에 대해 이해

- 이 장은 관절을 중심으로 장력을 발휘하고 운동을 유지하는 근육이 어떻게 수축하느냐에 따른 기전에 대해 그 개관을 제공하고 있다. 근육 생리학의 이해는 트레이닝 프로그램 작성과 실행의 기본이며 근력과 컨디셔닝 전문가에 있어서 기본적인 지식이다.

- 근 이외에도 순환계, 신경계 그리고 내분비계 등 신체의 여러가지가 근 기능에 영향을 미치지만 실제로 운동을 일으키는 기관은 어디까지나 "근육"이다.

골격근의 미세구조

- 골격근은 근조직(근원섬유-> 근형질 -> 근초, 근섬유 -> 근내막 -> 근속, 근주위막 -> 근외막 -> 근복, 건), 결합조직, 신경, 혈관을 포함한 기관과 섬유성 결합조직으로 되어 있다.

- 근외막은 430개 이상이나 존재하는 골격근을 덮고 있고, 양끝은 건으로 연결되어 있다. 건은 결합조직이 분화해서 생긴 골막으로 골 부착부에 연결되어 있다. 따라서 근 수축력은 건을 통해 뼈로 전달되는 것이다. 근외막에 쌓여진 근조직 내에서는 150개 이상이나 되는 근섬유가 근주위막이라 불리는 결합조직에 쌓여진 근속을 형성하고 있다.

- 통상 한개의 운동신경은 다수의 근섬유 때로는 수백개 이상을 지배하고 있으며 근섬유는 하나의 신경근 접합부에서 운동신경의 지배를 받고 있다. 운동신경 및 이것에 의해 지배되는 근섬유는 전체적으로 하나의 운동단위를 구성하고 있으며 한개의 운동신경흥분에 의해서 그 운동단위에 포함되는 모든 근섬유가 수축하게 된다.

근원섬유의 구조

- 근원섬유는 근세포를 수축시키는 구조요소로서 마이오신과 액틴이라는 근 필라멘트로 되어 있다. 마이오신 필라멘트의 굵기는 16nm(머리카락 직경의 1/10000)이고, 액틴필라멘트는 6nm이다. 이 마이오신과 액틴 필라멘트는 골격근의 최소 기능단위인 근절내에서 긴 방향으로 배열되어 있다.

근 수축의 활주설

- 근수축은 마이오신과 액틴이 겹쳐지는 것을 말하고, 근 신장은 마이오신과 액틴이 늘어지는 것을 말한다. 이 과정에서 Ca++와 ATP가 필요하다.

- 마이오신 십자교가 굴곡하여 근수축을 일으키려면 우선 액틴필라멘트와 연결이 필요하다. 이때 액틴에 붙어있는 트로포닌이 작용하여 마이오신과 액틴이 연결되어 수축준비를 한다.

- ATP는 에너지 역할을 하고, 칼슘은 근수축에 역할을 하는데, 칼슘이온 농도가 높으면 근수축이 계속되고, 칼슘이온 농도가 낮으면 근육은 이완되어 근육의 기능인 수축과 이완을 담당한다.

- 근수축이 원활히 일어나려면 칼슘이온과 트로포닌의 결합, 마이오신 십자교의 머리와 액틴의 연결, 십자교의 굴곡, 액틴과 마이오신의 해리, 마이오신 십자교 머리형상의 회복 등 일련의 과정이 반복될 필요가 있다. 즉 근의 수축 이완을 반복하려면 근원섬유 중 칼슘이온, 마이오신이 액틴으로부터 해리에 필요한 ATP 그리고 ATP분해에 필요한 활성 마이오신 ATPase가 충분히 존재할 필요가 있다.

- 운동신경의 흥분이 정지되면 칼슘이온은 근세포체에 흡수되어 액틴과 마이오신 필라멘트의 연결을 저해시키고 이에 따라 근이 이완된다.

근섬유 형태

- 모든 근섬유가 같은 성질을 가지는 것은 아니다. 뚜렷하게 지근섬유와 속근섬유로 나뉘어진다. 지근섬유(1형섬유)는 많은 미토콘드리아 수, 높은 유산소성 활동효소, 수축모세혈관의 밀도가 많아 피로저항력이 높다. 속근섬유(2형섬유)는 다시 a b형으로 나뉜다. b형은 빠른 해당작용과 피로와 함께 상대적으로 적은 미토콘드리아 수, 유산소성 효소활동과 모세혈관을 가지고 있으며 빠른 산화해당작용 섬유인 a형은  지근섬유(1형섬유)보다 피로저항이 약하나 속근 b형 섬유보다 모세혈관의 밀도, 유산소성 효소활동이 높다.

- 속근 섬유는 높은 장력을 발휘하는 능력이 있으며 지근 섬유보다 근수축 속도가 빠르다.

근활동의 형태 3가지

1) 단축성 근수축

- 근에 존재하는 마이오신 십자교가 근에 가해진 저항 이상의 장력을 발휘하면서 근이 단축되는 것

- 바이셉스 컬, 레그 컬

2) 등척성 근활동

- 십자교에 의해서 발휘되는 장력과 근이 짧아지기 위해 발생하는 장력이 동등하거나 이에 따라 상대적으로 근장이 일정한 상태에서 발휘하고 있는 상태

3) 신장성 근수축

- 마이오신 십자교가 액틴필라멘트와 연결되어 있는데도 불구하고 십자교가 발휘하는 장력이 외부저항보다 적어서 신장되는 근수축.

장력발휘 요소

1) 운동단위 공급

- 운동시 참여하는 운동단위수가 많을수록 전체적으로 발휘되는 장력이 증가

2) 예비부하

- 칼슘이온 방출과 마이오신, 액틴의 연결과정은 극히 단시간에 일어나지만 모든 운동단위 또는 마이오신 십자교 머리와 액틴 필라멘트와의 연결에는 약간의 시간이 걸린다. 이것은 근육에 있어서 최대장력발휘가 즉각적으로 일어나지 않음을 의미한다. 따라서 빠른 근수축시 운동범위 영역초기에서는 최대장력발휘는 일어나지 않는다. 높은 장력향상은 근력발달에 중요하지만 위와 같은 이유때문에 강한 근력발휘가 곤란한 운동범위 영역에서의 트레이닝은 그 효과를 충분히 얻을 수 없다.

- 바벨 등 중량물을 위로 드는 운동 개시되기 전에 근육은 중량물을 보조하기 위해 등척성 근력이 발휘되고 있어 근은 강하게 긴장된 상태에 있으며 이를 "예비부하"라 한다.

- 이러한 예비부하는 빠른 속도에서 근력트레이닝에 중요한 의미가 있다.

3) 횡단면적

- 근육의 최대 장력 발휘능력은 근육의 횡단면적과 관련이 되어 있다. 굵은 근육은 장력생성에 대한 잠재력이 높다는 말이다.

4) 수축속도

-  단축성 근수축에 있어서 발휘근력은 관절의 각속도와 반비례한다. 즉 고속의 근수축은 근력이 작고, 큰 근력을 발휘할때에는 큰 수축운동은 저속이 된다. 그 이유는 고속운동에서는 액틴필라멘트와 연결되는 십자교수가  감소하기 때문이다.

- 한편 신장성 근수축에서는 이와 다른 양상을 보인다. 운동속도가 상승하면 발휘되는 근력도 증가하고 이때 발휘되는 근력은 단축성 근수축 근력의 120-160%이다.

- 이러한 논리에 의하면 신장성 트레이닝에 있어서 충분한 부하가 되려면 매우 큰 저항이 필요하고, 단축성 수축의 트레이닝에서는 비교적 작은 저항이 바람직하다는 것을 의미한다.

5) 우상각(羽狀角)

- 우상근은 우상각에 의해 동일한 근횡단 면적당 존재하는 근절수가 변화되며 이러한 우상각에 의해서 발휘되는 근력이나 수축속도 특징이 변화한다.

- 방추근과 비교하여 근력발휘에 뛰어나고 수축속도도 늦게 이루어진다. 우상각은 유전, 트레이닝의 영향에 따라 결정되어 있어 근의 능력이 우상각의 차이때문이라고 설명된다.

- 10페이지 그림 1.7

6) 근절과 근장

- 근절이 일정 이상의 단축된 상태에서는 액틴 필라멘트가 겹치기 때문에 액틴 상이 마이오신 십자교 머리와 연결가능한 부분에서 발휘하는 장력이 저하된다. 한편 근절이 정지길이가 되면 근절에서는 액틴과 연결하는 마이오신 깁자교 머리의 수가 최대가 되며 이때 근의 장력 발휘도 최대가 된다.

- 그래서 장력발휘는 약간 근육이 긴 상태에서 최대가 된다.

7) 예비신장

- 단축성 근수축 직전의 예비신장은 근의 발휘장력을 증대시키는데 관여한다. 이 기전은 신장-단축사이클에 있어서 증강효과로 불리며, 마이오신 십자교의 신장에 의해서 생기는 탄성 에너지의 이용과 급속한 근육 신장에 의한 신장반사가 관여되어 있기 때문이라고 생각된다.

