파워운동 생리학 21장. 경기력 향상을 위한 훈련

[문형철]

놀라운 탐구

운동 생리학 

인류의 선배 탐구자들에게 감사와 존경을

chapter 21. 경기력 향상을 위한 훈련

훈련의 원리

스포츠 컨디셔닝 프로그램의 목표는 운동수행을 향상시키는데 있음. 특정 스포츠에 따라 이것은 힘과 파워를 만들어 내기 위한 근육의 능력증가와 근효율의 향상 그리고 근지구력 향상을 통해 달성할 수 있음. 

서로 다른 스포츠활동에는 각각의 스포츠에 쓰이는 대사경로 또는 운동에 필요한 ATP는 다름. 대사의 이해는 경기시 운동수행에서 요구되는 에너지 체계 원리에 대한 이해와 지식을 잘 활용해야만 컨디셔닝 프로그램을 잘 설계할 수 있기 때문에 코치나 트레이너들에게 중요함. 예를들어 60미터 달리기에서는 ATP-PC체게에 의해서만 ATP가 공급되고, 마라톤에서는 완주를 위해 필요한 에너지를 유산소성 대사에 의존하게 됨. 

그러나 한가지 에너지 경로만 사용되는 스포츠 종목은 거의 없음. 예를들어 축구는 필요한 ATP  를 제공하는 대사경로들의 결합으로 이루어짐. 운동중 유산소-무산소의 ATP생산에 대한 지식은 컨디셔닝 프로그램을 계획하는 초석이 됨.  잘 계획된 컨디셔닝 프로그램은 스포츠 활동에서 요구하는 에너지와 일치시키기 위해 유, 무산소 컨디셔닝 시간을 적당하게 배분해야 함. 

무산소성 경로에서 40%, 유산소성 경로에서 60%의 에너지를 내는 활동이 있다면(1500미터 달리기), 훈련프로그램은 무산소성/유산소성 훈련간의 비율도 40:60으로 배분해야 함. 

과부하, 특이성, 가역성의 원리

세가지 운동원리는 13장에서 소개. 과부하를 잘못주면 오버트레이닝이 됨. 오버트레이닝은 선수의 트레이닝 세션 수행능력을 손상시키고 수행력의 장시간 소모를 일으키는 트레이닝 스트레스 축적으로 정의됨. 오버트레이닝은 일반적으로 생리적, 심리적 증상 모두와 관련이 있음. 오버트레이닝의 회복은 수행능력을 회복시킬 수 있지만 몇주 혹은 몇달 동안 운동훈련을 줄여야만 함. 

오버리칭(overreaching)의 정의는 트레이닝 스트레스의 축적이며, 이는 오버트레이닝의 생리학적 징후 및 증상에 도달/도달하지 않고 수행능력의 단기간 소모를 가져옴. 

특이성 개념은 특정한 움직임과 관련된 특정한 근육뿐만 아니라 경기중 요구되는 ATP  에너지 체계까지관련되어 있음. 그러므로 훈련 프로그램은 경기중에 관계되는 근육군만을 고려할게 아니라  ATP를 제공하는 에너지 체계까지도 사용되는 특이성에 대해 다룰 필요가 있음. 

운동선수가 훈련을 중단하면 훈련효과는 빨리 사라지는 가역성 특성이 있음. 연구는 트레이닝 중단후 2주이내에 최대산소섭취량이 상당히 감소된다는 것을 증명함. 살틴의 연구에 의하면 운동선수가 침대에서20일간 휴식후 대상자들은 25%가 최대산소섭취량, 최대심박출량 감소를 보임. 비활동의 결과로서 이러한 운동능력의 극적인 감소는 트레이닝의 빠른 가역성을 증명함.

성별 및 초기 체력수준의 영향

여성 컨디셔닝 프로그램은 남성과 다르다고 생각되던 때가 있었음. 최근 연구에 의하면 생리학적 컨디셔닝에 대한 일반적 접근은 남녀에게 동일한 프로그램을 계획할 수 있음. 

훈련에 대한 향상도의 결과가 다르게 나타남. 많은 요인들이 이러한 훈련의 반응에 대한 개인의 다양성에 기여함. 가장 중요한 요인은 "운동선수 초기 체력수준"임. 심장질환을 갖는 좌식생활자들이 운동을 통해 50%이상의 최대산소섭취량을 가져온 반면, 같은 프로그램으로 훈련받은 정상적 활동을 하는 성인남자들은 10-20%정도의 최대산소 섭취량 증가를 가져옴. 잘 훈련된 선수가 훈련강도를 증가시킨 프로그램에서는 3-5%의 향상을 나타냄. 

그러나 훈련을 통해 향상된 3-5%의 향상이 올림픽 금메달을 얻는 승리자와 패배자의 차이를 가져옴. 

유전적 영향

무산소 수행능력에 최고로 적합한 골격근 섬유가 발달초기(1세)에 이미 결정되고, 근섬유 형태의 비율은일생동안 크게 변하지 않음. 그러므로 속근 및 무산소 섬유비율이 무산소 능력의 주요 결정요인이기 때문에 무산소 능력은 주로 유전적으로 결정된다고 믿음.

