파워운동생리학 20장. 운동능력 평가를 위한 검사

[문형철]

H-CMP기업의 큰 꿈을 위해

최대산소섭취량

최고산소섭취량

젖산역치

무산소성 파워

각종 운동능력의 평가법에 대한 탐구

Chapter 20. 운동능력 평가를 위한 검사

일반적으로 신체적 수행능력을 평가하기 위한 두가지 접근원리는 1) 일반적인 체력을 측정하는 기본적 운동수행능력을 평가하는 다양한 측정방법 2) 최대 유산소성 파워와 무산소성 파워, 운동효율같은 생리적 능력의 실험실 평가가 있음. 

이 장의 탐구는 신체적 운동능력의 평가에 대해 설계된 실험실 검사법에 대해 논의함. 15장의 수행력테스트와는 다름. 

운동능력의 실험실 평가

일반적으로 신체적 운동수행능력은 최대에너지 산출(최대산소전달, 유산소와 무산소 과정등), 근력, 운동의 협응/효율 그리고 심리적 요인들에 대한 개인적 능력에 의해 결정됨. 

골프는 높은 에너지 산출을 필요로 하지 않지만 적적한 협응능력이 필수적임. 100미터 달리기는 훌륭한기술뿐만 아니라 높은 무산소 파워가 요구됨. 장거리 달리기에서는 높은 능력의 유산소 에너지-산출과정이 필수임. 

생리학적 검사의 가치

신체적 운동수행능력의 실험실 측정은 고비용 및 많은 시간이 소요됨. 운동선수가 실험실 검사에 의해 얻을 수 있는 것은 무엇인가에 대해서 명백히 정의해야 함. 3가지 이점

1) 생리학적 검사는 스포츠에서 운동선수의 장점과 단점에 관한 정보를 제공할 수 있고 이 정보는 개인 훈련프로그램의 설계에 대한 기준자료로 사용됨. 이러한 정보는 운동선수들의 약한 영역들을 집중적으로개선하는 개별적인 운동처방을 작성하는 근거자료가 됨. 

2) 실험실 검사는 훈련 프로그램의 효력과 관련하여 운동선수에게 피드백을 제공함. 

3) 실험실 검사를 통해 운동선수들에게 운동의 생리학적 내용을 교육시켜야 하며, 운동선수는 이 검사를통해 스프초 성공에 대한 중요한 생리학적 변인을 배우게 됨. 

효과적인 생리학적 검사의 구성요소

1) 검사하는 생리학적 변인들은 스포츠와 관련되어야 함. 예를들어 장거리 주자들의 최대악력 측정은 경기종목과 무관함. 

2) 생리학적 검사는 타당하고 신뢰성이 높아야 함. 

3) 검사는 특정 스포츠에 사용되는 것이어야 함. 예를들어 장거리 주자는 트레드밀 검사를, 사이클 선수는 사이클링 동안 검사해야 함.

4) 검사는 규칙적인 간격으로 반복되어야 함

5) 검사절차는 신중하게 관리되고 유지되어야 함. 

6) 검사결과는 코치와 운동선수에게 쉬운 용어로 해석될 수 있어야 함. 

직접적인 최대 유산소 파워검사

최대산소 섬취량의 측정은 지구성 운동선수들의 신체적 운동능력을 평가하는데 사용되는 많은 방법중 하나임. 

1) 검사의 특이성

트레드밀에서 달리기, 사이클링은 최대산소섭취량을 결정하는데 사용되는 운동의 가장 대표적인 두가지 유형임. 

2) 운동검사 프로토콜

훈련되지 않은 피험자는 아래 그림처럼 최대산소섭취량의 고원에 도달하지 않는 경우가 있음. 

3) 장애 운동선수의 최고산소섭취량 결정

최대산소섭취량은 대근군을 사용하는 운동으로 달성될 수있는 최고의 산소섭취량임. 하지 마비 환자의 경우 "최고 산소섭취량"이라고 말함. 

지구성 운동수행능력 실험실 예측검사

2개의 유용한 실험실 검사가 있음. 젖산역치와 임계파워

운동수행능력 평가를 위한 젖산역치의 이용

많은 연구자들이 3km에서 마라톤까지의 장거리 육상종목에서 최대 항정상태에서의 달리기 속도를 측정하는 것이 성공을 예측하는데 활용될 수 있다는 근거를 제시함. 이러한 최대항정 상태속도 평가의 가장 일반적인 실험실 측정은 젖산역치의 결정임. 다시 말해서 젖산역치는 혈중 젖산수준이 급격하게 증가하는 시점의 운동강도를 나타냄. 피로가 혈액과 근육내에 높은 수준의 젖산이 있을때 나타나는 결과라는 근거로, 젖산 역치가 12-15분이상의 지속적인 종목들에서 지구력 운동수행능력과 연관될 수 있다는 것은 타당함. 

젖산역치의 결정

최대산소섭취량의 평가와 유사하게 젖산역치의 결정은 운동선수들이 그들의 경기종목에서 실시하는 움직임과 유사한 (검사의 특이성) 방법으로 검사되어야 함. 일반적으로 젖산 역치를 결정하는 검사프로토콜들은 매 1-3분 파워산출의 단계적 증가 전에 낮은 운동강도의 2-5분간 준비운동과 함께 시작함. 일반적ㅇ로 젖산역치의 결정에 보다 나은 해결방안을 제공하기 위해서 운동강도의 증가폭은 적게함.

젖산의 혈중농도를 결정하기 위해서 혈액샘플들은 피험자 팔의 동맥 또는 정맥내 카테터를 설치하고 각각의 운동강도에서 피험자의 자료를 얻어야 함. 

젖산 역치의 외형적인 결정은 혈중 젖산 농도가 급격하게 지속적으로 증가한 후의 지점임. 