- 선수의 운동능력 향상을 위해서는 신장-단축사이클을 최적으로 이용하기 위한 트레이닝이 필요하다.

8) 운동으로 야기된 근손상

- 만성통증은 근력을 감소시킬 뿐 아니라 ATP를 생성하는 근육능력을 손상시킨다. 이렇게 근력과 ATP 생성능력의 감소를 가져오는 만성근육통증은 "비 정상적인 근형질세망, 필라멘트의 퇴화, Z라인의 붕괴, 미토콘드리아의 팽창"과 관련하여 나타난다.

9) 근육노화

- 노화에 의해 나타나는 근위축은 근섬유의 크기와 수의 감소로 나타나는데, 2형섬유(속근)가 1형섬유보다 영향을 더 많이 받는다.

- 저항 트레이닝은 성인에게 있어서 근육의 양과 근력을 쉽게 증가시키는데, 이는 비활동의 연령과 관련있는 근무력증 진행에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.

장력발생의 개선

1) 트레이닝 시 예비부하 사용은 동작범위내에서 근력을 발달시킨다.

2) 최대 저항의 65-85% 운동은 근횡단면적을 증가시킨다.

3) 과부하에 의한 신장성은 매우 무거운 저항이 사용된다. 매우 폭발적인 단축성 운동의 경우는 상대적으로 가벼운 저항을 이용한다.

4) 단축성 수축 전 근육의 예비신장은 근수축에 이은 장력생성을 강화하기 위해서이다.

5) 근육통증을 피하고 근육손상을 회복하기 위해서는 휴식시간을 가져야 한다.

Chapter 2. 신경근 해부학과 컨디셔닝 적응

근의 장력발휘 조절방법 2가지

1) 발화빈도에 의한 조절

- 저빈도의 발화에 의한 단축에서 장력발휘는 약하나 발화빈도가 상승하여 단축이 가중되면 발휘장력도 증가한다.

2) 동원에 의한 조절

- 흥분되어 있는 운동단위 수를 서서히 증가시킴으로써 장력을 조절하는 방법이다.

- 근육이 트레이닝에 충분히 적응되어 있지 않으면 모든 운동단위를 동원하는 것은 불가능하며 고강도의 트레이닝이라도 큰 속근 운동단위는 동원되지 않거나 동원된다하더라도 강축에 필요한 고빈도의 발화를 얻을 수 없을 가능성이 높다.

운동시 신경근 적응

1) 저항 트레이닝시 적응

- 저항 트레이닝에 대한 근본적인 적응현상의 하나는 근량증가가 있으나 이것은 근섬유수 증가가 이루어지는 것이 아니고 개개의 근섬유 비대에 의해서 나타나는 것이다.

저항트레이닝과 유산소성 지구력 트레이닝의 주요 적응

요인                     저항 트레이닝       유산소성 지구력 트레이닝

근섬유 크기              증가                           변화없음

근섬유 수                  변화없음                    변화없음

수축속도                   증가                          변화없음

근력                         증가                           변화없음

유산소성 능력           변화없음                     증가

무산소성 능력            증가                          변화없음

- 체지방율이 높은 여성에서는 저항 트레이닝을 할때 시각적으로 근비대를 찾기 힘들지만 실제로 단기간의 트레이닝 결과로 생기는 근비대율은 남녀가 거의 같은 정도이다.

- 저항 트레이닝의 결과로 생기는 근비대는 트레이닝 개시로부터의 기간에 따라 다르며 트레이닝 개시 후 최초의 1-2개월은 근력증강은 인정되어도 근비대는 동반되지 않는 경우가 있다. 이때 근력증강은 신경요인에 의한 것이라고 볼 수 있다.

- 6-8주 후에 근섬유비대는 확실하게 근력증가에 관여한다. 저항 트레이닝을 한 선수에게서 뚜렷한 근육의 크기와 근력증가가 기간을 지나면 두요인이 현저한 변화가 이루어진다. 그러면서도 저항트레이닝을 실시한 선수에서는 뚜렷한 근비대 및 근력증강이 반드시 이루어진다고 생각할 수 있으나 2년간 추적조사의 결과에서는 얻어진 근력증강은 근비대에 의한 것이 아니며 오히려 트레이닝 강도의 상승과 병행해서 얻어진 것으로 되어 있다. 이 경우도 신경적인 요인이 관여한 것으로 보는 것이 타당하다.

2) 유산소성 지구력 트레이닝시 적응

- 지구력 트레이닝에 의해 골격근에 생기는 유산소성 능력의 증가는 속근섬유와 지근섬유의 양방에 출현한다. 비록 유산소성 지구력 트레이닝이 유산소성 파워를 증가는 시키지만 근력이나 근육크기를 강화시키지는 못한다. 사실 강한 유산소성 지구력 트레이닝은 실제로 어느정도의 저항트레이닝에 의한 효과를 가져올 수 있다.

- 근은 많은 운동단위를 함유하고 있으며 이것이 인간의 근활동에 최소단위이다. 운동단위에서 발휘되는 힘은 운동신경의 발화빈도와 근섬유 형태 및 근섬유의 굵기에 의존하고 있기 때문에 발휘근력의 조절은 운동단위의 발화빈도, 동원되는 운동단위수, 동원되는 근섬유 형태나 굵기에 의해서 이루어지고 있다.

chapter 3 저항운동의 생체역학

골격계

- 섬유성 관절(두개골의 봉합)은 거의 움직임이 없고, 연골성관절(추간원판)은 제한적인 움직임, 활막성 관절은 상당한 움직임을 일으킨다. 스포츠는 주로 활막성관절을 중심으로 나타나며, 적은 마찰과 큰 가동범위의 동작수행을 나타내는 중요한 특성을 가진다.

골격근

- 전통적으로 해부학자들은 신체중심을 기준으로 근위부착부위를 근육기시부로, 원위부착부위를 착시부로 규정한다. 이런 규정에 따라서 가끔 기시부는 움직임보다 정지된 부위가 되었고, 착시부는 움직임을 나타내는 부위가 되기도 한다.

근육의 부착방법

1) 연골성 부착

- 근육의 근위단부위에서 가장 쉽게 볼 수 있는데, 넓게 부착되므로 국소적인 부착보다는 넓게 힘을 발휘한다.

2) 섬유성 부착

- 건의 부착을 말하는 것으로 근막이나 뼈를 둘러싸고 있는 결합조직으로 결합되어 지속성을 가진다. 뼈 자체에 연장되어 있는 부가적인 섬유를 가지면서 매우 강하게 결합되어 있다.

주동근, 길항근, 협응근

- 직접적으로 움직임을 일으키는 근육은 주동근으로 불린다. 움직임을 느리게 하거나 정지시키는 역할을 담당하는 것을 길항근이라고 한다. 움직임을 간접적으로 도와주는 역할을 하는 것을 협응근이라고 한다.

- 길항근은 관절의 안정성을 도와주며, 신속한 움직임을 정지하는 효과를 미치면서 잠재적으로 파괴적인 힘으로부터 인대 및 연골성 관절을 보호하게 된다. 협응근은 주동근이 2개의 관절을 가로질러 부착되어 있을때 움직임을 조절하는 역할을 요구한다.

근 골격계의 지레

- 운동시 직접적으로 관여하는 신체움직임은 골격계의 지레를 통해서 작용한다.  지레, 받침점, 모멘트 암, 토크 등의 개념

1) 1종 지레

- 근육의 힘과 저항의 힘은 받침점을 기준으로 서로 반대방향에 위치한다. 예를들어 저항에 대한 팔꿈치 신전(그림 31페이지 3-6)

2) 2종 지레

- 근육의 힘과 저항의 힘이 받침점을 기준으로 동일한 방향으로 작용하게 되는데, 근육의 힘이 모멘트암을 통해서 작용하는 길이가 저항의 힘이 작용하는 길이보다 길게 나타난다. 예를들어 저항에 대한 저측굴곡

3) 3종 지레

- 근육의 힘과 저항의 힘이 받침점을 기준으로 동일한 방향에서 작용하는데, 근육의 힘이 모멘트암을 통해서 작용하는 길이가 저항의 힘이 작용하는 길이보다 짧게 나타난다. 예를들어 저항에 대한 팔꿈치 굴곡

건 부착부위의 변화

- 건이 뼈에 부착하는 지점은 토크에 큰 변화를 보인다. 대부분의 골격근은 상당한 수준의 역학적 불리함을 안고 작용한다. 운동중에 근육과 건에 의해서 작용하는 힘은 외부적인 ㅁ고표물 혹은 지면에 작용하는 손이나  발에 의해서 발휘되는 것보다 더욱 높다.

그림 3-10. 슬개골은 무릎관절의 회전축으로부터 대퇴사두근의 건까지의 길이를 일정하게 유지하므로 대퇴사두근의 역학적 잇점을 증가시킨다.

그림 3-11. 상완이두근에 의해서 팔꿈치관절을 굴곡시키는 동안 관절의 회전축으로부터 건의 작용선에 이르는 수직거리는 관절의 가동범위를 통해서 변화한다. 당연히 모멘트암이 짧아질때 역학적 잇점은 줄어든다.