요약

# 스포츠 컨디셔닝의 일반적인 목적은 근력이나 파워를 증가시키는 것이고 근지구력 및 근효율을 향상시켜 운동수행능력을 향상시키는 것임.

# 컨디셔닝 프로그램은 스포츠의 특이성에 따라서 유산소와 무산소성 에너지를 적절하게 일치시키기 위해서 훈련시간의 양을 적절하게 분배해야 함.

# 근육은 점진적인 부하를 통해서 훈련에 반응함. 선수들이 훈련을 중단했을때 훈련중단으로 인해서 체력의 급격한 감소가 발생함(가역성)

# 일반적으로 남성과 여성은 동일한 유형으로 컨디셔닝에 반응함. 훈련 향상의 정도는 훈련프로그램 초기단계에서 체력수준이 낮은 사람이 더욱 크게 나타남.

훈련의 구성요소 : 준비운동, 본운동, 정리운동

준비운동의 목적은 첫째, 훈련중에 사용될 골격근으로 보내지는 혈류와 심박출량을 증대시킴. 둘째, 근육의 온도를 높여주며 근효소 활성을 상승시켜줌. 셋째, 운동선수에게 스트레칭 운동기회를 제공함. 준비운동 시간은 훈련의 형태와 환경조건에 따라 5-20분 정도 하는 것이 좋음. 

본운동 이후에 곧바로 "저강도 정리운동"이 필요함. 정리운동으로 인해 골격근으로 보내진 혈액을 다시 중앙 순환계로 환류시킴. 정리운동 시간은 훈련의 형태, 개인의 연령 및 건강수준, 환경조건에 따라 10-30분 시행함. 

유산소성 파워 향상훈련

13장에서 지구성 훈련은 최대심박출량과 동정맥 산소차(산소를 이용하는 근육의 능력증가)의 증가를 통해서 최대산소섭취량을 향상시킨다고 설명함. 그러므로 최대 유산소성 파워를 증가시키려는 훈련을 설계하려면 순환계에 과부하를 주고, 골격근의 산소결합 능력을 강화시켜주어야 함. 모든 훈려에 있어서 특이성은 절대적임. 운동선수는 자신의 스포츠 종목에서 쓰이는 특정근육에 자극을 주어야 함. 육상선수는 달리는데 사용되는 근육을, 사이클 선수는 자전거를 타는데 필요한 근육을, 수영선수는 수영을 하는데 사용하는 근육을 발달시켜야 함. 

유산소 운동의 3가지 유형

1) 인터벌 훈련

2) 장거리 저강도 운동

3) 고강도 지속성 운동

이중 어떤 훈련방법이 최대산소섭취량을 가장 향상시킬 수 있는가에 대한 논의는 계속되고 있음. 

1) 인터벌 훈련

인터벌 훈련이란 짧은 회복시간을 두고 동일한 부하의 운동을 반복하는 것. 최대산소섭취량을 향상시키기 위한 인터벌 훈련은 유산소성 ATP 산출을 증대시키기 위해서 운동을 60초이상 하는 것이 일반적임. 일반적으로 저강도 인터벌 훈련보다 고강도의 인터벌 훈련(젖산역치 수준이상)이 유산소성 파워를 향상시키는데는 더 효과적임. 이러한 향상은 고강도의 운동을 하는 동안 속근섬유가 동원되기 때문. 

인터벌 훈련동안 운동강도는 간격끝에 10초동안의 심박수로 측정될 수 있음. (10초동안 심박수x6 =분당 심박수). 일반적으로 인터벌 운동 심박수는 최대심박수의 85%이상이어야 함. 휴식시간은 운동지속시간과 같게 설정함. 예를들어 만일 400미터 달리기 운동간격이 75초라면 75초 휴식을 취함. 훈련되지 못한 경우 휴식시간을 1;2, 1;3까지 늘림. 

2) 장거리 저강도운동

이러한 방법의 훈련은 시합거리보다 긴거리와 저강도(최대 산소섭취량의 57%, 또는 최대심박수의 70%정도)에서 운동을 함. 

3) 고강도, 지속성 운동

연속적인 고강도의 운동이 최대산소섭취량과 경기중 젖산 역치를 증가시키는데 좋은 훈련방법으로 제안됨. 운동중 트레이닝 강도의 정확한 정량화는 복잡하지만 운동심박수의 측정은 운동선수의 상대적 강도의 추정치로 사용될 수 있음. 

지구성 훈련과 부상

지구성 훈련 방법과 연관된 중요한 문제는 운동선수의 상해위험을 최소화하는 훈련프로그램이 어느것인가 하는 것임. 훈련의 부하를 증대시키는 가장 실용적인 방법은 "10%규칙"임. 요약하면 10%규칙은 과훈련 상해를 피하기 위해서 주당 10%이상 훈련강도나 시간이 증가해서는 안된다는 것임. 