환기량 변화를 통한 젖산역치의 예측

환기역치에서 젖산역치를 예측할때 발생하는 오차는 12-17%임.

임계파워의 측정

지구성 종목에서 운동수행능력을 예측하는데 사용될 수 있는 또 다른 실험실 측정방법은 "임계파워(critical power)의 측정임. 임계파워는 운동선수들이 피로없이 특정한 최대하 파워산출을 지속할 수 있다는 개념을 근거로 함. 

위 그림은 달리기 수행능력에 대한 임계파워 개념을 나타냄. 임계파워는 달리기 속도/시간 곡선이 고원화에 도달하는 시점의 달리기 속도(파워산출)로 정의됨. 이론적으로 임계파워는 무제한 으로 유지될 수 잇는 파워산출로 고려됨. 그러나 실제로 이러한 경우는 없음. 임계파워에서 운동을 할때 대부분의 운동선수들은 30-60분내에  피로해짐. 

임계파워는 피험자들이 실험실에서 5-7번의 운동을 탈진할때까지 연속적으로 수행하도록 하여 결정될 수 있음. 이 검사는 일반적으로 여러날 동안 검사로 이루어짐. 

임계파워는 얼마나 운동수행능력을 잘 예측할 수 있을까? 여러연구들에서 임계파워는 3-100분간 지속되는 지구성 종목에서 운동수행능력과 유의한 상관관계가 있음을 제시. 

약 30분간 지속되는 종목에서 젖산역치, 최대산소섭취량, 임계파워는 운동수행능력을 예측하는데 동일한 능력을 가지고 있다고 간주됨. 임계파워가 최대산소섭취량과 젖산역치 두가지 요소에 의존하고 있다는 사실은 그리 놀랍지 않음. 

운동효율 검사

비효율적인 선수는 일정한 속도에서 효율적인 선수에 비해 달리는 데 매우 많은 양의 에너지를 소비함. 다른 모든 변인이 같다는 조건하에서 시합을 하게 되면 효율성이 높은 운동선수가 낮은 운동선수를 이길것임. 그러므로 운동효율의 측정은 운동선수의 잠재적인 운동수행능력을 평가하는 실험실 검사로 적절하다고 여겨짐. 

어떻게 운동효율을 평가할까? 

특정활동(달리기, 사이클) 중 에너지 소비의 그래프에 의해 평가됨. 

젖산역치와 달리기 효율성을 이용한 장거리 달리기의 경기결과 예측

지구성 육상선수의 잠재력을 결정하는 가장 좋은 검사는 최대산소 섭취량임. 

여러 연구를 통해 젖산 역치 또는 환기 역치 그리고 1만미터 달리기를 유지시킬 수 있는 최대속도간에는밀접한 관계가 있음을 증명함. 실례로 잘 훈련된 운동선수들은 그들의 젖산역치 대략 5m.min-1 페이스로 1만미터를 달림. 

무산소성 파워의 결정

무산소성 파워의 평가를 위한 검사는 스포츠에 사용되는 근육군들을 적용하고, 해당종목의 운동수행능력에 사용되는 에너지 경로를 포함하는 것이 필수적임. 최대 무산소성 파워를 평가하는 검사들은 일반적으로 1)ATP-PC 체계의 최대능력을 검사하기 위해 설계된 초단시간의 검사들 2) 무산소성 해당작용의 최대능력을 평가하기 위한 단시간의 검사들로 분류함. 

1) 초단시간 최대 무산소성 파워검사

# 점핑 파워검사 - 너무 짧은 시간

# 미식축구 달리기 파워검사(40야드, 36.56미터). 3번 검사하여 가장 빠른 기록이 개인의 파워산출로 결정

# 축구 달리기 검사

걷는 속도로 20미터 3회

최대달리기 속도로 20미터 1회 실시후 4초간 휴식

개인 최대산소섭취량의 55%수준의 달리기 속도로 20미터 3회

개인 최대산소섭취량의 95%수준의 달리기 속도로 20미터 3회

# 사이클 파워검사 

퀘벡 10초 테스트(Quebec 10 second test)는 사이클 선수들의 초단시간 무산소파워를 평가하기 위해 1983년에 개발됨. 이 검사는 기술적 결함이 적고 절차의 신뢰도가 높음. 

단시간 무산소성 파워검사

# 사이클 무산소성 파워검사 - 윙게이트 검사

# 달리기 무산소성 파워검사 - 35-800m달리기

# 스포츠 종목별검사 - 테니스, 농구, 아이스스케이팅, 수영 등에 적용

근력의 평가

근력은 근육 또는 근육군이 발생시킬 수 있는 최대 힘으로 정의. 근력의 측정은 네가지 방법 1) 등척성 검사 2) 등장성 검사 3) 등속성 검사 4) 가변저항 검사가 있음. 

근력검사의 특이성은 동작, 움직임 형태, 그리고 수축형태와 관련된 근육과 수축속도를 고려해야 함. 

1) 등척성 근력검사

등척성 근력측정은 여러가지 관절각도에서 수행됨. 각각의 관절각도에서 등척성 검사는 보통 2회-3회의최대수축(5초동안)으로 구성되며, 시도 횟수 중 최댓값이 근력측정치가 됨. 

2) 등장성 근력측정

근력을 평가하는 1회 최대근력을 1RM이라고 함. 

3) 등속성 근력측정

등속성 근력검사는 신뢰도가 매우 높음.

4) 가변성 근력측정

가변저항은 일반적인 운동범위에 걸쳐 근육들에 의해서 산출되는 힘을 결정하는 생리적이고 기계적인 요인들에 따라서 저항이 바뀌도록 설계된 캠(cam)을 통해 이루어짐.