근력의 생체역학적 요인

1) 신경조절

- 신경조절은 많은 운동단위가 근수축에 관여하며(운동단위의 동원), 어느 정도의 비율로 자극되느냐(자극암호)를 결정하는 것에 의해서 근육의 최대힘을 발휘하느데 영향을 미친다. 일반적으로 보다 많은운동단위가 수축을 동원되며, 운동단위의 크기가 클때, 자극 발사빈도가 더욱 빠를때 더욱 높게 발휘된다.

2) 근횡단면적

- 근력의 발휘는 근육의 양보다 근육의 횡단면적과의 관련성이 더 크다. 저항훈련은 근력 및 근육의 횡단면적을 증가시킨다.

3) 근섬유 배열

- 인체의 많은 근육은 우상형태이다.  15도를 초과하는 우상근육은 거의 없다. 우상의 형태는 높은 스피드 특히 근육이 움직이는 최대가동범위에서 근육이 수축하기 위한 힘의 능력을 증가시키는 것을 제공하기 위해서 나타나지만 우상형태는 신전성, 등척성, 혹은 저 스피드 단추성 힘을 생성하는 과정에서 다소 불이익을 나타낸다.

4) 근육길이

- 근육은 안정상태에서 가장 큰 힘을 발휘할 수 있다.

5) 관절각

- 움직임을 통해서 기준점의 위치와 건의 위치가 변화하면서 힘은 변화할 수 있다.  관절각이 변화함에 따라 작용하는 운동단위의 수가 변화하면서 힘은 변화할 수 있다. 2개 이상의 관절을 가로지르는 근육(상완이두근, 상완삼두근, 대퇴직근, 햄스트링)의 길이는 2관절각에 의해서 영향을 받는다.

6) 근수축 속도

- 근육의 힘 발휘 능력은 수축속도가 증가함에 따라서 감소한다.

7) 관절각속도

- 근육의 활동은 단축성, 신전성, 등척성 근육활동으로 나뉘는데, 근육토크는 근육활동의 유형에 따라서 관절 각속도와 함께 변화한다.

8) 질량에 대한 근력비

- 질량에 대한 근력비율은 자신의 신체를 가속시키기 위한 운동선수의 능력을 반영한다. 신체크기가 증가하면 근육량이 횡단면적보다 비례적으로 증가하기 때문에 질량에 대한 근력 비율이 정상적인 많은 운동선수들이 낮은 운동선수들보다는 적게 나타난다.

9) 신체크기

- 체중이 가벼운 운동선수는 다른 조건이 모두 동일한 상황에서 체중이 무거운 운동선수보다 체중 1파운드당 발휘하는 힘이 더 큰것으로 관찰되어왔다. 이유는 근육의 최대 수축력은 전적으로 근육의 횡단면적에 비례하기 때문이다.

근육수축의 저항요소

1) 중력

2) 저향훈련에 대한 적응

3) 웨이트 스택 기구

4) 관성

5) 마찰

6) 유체저항 - 수영 등

7) 탄성 - 용수철, theraband.

8) 전기적 조절기구들

9) 부정적 운동 및 파워

관절의 생체역학

- 부상빈도는 1000시간의 운동참여를 기준으로 4가지 부상에 대해 다음과 같은 순서로 부상을 입는다.

- 팀스포츠 -> 달리기 -> 자전거타기-> 걷기 -> 저항 훈련

- 저항훈련의 위험도가 상대적으로 낮음에도 불구하고 신중한 위험관리를 통해 부상의 가능성을 최소화하는 것이 바람직하다.

- 허리의 부상은 극도로 쇠약하게 될 수 있고, 오래가며 치료가 어렵다.

- 발살바 매뉴버의 장점은 몸통 전체의 경직이 증가되어 무거운 무게를 쉽게 지지할 수 있도록 만든다. 그러나 흉부에 가해지는 압박은 혈액이 심장으로 돌아오는 것을 막고, 일시적으로 혈압을 올릴 수 있다.

- 어깨관절은 인체에 있는 모든 관절 중에서 활동범위가 가장 크다. 어깨의 안정성은 관절순, 관절활액막, 관절낭, 인대, 근육, 건, 활액낭에 의존한다.

일반적인 안정성의 요인

# 다소 가벼운 중량으로 몇회의 준비운동을 수행한다. 이러한 동작은 근육에 대한 혈류량을 자극하며, 체온증가, 인대, 건 등의 유연성을 증가시킨다.

# 충분한 가동범위를 통한 기본적인 운동을 수행한다.

# 새로운 운동을 시작할때는 가벼운 중량을 이용하거나 2주 연습과정 후에 본격적인 운동을 실시한다.

# 관절 내의 통증을 간과하지 않도록 한다. 완전히 저항훈련을 중단할 필요는 없다.

# 최대부하는 사전연습없이 시행하지 않는다.

# 무거운 부하 운동후 얼음찜질은 회복, 상해방지에 중요하다.

# 본운동에 대한 보강운동을 포함하는 것은 주된 근육군 및 반대 근육군간의 평형을 유지하며, 관절의 안정성을 증진시키는데 도움을 줄것이다.

# 스쿼트 운동시 지면을 이용한 바운딩은 절대 피한다. 그러한 동작에서 발생되는 높은 신전성 힘은 근육상해의 일차적 원인이 된다.

# 플라이오메트릭 훈련은 스쿼트 운동으로 단련이 된 후에 주의깊게 실시해야 한다.

# 고도의 훈련이 되지 않은 상태에서 클린, 저크 및 스내치와 같은 폭발적인 운동은 조심한다.

Chapter 4. 신체활동에 대한 뼈, 근육, 결합조직의 적응

새로운 뼈 형성을 위한 자극

- 최소필수긴장(minimal essential strain, MES)이라는 용어는 새로운 뼈 형성을 시작하는데 필요한 최소자극을 의미한다. 주의할 것은 노인과 비활동적인 사람들에게 빠른 걷기가 MES를 초과할지도 모르지만 젊은 사람들에게는 MES를 초과하기 위해서는 스프린팅, 점핑, 고 저항운동 활동이 필요할 수 있다는 것이다.

- 뼈세포는 주기적으로 주어지는 힘이 MES를 초과하지 않도록 각부위의 뼈 양을 조절한다. 이러한 뼈양의 조절은 골절을 예방하기 위한 뼈의 안전한계를 설정한다. MES는 뼈를 골절시킬 수 있는 힘의 약 1/10의 긴장수준으로 알려져 있다.

- 침대안정동안의 척추에 있어서 뼈 무기질양의 보존은 하루에 3시간의 서있기로 충분하다.

새로운 뼈 형성을 자극하기 위한 중요 트레이닝 개념

- 수많은 연구들이 뼈 무기질 밀도와 부착된 근육양과 힘 사이의 상관관계를 보여주고 있다. 최근의 연구들에서 신체활동은 골밀도보다는 골량, 부위, 폭에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 근비대와 근력증강을 자극하는 활동은 뼈의 성장과 관련된 결합조직을 자극하는 것으로 보인다.

1) 부하의 특수성

- 힘들이 새롭고 생소한 것이라면 긴장받는 뼈의 성장을 자극하게 된다. 달리기는 대퇴뼈의 무기질 밀도를 증가시키는 자극은 되지만 손목의 부하를 주기위한 운동은 아니다.

- 부하의 특수성 개념은 근력 및 컨디셔닝 전문가가 골다공증에 의해 일반적으로 영향을 받는 골격 부위의 골량을 증가시키기 위하여 운동을 처방할때 특히 중요하다.

2) 운동선택

- 골형성을 자극하기 위한 운동은 많은 근육을 사용하며, 척주와 엉덩이 뼈를 통하여 힘벡터를 조절하며, 더 많은 절대부하가 사용되는 운동들을 중심으로 선택되어야 한다.

3) 점진적 과부하

- 점진적 과부하는 근력증가를 위한 트레이닝 뿐아니라 골량증가를 위한 트레이닝에도 적용된다. 피로골절이 되지 않을 정도의 점진적 과부하가 필요하다.

4) 트레이닝 다양성

- 새로운 뼈 형성자극을 위한 프로그램을 디자인 할때 고려해야할 다른 사항은 운동선택의 다양함이다. 운동의 다양함을 이용하여 힘벡터의 분산을 변화시키는 것은 주어진 뼈 부위내의 새로운 뼈 형성을 위한 독특한 자극을 제공한다.

5) 기계적 부하의 필수 요소들

# 부하의 정도(강도)

# 부하의 비율(스피드)

# 힘의 방향

# 부하의 양(반복회수)

6) 저항운동을 통한 기계적 부하

- 고 저항운동에 대한 뼈 반응의 정도는 여전히 분명치 않다.

7) 유산소운동을 통한 기계적 부하

- 뼈성장을 자극하는 유산소 운동은 노젓기, 계단 올라가기, 달리기, 등짐지고 달리기와 같은 강한 신체활동들이다. 새로운 뼈 형성을 위한 유산소운동은 일반적으로 경험하는 일상 활동보다 더욱 강한 유산소운동이어야 한다.