무산소성 파워향상 훈련

1분 이내로 끝나는 경기종목은 필요한 에너지를 거의 무산소성 에너지 동원능력에 크게 의존함. 일반적으로 ATP-PC체계나 무산소성 해당작용(젖산체계)을 향상시키기 위해서는 무산소성 파워를 증대시켜주는 훈련이 필요함. 

많은 활동들이 유산소성 및 무산소성 소스로부터 ATP생산이 필요함. 예를들어 800미터 달리기는 힘의 출력이 최대산소섭취량의 30%를 초과하여 수행됨. 이런 유형의 스포츠 경기를 수행하기 위한 에너지는 유산소성 그리고 무산소성 에너지 생산 모두가 필요함. 

# ATP-PC 체계 향상훈련

역도, 100미터 달리기 등에 필요한 에너지는 ATP-PC체계임. 그러므로 최적의 수행을 위해서는 ATP-PC  경로를 경유하여 ATP 생성을 최대화할 트레이닝 프로그램이 요구됨. 짧고 강한 고강도 인터벌 트레이닝이 이상적임. 

# 해당작용 체계 향상 훈련

약 10초동안 최대운동 이후에는 무산소성 해당작용에 의한 에너지 의존도가 커짐. 이러한 에너지 경로의능력을 향상시키기 위해 단기간 고강도 운동으로 에너치 체계에 과부하를 주어야 함. 일반적으로 20-60초 사이의 고강도 운동간격이 이런 대사경로의 과부하라 할 수 있음. 

근력향상 훈련

근력 훈련프로그램의 목표는 특정 근육군에 의해 산출되는 힘의 양을 최대한으로 증가시키는데 있음. 일반적으로 어떠한 근육도 고강도로 규칙적인 운동을 한다면 강해질 수 있음. 3가지 운동법이 있음. 

1) 등척성 운동

2) 등장성 또는 동적 가변저항 운동

3) 등속성 운동

근력훈련의 결과로 어떠한 생리적 적응이 발생할까? 13장에서 다룸. 

점증부하운동

일반적인 근력훈련의 원리

근력훈련 운동처방에 관한 일반적인 지침은 다음과 같음. 이상적인 운동강도는 8-12회 3세트를 시행하는 것임. 운동사이 휴식은 최적의 근력향상에 중요한 역할을 함. 초보자는 주당 2-4일의 트레이닝 일정이 권장됨. 숙련된 훈련자는 주당 4-6일이 권장됨. 

무산소성 운동능력 향상을 위한 훈련에 대한 마이클 호간 박사의 질의응답

질문 1. 무산소성 파워를 향상시키기위한 훈련프로그램을 계획하는데 있어서 반드시 주단위 강-약주기 훈련이 필요한가? 

대답 : 물론이다. 무산소성 능력을 향상시키기 위해서 고강도 운동을 시행하여 2b형 섬유를 동원시켜야 하기때문임. 무산소성 훈련의 가장 중요한 요소는 고강도 훈련시 근육손상이 적어야 한다는 점임. 또한 저강도 훈련시에는 손상된 섬유를 회복시켜 높은 무산소성 운동능력을 가진 섬유가 됨. 

질문 2. ATP-PC 체계와 해당작용의 에너지를 사용하는 200m달리기와 같이 각각의 생체 에너지체계를 향상시키는 훈련프로그램은 가능할까? 

대답 : 가능하다. 유산소 훈련으로 심혈관 및 산화효소의 변화와 같이 근지구력 훈련에 따른 높은 수준의 적응은 아니지만 이러한 생체에너지체계는 어느정도까지 개선할 수 있음. 30-60초 사이의 짧은 시간에 높으 ATP생산을 요구하는 무산소성 운동의 핵심은 해당작용 및 ATP-PC 체계를 활용할 수 있는 높은 능력과 이렇게 짧고 고강도인 운동 중 피로를 발생하는 요인들을 최소화하는 것임. 고강도 훈련은 모든 섬유의 해당작용 효소를 증가시켜 많은 ATP를 무산소적으로 생산함. 이러한 무산소성 훈련은근육의 유산소성 능력도 향상시켜 ATP생산을 증가시킴으로써 ATP-PC작용을 완화시켜 젖산 생성을 감소시킴. 무산소성 훈련은 PC분해 속도를 향상시켜 보다 빠른 ATP생산을 가능하게 함. 이러한 전환과정을 통하여 무산소성 운동능력이 향상됨. 

질문 3. 고강도 트레이닝을 정의하고 이 유형의 트레이닝이 유산소성 및 무산소성 생물에너지체계를 향상시킬수 있다는 증거에 대한 설명을 부탁

대답 : 고강도 트레이닝은 무산소성 생물 에너지학적 경로뿐 아니라 최대 유산소 파워만큼 상당히 향상시킬 수 있음. 고강도 트레이닝은 일반적으로 미토콘드리아 양의 증가와 지구력 수행의 향상을 포함한기존의 지구력 운동과 관련된 많은 근육적응을 유발시킬 수 있다는 것은 분명함.