8) 운동선수를 위한 기계적 부하

뼈 성장을 자극하기 위한 운동처방 지침

변수          권장법

양                10번 반복에 3-6세트

부하             1-10RM

휴식             1-4분

변화            주기화계획

운동선택      스쿼트, 클린스, 데드리프트, 벤치프레스, 쇼울저 프레스

9) 훈련되지 않거나, 노령화된 사람들을 위한 기계적 부하

- 과거 환자 병력, 신체검사, 그리고 관절안정, 유연성, 근력의 분석을 통하여 운동처방이 실시되어야 한다. 안전하고 효율적으로 선택된 운동을 통해서.

뼈 형성자극

1) 골격의 특정부위에 직접 부하를 주는 운동을 이용하라.

2) 구조적 운동 즉 한번에 많은 근군이 관련되며, 척주와 엉덩이 뼈를 통하여 힘 벡터를 전달하며, 더욱 큰 절대부하가 트레이닝에서 사용되게 하는 운동을 이용하라.

3) 점진적으로 근 골격계를 과부하시키며 조직이 자극에 적응됨에 따라 부하를 점진적으로 증가시켜라.

4) 운동선택을 다양화시켜, 새로운 뼈 형성을 위하여 독특한 자극을 계속적으로 주는 힘 벡터의 분포를 변화시켜라.

운동에 대한 근육의 적응

1) 근육성장

- 저항트레이닝으로 인한 근육의 커짐을 근비대라고 부르며 주로 근섬유의 횡단면적 증가의 결과이다. 근비대의 진행은 근원섬유 내의 수축단백질인 액틴과 미오신의 합성증가와 근섬유내의 근원섬유 숫자의 증가와 모두 관련된다.

- 일부 연구자들은 근원섬유 숫자가 늘어나는 근증식은 부정한다.

2) 트레이닝 프로그램

가. 근력을 위한 트레이닝 - 고부하, 적은 반복회수, 완전회복기간

- 근력트레이닝 프로그램은 세트사이에 완전한 회복시간과 최소 반복의 고저항 최대근수축이 특징이다. 이러한 운동의 상대적 강도는 높으며 반복회수는 적다. 이러한 트레이닝은 근육의 횡단면적의 증가를 가져오며, 특히 2형근육이 빠른 속도로 증가한다.

- 근력트레이닝에 대한 생화학적 적응에는 근 글리코겐, 크레아틴 포스페이트, 아데노신 삼인산양 저장의 증가가 있다. 또한 해당성 효소 마이오키네이즈와 크레아틴 키네이즈 활동과 양의 증가가 있으며 놓은 기질 수준은 효소 활동에 의한 반응을 촉진시켜 저장 에너지가 효율적으로 사용될 수 있도록 한다.

나. 근육크기를 위한 트레이닝 - 중정도부하, 많은 운동량, 짧은 휴식시간

- 근비대를 위한 운동은 반복회수를 6-12회내에서 실시하고, 충분히 무거운 부하를 사용해야 한다. 휴식시간은 짧아야 한다.

- 근비대 트레이닝과 근력트레이닝 프로그램 모두 2형 근섬유의 근비대를 가져온다는 점에서 서로 유사하다.

다. 유산소 운동을 통한 근지구력 트레이닝 - 저부하, 많은 운동량, 매우 짧은 휴식시간

- 근력과 근비대 저항 트레이닝이 다소 유사한 근육적응을 만드는 반면 유산소 트레이닝 적응은 다르다. 유산소성 지구력 트레이닝은 해당성 효소의 농도를 낮추며 근비대화된 2형 근섬유의 전체적은 근량을 줄인다.

- 지속적 유산소 트레이닝의 결과로서 2형 근섬유가 1형 근섬유로 변한다는 증거는 없으나 2형 근섬유 b형이 a형으로의 전환은 있을 수 있다. 이러한 이행결과는 유산소 지구성 운동능력에 기여할 수 있는 근섬유의 숫자가 증가하는 것이므로 매우 중요하다.

운동에 대한 결합조직의 적응

- 건, 인대, 근막 그리고 연골과 같은 근골격계의 결합조직은 복잡하고 역동적인 구조이다. 결합조직의 성격과 구조에 대한 연구는 근력훈련 및 컨디셔닝 전문가들이 결합조직이 어떻게 운동수행 중 관절을 수동적으로 제약하거나 또는 힘을 전달하는 지 이해하는데 도움을 주는 기초지식을 제공한다.

1) 교원섬유

- 뼈, 건, 인대의 주요 교원은 동일한 단백질인 type 1교원질로 구성되어 있다.

2) 근막, 건, 인대의 생물학

- 건과 인대는 조직의 산소와 영양분에 대한 필요량이 적다. 그러나 건과 인대는 직접적인 혈액공급을 받는다. 인대는 교원이외에 탄성섬유(elastic fiber)를 함유한다. 이러한 탄성섬유는 신장성 단백질인 탄성소를 함유한다. 관절이 정상적인 관절기능을 할 수 있도록 인대는 적절히 이완되어야 한다. 그러므로 인대는 인대는 강한 구조적 지지를 제공하는 섬유(교원)과 인대에 유연성을 제공하는 섬유(탄성소)를 함유한다.

- 골격근 내의 다른 조직수준을 분리하고 또한 감싸는 섬유성 결합조직을 근막이라 한다. 근수축의 힘은 근육전체에 걸쳐 존재하는 근막을 통하여 뼈에 전달이 된다.

3) 연골의 생물학

- 연골조직의 특성은 자체 혈액공급이 충분치 않다는 것이다. 연골의 생존을 위하여 산소와 영양물의 확산에 의존해야 한다.

- 연골은 섬유성 연골과 유리연골이 주된 형태이다. 유리연골(hyaline cartilage)은 뼈의 관절면에서 발견되며 이 연골에 있는 교원섬유 수는 건, 인대에서 발견되는 수의 1/2에 불과하다. 특성은 연골이 관절의 움직임 또는 무게를 받는 동안 압축되었다가 스트레스가 없어졌을때 다시 원형으로 되돌아가게 된다.

- 섬유성 연골(fibrous)은 건이 뼈에 부착된 접합점과 척추디스크에서 발견되는 매우 단단한 형태의 연골이다. 주로 type 1,2교원섬유 다발로 구성되어 있다.

신체활동이 건, 인대, 근막에 미치는 영향

- 더욱더 강한 근육은 뼈 부착부위를 더욱 강하게 당기며 건-골 접합점과 힘이 분산되는 선을 따라서 골량의 증가를 가져온다.

- 유산소성 지구력 운동에 대한 일반적 결합조직 반응은 증가된 교원대사이며, 그것은 재조정된 조직의 교원양의 순 증가가 없이 손상된 교원 근섬유가 교체됨을 의미하는 것이다. 즉 저-중강도의 트레이닝이 결합조직의 교원양을 급격하게 변화시키지 않는다. 반대로 고강도의 부하는 결합조직의 실제적 성장을 가져온다.

- 과부하 반응으로 인한 근력과 횡단면적의 증가에 기여하는 건 내의 변화는

# 교원섬유 직경의 증가

# 증가된 섬유 직경내의 공유교차 결합의 숫자가 더욱 많아짐

# 교원 섬유 숫자의 증가

# 교원 섬유 압축밀도의 증가이다.

연골에 미치는 신체활동의 효과

- 관절연골이 윤활액(synovial fluid)으로부터 영양물질을 공급받는다는 사실은 관절의 가동성이 관절건강과 관련성이 있음을 의미하는 것이다.

- 관절의 고정은 관절로의 산소 및 필수영양물질의 적절한 확산을 막으며 결과적으로 연골세포의 죽음과 관절기질의 재흡수를 가져온다.

- 지속적 유산소운동이 관절연골에 미치는 잠재적인 부정적 효과를 평가하는 동물실험에서 오히려 긍정적인 결과가 나왔다. 돼지의 장기간 트레드밀 운동은 연골을 두껍게 만들고 세포의 수자와 관절연골의 기초물질을 증가시켰다.

결합조직 적응을 자극하기

1) 건, 인대, 근막

# 저 중강도의 운동은 결합조직의 교원양을 급격하게 변화시키지 않는다.

# 고강도의 부하는 관련된 결합조직의 순성장을 가져온다.

2) 연골

# 하중력과 가동범위에 걸친 완전한 움직임은 조직생명을 유지하는데 있어 필수적인 것으로 보인다.

# 중간정도의 유산소 운동은 연골두께를 증가시키는데 적절한 것으로 보인다. 격렬한 운동은 퇴행적 관절질환을 가져오지 않는 것으로 보인다.

chapter 5. 운동과 훈련의 생체 에너지

- 탄수화물, 지방 및 단백질의 3가지 주요음식물 성분 중 탄수화물만이 산소의 직접적인 이용엇이도 에너지 생성을 위한 대사과정이 이루어지게 된다. 그러므로 무산소성 대사과정에서 탄수화물은 매우 중요하게 강조된다.

- ATP합성을 위해서 근육세포에는 3가지 에너지 시스템이 존재한다.

첫째, 인원질 시스템 : 무산소성 과정으로 산소를 이용하지 않은 상태에서 이루어진다.

둘째, 해당과정

셋째, 유산소성 시스템 : 유산소성 과정으로 산소분자를 이용한다.

인원질 시스템

- 주로 단시간의 고강도 운동(저항훈련 및 스프린트)시 주로 ATP를 공급하며 운동강도에 관계없이 모든 운동의 시작단계에서 작용한다. 그러나 ATP와 크레아틴 인산은 근육내에 적은 양이 저장되어 있기 때문에 인원질 시스템은 장시간의 운동시 계속해서 에너지를 공급할 수 없게 된다.

해당과정

- 해당과정은 근육내에 저장된 글리코겐 혹은 혈중으로 운반되는 글루코스와 같은 탄수화물을 분해하여 고강도의 근육활동을 위해서 인원질 시스템에 대한 추가적인 공급을 위해서 ATP를 생성한다. 해당과정은 다양한 효소활동에 의해서 이화작용의 반응을 수행한다. 빠른 해당과정과 느린 해당과정이 있다.

빠른 해당과정

- 근육세포에서 산소이용이 감소되는 동안 이루어지며 최종적인 부산물로서 젖산을 생성한다. 운동중에 경험하는 젖산축적은 젖산 생성과 이용의 불균형에 의한 결과로 나타난다.

유산소성 시스템

- 안정시에는 ATP생성의 약 70%는 지방으로부터 동원되며, 약 30%는 탄수화물로부터 이용된다. 운동을 시작하면 지방으로부터 탄수화물로 에너지원 이동이 일어나게 된다. 장시간 운동이 지속되는 경우 탄수화물이 다 쓰여지고 지방과 단백질로의 에너지원 이용이 나타나게 된다.

chapter 6. 저항 트레이닝에 대한 신경 내분비 반응

- 내분비계는 인간 신체의 정상적 항상성 기능을 지원하며 외부자극에 대한반응을 돕는다. 근력 및 컨디셔닝 분야에서의 내분비계의 중요성은 주기화 트레이닝의 이론적 개발에 반영되었던 중요 역할에 의해 잘 나타나 있다.

고저항 운동과 호르몬의 증가

- 장기간의 고저항 운동은 근육의 파워, 근력, 크기의 증가를 가져오는 의미있는 적응반응을 보인다. 고저항 운동의 결과로 나타나는 동화호르몬의 증가는 다양한 세포기전과의 호르몬 상호작용을 증가시키며 또한 근 단백질 수축단위의 발달을 가져온다.

- 근육활동을 개시하기 위한 알파운동신경으로부터의 신경자극 후, 다양한 신호가 뇌와 활성화된 근육으로부터 많은 수의 내분비선으로 전달된다. 호르몬은 저항운동의 생리적 스트레스로 인하여 저항운동 중 그리고 후에 분비된다. 저항운동에 반응하는 호르몬 증가는 저항운동 형태의 운동스트레스에서만 발생한다.

- 궁극적으로 활성화된 근섬유에서 생산되는 힘은 호르몬을 포함하는 동화인자에 민감한 막과 수용기를 자극하며 그것은 자연상태 근육의 힘 변화와 근육성장을 가져온다.

- 운동후 근조직의 리모델링은 동화활동을 가져오는 호르몬이 분비되면서 발생한다. 액틴과 마이오신의 합성증가와 단백질 퇴화의 감소가 나타난다. 반대로 스트레스가 너무 큰 경우는 수용기가 호르몬과 작동하지 않거나 결합하지 않아서 근육의 이화작용이 나타날 수도 있다.

근조직과 호르몬상호작용 기전

1) 운동이 혈중 호르몬 농도를 급격히 증가시킬때 수용기와의 상호작용 가능성이 더욱 높아진다.

2) 고저항 트레이닝에 대한 반응은 전형적으로 동화성이기 때문에 관련된 회복기전은 세포크기의 증가와 관련된다.

3) 운동이 잘못 처방된 경우에는 더욱 큰 이화효과를 가져온다.

주요 동화호르몬

1) 테스토스테론

- 근육조직에 직간접적으로 효과를 미친다. 테스토스테론은 뇌하수체에서의 성장호르몬 반응을 촉진시키며, 결국 근육의 단백질합성에 영향을 미치게 된다.

- 테스토스테론은 고강도 유산소성 지구력 운동 중 및 후에 증가한다. 일반적으로 고강도 유산소성 지구력 운동은 매우 급격한 이화조직반응을 가져올 수 있다. 이때 테스토스테론의 증가는 단백질 상실을 보상하기 위한 것인지도 모른다.

테스토스테론을 증가시키기 위한 운동

# 대근군 운동(데드리프트, 파워 클린, 스쿼트 운동)

# 고저항 운동(1RM의 85% 이상운동)

# 다수의 세트, 다수운동에서 고중량의 운동

# 짧은 휴식주기(30초-1분)

# 2년 또는 그 이상의 저항트레이닝 경험

- 트레이닝 시간과 정도는 안정시 그리고 운동에 의한 테스토스테론 농도변화에 매우 중요한 요인이 될 수 있다. 그러나 골격근에 있어 테스토스테론의 역할은 근육세포크기의 상한 한계에 도달함에 따라 변화될 수 있다. 성인 남자에 있어서 만약 운동자극이 충분하다면(다수의 세트, 5-10RM, 적절한 양의 사용된 근육 양) 테스토스테론이 급격히 증가할 수 있다.

- 테스토스테론은 장기간의 트레이닝에서 신경계를 발달시킨다. 테스토스테론의 증가는 고도로 훈련된 근파워 운동선수들의 근력향상을 위한 신경적응을 증가시킬수도 있다.

- 많은 연구에서 여성은 저항 운동 후 테스토스테론이 급격히 증가하지 않았다.

2) 성장호르몬

- 저항트레이닝을 하면 성장호르몬은 골격근에서 세포상의 단백질 합성과 아미노산 흡수를 증가시켜 type 1과 type2 근섬유 모두의 근비대를 가져온다.  골격근 조직에 미치는 성장호르몬의 동화효과는 간과 다른 세포에 의한 인슐린-유사 성장인자의 생산을 통하여 조절될 수 있다.

- 혈청 성장호르몬의 증가는 운동량, 세트사이의 휴식시간(휴식이 적을수록 높은 성장호르몬 분비), 사용된 저항에 대해 다양하고 민감하게 반응한다. 각 운동당 3세트 10RM과 짧은 휴식이 활용되었을때, 혈청 GH농도에 커다란 증가가 나타났다.

성장호르몬의 주요 생리학적 역할

# 글루코스 활용감소

# 글리코겐 합성 감소

# 세포막에 걸쳐 아미노산 수송증가

# 단백질 합성 증가

# 지방산 활용 증가

# 지방분해 증가

# 교원합성 증가

# 연골성장 자극

# 질소, 염, 칼류, 인의 보유 증가

# 보상적 신장 비대 증진

# 증가된 면역세포 기능

3) 인슐린 유사 성장인자들

- 일부 성장호르몬은 소마토메딘 또는 인슐린 유자 성장인자라 불리우는 조그만 폴리펩타이드를 통하여 효과를 조절한다.

부신피질 호르몬

1) 코티졸

- 코티졸은 골격 근육의 이화작용 호르몬으로 간주된다.

2) 카테콜아민

- 카테콜아민(에피네프린, 노어에피네프린, 도파민)은 중추운동 자극원, 말초혈관 확장자, 그리고 증가된 근육효소계로 활동하기 때문에 급속히 근력 근파워를 발휘해야 하는 경우에 잇어 다른 호르몬들보다 더 중요하다.

# 중추기전과 증가된 대사효소활동을 통하여 힘생산을 증가시킨다.

# 근육수축율을 증가시킨다.

# 혈압을 증가시킨다.

# 에너지 이용가능성을 증가시킨다.

# 테스토스테론과 같은 호르몬들의 분비율을 증가시킨다.

Chapter 7. 심혈관계와 호흡계의 해부생리(운동에 대한 반응)

운동에 대한 심혈관계 및 호흡계의 일시적인 반응

가. 심혈관계의 반응

1) 1분당 심박출량

# 심박출량(Q) = 1회박출량 * 심박수

- 안정시 항정상태까지 유산소운동을 진행하면 심박출량은 초기에 급하게 증가하다가 점차 완화되면서 항정상태에 도달한다. 최대 운동의 경우 심박출량은 안정시 5리터에서 20-22리터까지 4배정도 증가한다.

- 힘든 저항운동은 심박출량의 큰 변화가 없거나 단지 작은 증가만 일으킨다.

2) 1회 박출량

- 1회박출량은 2가지 요소가 결정한다.

첫째, 확장 말기량의 결과 혹은 좌심실에 혈액이 채워지는 마지막단계에서의 혈액량

둘째, 에피네프린의 작용에 의한 심장수축력

- 유산소성 운동에서 정맥혈 회귀량은 증가되고 확장말기량은 유의하게 증가한다. 혈액량이 증가하면 심근섬유는 안정시보다 더 많이 늘어나고 수축력이 증가하여 보다 강력하게 혈액을 뿜게 된다. 이 현상을 프랭크-스탈링의 법칙이라고 하며, 수축력은 근육의 길이에 따라 결정된다는 법칙이다.

- 운동시작지점에서 교감신경 자극은 심근수축력을 증가시키고 결과적으로 1회박출량을 증가시킨다.

- 저항운동은 1회박출량은 변화시키지 못하거나 심한 저항운동은 1회박출량이 오히려 줄어든다. 이유는 발살바 현상때문에....

3) 심박수

- 유산소성운동과 저항운동의 시작지점에서 교감신경의 반사적 자극은 심박수를 증가시킨다.

- 유산소성 운동중 심박수는 운동부하가 증가함에 따라 비례적으로 증가한다. 심박수 증가율, 실제 심박수 반응 그리고 최대심박수는 체력, 연령, 운동부하 등에 대한 개인의 특성에 따라 다르다.

- 최대심박수 = 220-나이

- 저항운동에 따라 심박수는 유산소운동과 마찬가지로 최대심박수에 도달한다.

4) 산소섭취량

- 최대산소섭취량 = 심박출량 * 동정맥 산소차

- 최대 산소섭취량은 전신의 세포수준에서 사용된 산소의 최대량이라고 정의할 수 있다. 산소를 사용하는 능력은 주로 심장과 순환계의 산소를 수송하고 조직이 산소를 이용하는 능력과 관계가 깊다.

- 안정시 산소섭취량은 체중 1kg당 3.5ml정도이다. 최대산소섭취량은 25-80ml/kg/min

- 운동근육의 산소요구량은 유산소성 운동중에 증가하는데, 근육량, 대사효율, 운동강도 등에 다라 달라진다.

5) 혈압

- 유산소성 운동시에 수축기 혈압은 220-260mmHg까지 올라간다.

6) 국부혈류의 조절

- 혈류는 인체의 저항에 따라 달라진다. 저항이 감소되면 혈류는 증가하고, 저항이 증가하면 혈류는 감소한다. 혈류에 대한 저항의 크기는 주로 체순환시의 혈관의 직경과 관계가 깊다.

- 안정시 심박출량은 15-20%가 골격근으로 분배되지만 심한 운동주에는 심박출량의 90%까지 증가하여 분배된다.

나. 호흡계 반응

- 유산소성 운동은 산소섭취량과 이산화탄소 생성에 커다란 영향을 준다. 조직으로 가는 산소의 공급량, 폐로 돌아오는 이산화탄소, 분당 환기량이 유의하게 증가한다.

- 분당환기량이 증가하는 것은 호흡심도, 호흡수가 커진 결과이다. 안정시 호흡수는 12-15회/1분이고 운동시 35-45회/1분이다. 1회 호흡량(tidal volume)은 안정시 0.4리터-1.0리터에서 운동시 3리터이상으로 증가한다.

유산소성 및 저항운동에 대한 심혈관계 및 호흡계 트레이닝 반응

1) 심장

- 유산소성 트레이닝은 최대심박출량의 증가, 1회 박출량의 증가, 안정시 및 최대 운동시의 심박수 감소 등 심혈관계에 여러가지 변화를 가져온다. 심장에 대한 저항운동의 자료는 거의 없다.

- 적정 유산소능력을 키우기 위해서는 최대산소섭취량의 증가가 매우 중요하다. 최대 산소섭취량이 증가되느 기전 중 하나는 심박출량을 늘리는 것이다.

- 유산소운동은 심장의 수축당 혈액을 뿜어낼 수 있는 능력을 증가시켜 고도의 지구성 운동선수에서는 서맥이 나타난다. 최대 운동시 심박수의 유의한 감소는  유산소성 트레이닝의 대표적인 효과이다.

2) 모세혈관 공급

- 유산소성 혹은 저항운동에 관계없이 그 활동량이나 강도에 따라서 모세혈관도 잘 발달되는 것으로 나타났다. 유산소성 운동을 하면 모세혈관의 밀도가 증가하는 것이 관찰되었다.

3) 환기

- 환기는 유산소성 혹은 저항운동을 제한하지는 않고 서로 영향을 주지 않거나 혹은 훈련에 의해 적당히 영향을 받을 뿐이다.

4) 산소추출

- 유산소운동 트레이닝은 골격근의 미토콘드리아 크기와 수를 증가시키기 때문에 순환하는 혈액으로부터 많은 양의 산소를 추출할 수 있기 때문에 그만큼 동정맥 산소차는 커진다. 유산소성 운동트레이닝을 한사람은 최대 운동 중 산소를 추출하여 사용하는 능력이 대단히 뛰어나다.

- 산소추출능력은 저항트레이닝으로는 잘 개선되지 않는다.

5) 혈중 젖산

- 유사소성 지구력 트레이닝은 골격근의 산화 능력을 개선시켜 무산소성 운동대사의 출현시점을 유의하게 지연시킨다. 혈중 젖산은 훈련된 사람의 경우가 같은 운동강도에서 더 늦게 나타난다. 이같은 유익한 반응은 지구성 선수의 근섬유 형태때문인데, 지구성 트레이닝이 젖산 생성을 감소시키고 호르몬 분비를 변화시키며, 젖산을 더 빠르게 제거한 결과이다.

chapter 8. 유.무산소성 지구력 트레이닝프로그램에 대한 생리적 적응

- 이 장에서 운동 훈련시 일어나는 몇가지 생리학적 적응은 대개 4주에서 24주에 걸친 훈련초기에서 중간단계까지의 연구결과이다. 그 이상의 연구는 비용적 측면, 관리의 문제에서 연구되기가 힘들다.

144페이지 그림 1-2. 저항훈련과 유산소성 지구력 훈련에 대한 생리적 적응 비교

내용                                           저항훈련 결과                         유산소성 지구력 훈련의 결과

근력                                           증가                                        변화없음

근지구력                                     높은 강도에서 증가                  낮은강도의 운동에서 증가

유산소성 능력                             변화없거나 약간 증가               증가

힘 발생의 최대치                         증가                                        변화없거나 감소

수직점프                                     능력 증가                                변화없음

무산소성 능력                             증가                                        변화없거나 약간 상승

근섬유

섬유크기                                    증가                                         변화없거나 약간 증가

모세혈관의 밀도                          변화없거나 약간 감소               증가

미토콘드리아의 밀도                    감소                                        증가

속근의 마이오신 중쇄                   수량증가                                  수량에 변화없거나 감소

type 2근섬유의 특수형 전환          전환                                         약간 전환

효소활동

크레아틴포스포키나제                  증가                                         증가

마이오키나제                               증가                                         증가

포스포프로토키나제                     증가                                         변동성

락테이트 디하이드로게나제          변화없거나 변동성                     변동성

대사 에너지 축적

축적된 ATP                                증가                                           증가

축적된 크레아틴포스파제             증가                                           증가

축적된 글리코겐                          증가                                           증가

축적된 트리글리세라이드             증가가능성                                 증가

결체조직

인대의 힘                                    증가가능성                                 증가

건의 힘                                       증가가능성                                  증가

콜라겐 요소                                 증가가능성                                 변동성

골밀도                                        변화없거나 증가                          변화없거나 증가

신체구성

신체지방 %                                 감소                                            감소

지방외 물질                                 증가                                            변화없음 

- 대부분의 연구에서 강한 저항운도 초기단계에서 마이오신 ATPase와 마이오신 중쇄(heavy chain) 단백질의 증가는 근력증가에 기여하고 있음을 밝혀냈다. 

무산소성 훈련

1) 에너지 생성체계

- 인원질 과정과 해당과정에 의해서 에너지를 공급

2) 무산소성 훈련의 방법 및 형태

- 단거리 달리기, 계단 달리기, 플라이오 메트릭스(신전과 단축이 주기적으로 일어나는 운동), 벽오르기 등

- 저항훈련은 무산소성 형태의 운동이다. 연구에서 저항운동만으로는 최대산소섭취량을 개선시킬 수 없다고 한다. 그러므로 유산소 훈련과 같이 활용되어야 한다.

3) 무산소 훈련에 대한 적응

- 훈련 프로그램을 시작할때 근력, 파워, 근육의 크기 등이 좋아지기 위해서는 다양한 변화가 있어야 한다. 신경계 및 근육계는 힘의 생성과 관련되어 생리적 변화가 가장 많이 일어나는 기관계이다. 내분비계도 초기 적응에 중요한 역할을 한다.

- 예를들어 선수들이 하는 5RM이하의 강도와 저 운동량의 다관절 리프트 훈련 프로그램은 주로 신경요인(동원양식, 활성, 억제 등)에 영향을 주게 된다. 근섬유는 이미 상당한 정도로 적응이 되어 있다. 운동량을 늘리고 10RM강도를 사용하면 중점은 근육량을 늘리는 쪽으로 바뀐다. 이런 상황에서는 근력이나 순발력보다 근육이 더 비대해질 수 있다.

가. 신경계의 적응

- 신경계의 기능적 단위는 운동단위이다. 근육으로부터 최대의 힘을 얻고자 할때 사용 가능한 몯ㄴ 운동단위가 활동되어야 한다. 모든 근섬유를 이용한 강한 저항운동은 근섬유를 비대하게 만든다.

- 최대근력 생성은 높은 역치의 운동단위를 포함한 모든 운동단위의 동원뿐만 아니라, 최대 근력 생성을 위해 충분히 높은 발화율로 운동단위가 동원된다.

- 강한 저항훈련으로 모든 근섬유는 비대해지는데, 그 이유는 높은 강도의 힘을 발생시키는 근섬유의 크기에 따라 순서대로 모두 동원되기 때문이다. 역도선수의 경우 중추신경계는 순서대로 운동단위를 동원하지 않는 방식을 적응하기도 하는데, 그는 작은 근섬유부터 순차적으로 수축하지 않고 단번에 큰 근섬유를 동원하여 파워를 높이는 방식이다.

- 신경계의 가소성은 신경근 접합부에서 일어나는 적응의 문제이다. 심한 저항운동훈련은 신경근접합부에서 형태학적인 변화를 일으키고 이 변화는 높은 역치의 운동단위를 동원하는데 필요한 신경전달물질의 양 차이때문에 낮은 유산소성 지구력 훈련보다는 상당히 크다.

- 저항운동 초기에 근력의 향상은 신경요인이 중요하다. 신경적 요인은 고강도(90% 1RM) 및 낮은 운동량으로 된 프로그램에서 근력을 얻는데 중요하지만, 근조직을 발달시키는데는 적합하지 않다. 매우 높은 강도의 프로그램에서 만일 어떤 프로그램이 근조직의 발달을 촉진시킨다면 근력과 순발력을 얻기 위한 초기의 신경적응은 감소될 것이다. 그러나 의미있는 근비대를 가져오기 위해서는 16회 이상의 운동이 필요하다.

- 저항훈련 기간이 길어질수록(10주이상), 사실상 근비대가 근력이나 순발력에 대한 신경적 적응보다 먼저 이루어지지만 최대치에 도달하면 안정상태를 이룬다.

나. 근육계의 적응

- 저항운동으로부터 증가된 근육의 크기는 주로 근섬유비대를 통하여 발생한다. 크레머는 처음으로 저항운동의 프로토콜의 5가지 중요한 프로그램 변인을 설명하였다. 즉 운동의 선택, 운동의 순서, 저항 또는 사용된 운동강도, 세트 수, 세트와 운동사이의 휴식시간의 길이가 그것이다.

# 근섬유 형태의 변화

- 높은 역치운동의 훈련과 활성화에 따라 Type 2b는 2a로 변하는 과정을 거치게 된다.

# 근섬유 크기의 변화

- 일반적으로 저항운동은 type1과 2 근섬유 둘다 증가시킨다. 섬유의 비대는 근육의 단면적을 증가시키는 것으로 해석된다. 근비대의 증가는 세포내 단백질의 재생과 근원섬유의 크기나 수의 증가에 의한 것이라고 생각된다. 특히 근절의 추가에 따른 액티과 마이오신의 수 증가는 근섬유의 크기 증가에 기여한다.

- 강도높은 저항운동은 근육크기의 증가에 따라 근세포내 미토콘드리아의 밀도를 감소하거나 변화가 없을 수 있다. 수축성 단백질 양의 증가는 모세혈관의 밀도를 감소시킨다. 그러나 감소된 미토콘드리아나 모세혈관의 밀도는 유산소성 운동의 능력을 떨어뜨리지 않는다.

# 근력증가

- 근력은 운동전보다 7-45%까지 증가한다. 특정 사람의 경우 그 증가는 초기 근력에 달려있다. 거의 모든 프로그램이 근력증가를 가져오지만 증가율은 점점 감소된다. 훈련이 진전될수록 효과적인 운동처방은 점점 중요성이 높아진다.

# 운동 방법, 신경요인 및 근육요인의 상호작용

- 반복수가 증가함에 따라 근력은 떨어지게 되고, 국부지구력은 향상된다. 더 무거운 부하(6-8RM)는 가벼운 부하(30-40RM)보다 근력향상에 좋다.

- 최근 연구에 의하면 3-5RM의 강도높은 부하운동은 모든 형태의 근섬유가 동원되기 때문에 근섬유의 성장을 자극하는데 가장 효과적이다.

유. 무산소운동에 대한 내분비 반응

- 호르몬은 운동훈련에 대한 적응에 있어서 매우 중요한 조절기능을 수행한다. 테스토스테론, 인슐린, 인슐린 유사성장인자, 성장호르몬과 같은 동화적 호르몬들이 모두 근육과 뼈 그리고 결합조직의 발달에 영향을 미친다. 순환 호르몬의 증가와 수용체의 변화는 운동자극에 의한 적응반응이다.

유산소성 지구력훈련에 따른 생리적 변수의 변화

특징                           훈련되지 않은 대상자                           우수 유산소성 지구력 선수

변수                           훈련전             훈련 후    

심박수                        74                    61                               45

최대 운동시                 194                 190                              185

1회박출량                  

안정시(ml)                   64                   142                            127

최대 운동시                 122                 142                             201

심박출량

안정시(L/Min)             4.5                  4.6                             4.4

최대운동시                 22.3                 25.8                            34.9

심장용적ml                 750                 823                             1250

혈액량L                      4.8                  5.2                              6.1

혈압

안정시                      120/80            124/82                        105/65

최대 운동시              206/85            202/82                         209/69

폐환기

안정시(L/min)          7                        6                                6

최대운동시               123                   142                             201

호흡수

안정시                      14                     12                             11

최대운동시               42                      47                             59

1회 호흡량               

안정시(L)                 0.6                     0.6                             0.6

최대 운동시              2.8                    3.1                              3.1

잔기량                     5.8                     6.1                              6.4

동정맥 산소차

안정시(ml/100ml)      6.1                     6.1                            6.1

최대 운동시               14.5                  15.2                           16.4

최대산소섭취량         47                     55                              79

%body fat                16.0                   14.9                           6.7

%type 1 fiber           55                      55                              81

모세혈관 밀도 

수/mm2                   290                    350                            460

수/섬유                    1.2                     1.4                            3.2

과훈련

- 과훈련 신드롬은 6개월까지 지속될 수있고 회복되지 않을 수도 있다. 과훈련은 훈련기간이나 양에 관계없이 갑자기 운동수행력을 감소시키고 훈련프로그램을 잘못진행하여 발생한다.

- 처음부터 과훈련은 운동강도나 양을 잘못조절하여 생긴다고 알고 있었다. 주기화는 과훈련에 빠지지 않도록 운동강도나 양에 주의깊은 계획을 작성하여 훈련을 진행하는 것이다.

- 적절하지 못한 장비로 운동을 하면 과훈련 증후군에 빠질 수 있다. 운동순서도 과훈련에 중요하다. 우동프로그램의 설계에서 가장 많이 연구된 변인중 하나는 세트와 운동간 휴식의 양이다.

무산소성 운동 과훈련의 표시자

# 수행력 감소

# 체지방율 감소

# 최대산소섭취량 감소

# 혈압변화

# 근육통 증가

# 안정시 심박수 변화

# 최대하 운동시 심박수 증가

# 젖산 감소

# 코티졸 농도변화

# 총테스토스테론 농도감소

# 교감신경 긴장상태의 감소

# 교감신경 긴장 반응의 증가

chapter 9. 연령 및 성을 고려한 저항운동 프로그램

- 근력과 컨디셔닝 전문가는 아동이 성인의 축소판이 아니라는 것을 명심해야 한다. 사춘기 소년소녀들은 저항훈련으로 근력을 상당히 향상시킬 수 있다. 근육 비대성 요인과 대비되는 개념으로 신경학적 요인이 이시기의 근력증가와 주로 관련이 있다.

- 가장 일반적인 오해로는 저항훈련이 아동의 신장발달을 저해한다고 믿는 것이다. 적절한 지침을 준수하는 가운데 저항운동을 실시하면 성장에 긍정적인 영향을 미친다.

- 아동의 근력훈련에 관해서 가장 흔하게 제기되는 우려는 성장판의 부상위험성이다. 뼈의 성장판 부분은 완전히 경화되지 않아서 부상에 취약하기 때문이다.

- 절대근력의 관점에서 여성은 대략 남성 근력의 2/3정도이다. 저항훈련 프로그램에 참가함으로써 여자는 남자와 같거나 오히려 빠른 속도로 근력을 향상시킬 수 있다. 절대적 근력은 남자가 강하지만 상대적인 증가는 같거나 여자가 우세하다.

- 남녀를 불문하고 근육의 생리학적 특성은 같으므로 여자를 위한 저항훈련 프로그램이 남자를 위한 프로그램과 달라야 할 현저한 이유는 없다.

연령에 따른 근골격계 건강의 변화

- 연령에 따라서 뼈와 근육이 손실되는 것은 잘 알려져 있다. 근육량감소는 근력저하를 초래하는데, 연구에 따르면 55-64세 나이의 여자 가운데 40%, 65-74세나이의 여자가운데 45%, 75-84세 여자가운데 65%가 4.5kg정도의 물체도 들지 못하는 것으로 밝혀졌다.

- 노화가 인체조성에 있어서 바람직하지 않은 몇가지 변화와 관련되어 있지만 노인들은 근력 및 기능적 능력에 있어서 상당한 개선을 이룰 수 있는 능력을 보유하고 있다. 유산소성 및 저항운동이 모두 노인들에게 유익한데, 근력과 근육량의 증가는 오직 저항훈련을 통해서만 가능하다.

- 뼈는 훈련을 지속시킬 경우에만 운동의 긍정적인 효과를 유지한다. 운동을 중지하게 되면 골밀도는 매우 빠르게 운동전 수준으로 복귀한다.

노인의 저항트레이닝 시 안전 고려사항

# 모든 참가자들은 의학적 상태검사를 통해 성인병 등 질병유무를 살펴야 한다.

# 본운동 전에 5-10분간 준비운동을 해야한다.

# 근골격계에 지나친 부하가 주어지는 저항은 피해야 한다.

# 운동후에는 48-72시간의 회복시간이 허락되어야 한다.

# 연령이 높은 사람은 운동시 전범위 내에서 고통이 없어야 한다.

# 운동하는 동안 훈련된 강사의 감독이 있어야 한다.

- 노인들의 저항훈련과 관련하여 추가적으로 고려해야 할 것은 적절한 영양이다. 특히 충분한 양의 단백질은 노인들의 근비대에 중요한 역할을 한다.

chapter 10. 운동선수의 심리적 준비와 경기력

- 선택적 주의집중은 선수들의 집중정도를 의미하고, 경기상황과 관련없는 자극이나 사고를 억제한다. 주요이론에 의하면 한정된 기억용량때문에 근심, 걱정 등과 같은 사고를 능동적으로 억제하는 것이 중요하다.

동기유발현상

1. 내적동기 - 스스로 결정하려는 욕구

2. 성취동기 - 동일한 조건의 두선수가 있다면 성취동기가 높은 선수가 우수한 선수

경기력

1. 운동기술 수준

2. 과제의 난이도

3. 성격

- 외향적인 사람은 각성을 낮추려는 성향때문에 강화된 자극을 주어야

- 내성적인 사람은 각성을 높이려는 경향때문에 낮은 수준의 자극을 주어야

4. 특성불안

- 특성불안이 낮은 선수는 개인적 실패나 어려움에 대한 근심, 걱정이 낮으므로 심리적 압박감을 잘 이겨낸다.

chapter 11. 경기력 강화물질

국제 올림픽위원회에 의해 규제되는 물질

1) psychomotor stimulants - 암페타민, 코카인

2) 교감신경 유사작용물질 - 에페드린, 이소프레날린

3) 기타자극물질 - 카페인, doxapram

4) 아나볼릭 스테로이드 - 테스토스테론

5) 기타 호르몬 - 성장호르몬, 마취성 진통제, 마약성 진통제

6) 마스킹 물질과 이뇨제

chapter 12. 건강과 경기력의 영양적 요인

chapter 13. 식이장애와 비만

[문형철]

노화에 의해 나타나는 근위축은 근섬유의 크기와 수의 감소로 나타나는데, 2형섬유(속근)가 1형섬유보다 영향을 더 많이 받는다.

[문형철]

- 체지방율이 높은 여성에서는 저항 트레이닝을 할때 시각적으로 근비대를 찾기 힘들지만 실제로 단기간의 트레이닝 결과로 생기는 근비대율은 남녀가 거의 같은 정도이다.

[문형철]

- 저항 트레이닝의 결과로 생기는 근비대는 트레이닝 개시로부터의 기간에 따라 다르며 트레이닝 개시 후 최초의 1-2개월은 근력증강은 인정되어도 근비대는 동반되지 않는 경우가 있다. 이때 근력증강은 신경요인에 의한 것이라고 볼 수 있다.

[문형철]

- 6-8주 후에 근섬유비대는 확실하게 근력증가에 관여한다. 저항 트레이닝을 한 선수에게서 뚜렷한 근육의 크기와 근력증가가 기간을 지나면 두요인이 현저한 변화가 이루어진다. 그러면서도 저항트레이닝을 실시한 선수에서는 뚜렷한 근비대 및 근력증강이 반드시 이루어진다고 생각할 수 있으나 2년간 추적조사의 결과에서는 얻어진 근력증강은 근비대에 의한 것이 아니며 오히려 트레이닝 강도의 상승과 병행해서 얻어진 것으로 되어 있다. 이 경우도 신경적인 요인이 관여한 것으로 보는 것이 타당하다.

[문형철]

- 최소필수긴장(minimal essential strain, MES)이라는 용어는 새로운 뼈 형성을 시작하는데 필요한 최소자극을 의미한다. 주의할 것은 노인과 비활동적인 사람들에게 빠른 걷기가 MES를 초과할지도 모르지만 젊은 사람들에게는 MES를 초과하기 위해서는 스프린팅, 점핑, 고 저항운동 활동이 필요할 수 있다는 것이다. - 뼈세포는 주기적으로 주어지는 힘이 MES를 초과하지 않도록 각부위의 뼈 양을 조절한다. 이러한 뼈양의 조절은 골절을 예방하기 위한 뼈의 안전한계를 설정한다. MES는 뼈를 골절시킬 수 있는 힘의 약 1/10의 긴장수준으로 알려져 있다.

[아르구스]

침상안정시 척추에 있어서 무기질양의 보존은 하루 3시간 서있기로 충분하다.

[문형철]

테스토스테론을 증가시키기 위한 운동 # 대근군 운동(데드리프트, 파워 클린, 스쿼트 운동) # 고저항 운동(1RM의 85% 이상운동) # 다수의 세트, 다수운동에서 고중량의 운동 # 짧은 휴식주기(30초-1분) # 2년 또는 그 이상의 저항트레이닝 경험

[문형철]

가장 일반적인 오해로는 저항훈련이 아동의 신장발달을 저해한다고 믿는 것이다. 적절한 지침을 준수하는 가운데 저항운동을 실시하면 성장에 긍정적인 영향을 미친다.

[문형철]

절대근력의 관점에서 여성은 대략 남성 근력의 2/3정도이다. 저항훈련 프로그램에 참가함으로써 여자는 남자와 같거나 오히려 빠른 속도로 근력을 향상시킬 수 있다. 절대적 근력은 남자가 강하지만 상대적인 증가는 같거나 여자가 우세하다.

[문형철]

근육량감소는 근력저하를 초래하는데, 연구에 따르면 55-64세 나이의 여자 가운데 40%, 65-74세나이의 여자가운데 45%, 75-84세 여자가운데 65%가 4.5kg정도의 물체도 들지 못하는 것으로 밝혀졌다.

[아르구스]

교수님 매일 교수님 요약본 하나씩 읽어 볼려고 합니다.. ㅋ 교수님 글 역주행이라고 나 할까요...ㅋㅋㅋ 우선 이건 어제 다 읽었습니다. 위에 교수님 리플이 중요 내용이내요...^^

[문형철]

자주 놀러와! 사랑하는 이성용 선생님. 올해는 좋은 배필만나 결혼도하고..ㅋㅋ

[아르구스]

일반적인 안정성의 요인 - 워밍업 혈류, 체온 증가 인대 건 유연성증가, 충분한 가동범위를 통한 기본적 운동수행, 처음에는 가벼운 중량이용하고 2주 연습과정후 본격적 운동, 관절 내 통증을 간과하지 않는다. 무거운 부하 운동후 얼음찜질은 회복과 상해방지에 중요하다. 보강운동은 주 근육근 및 길항근간의 평형성유지와 관절안정성 증진에 도움을 준다.

[아르구스]

연골에 미치는 신체활동의 효과 - 지속적 유산소 운동이 관절연골에 미치는 잠재적인 부정적 효과를 평가하는 동물실험에 긍정적 결과가 나왔다. 돼지의 장기간 트래드밀 운동은 연골을 두껍게 만들고 세포의 숫자와 관절연골의 기초물질을 증가시켰다. 중간정도의 유산소 운동은 연골두께를 증가시키는데 적절한 것으로 보인다. 격렬한 운동은 퇴행적 고나절질환을 가져오지 않는 것으로 보인다.

[문형철]

근육 생리학의 이해는 트레이닝 프로그램 작성과 실행의 기본이며 근력과 컨디셔닝 전문가에 있어서 기본적인 지식이다. - 근 이외에도 순환계, 신경계 그리고 내분비계 등 신체의 여러가지가 근 기능에 영향을 미치지만 실제로 운동을 일으키는 기관은 어디까지나 "근육"이다.

[비너스리턴]

훌륭하신 정리에 감탄합니다..^^