트레드밀 달리기의 득실

[죠스]

트레드밀 달리기의 득실
Is treadmill training a help or hindrance for the serious athlete?



By Owen Anderson (출처 : www.pponline.co.uk)


선수가 트랙, 도로 또는 딱딱한 땅 위에서 달릴 때는, 그의 다리가 추진력을 일으켜서 동체를 가속하여 앞으로 나아가게 한다. 선수의 동체는 달리기 순환과정에서 (먼저 디뎠던 발의)휴식기마다 감속되지만, 디딤발이 추진력을 만들면 금방 다시 전방으로 가속된다. 달리기를 계속하면, 동체는 가속과 감속을 되풀이하면서 끊임없이 앞으로 나아가게 된다.

그 선수가 트레드밀(treadmill)에서 달릴 때는, 동체는 고정되어 있다(적어도 전후방의 움직임은 없다). 전방으로 나아가는 대신, 바닥이 선수의 뒤로 '사라져간다'. 사실상, 트레드밀 벨트가 선수의 다리와 발로 하여금 안정성을 유지하기 위해 동체의 밑으로 그리고 뒤로 움직이게 하는 것이다. 다리가 하는 주된 작업은 작업은 동체의 앞에 있는 디딤발을 드레드밀 벨트와 박자를 맞춰서 뒤로 이동시키는 것이다. 다리 근육의 주된 기능은 추진력을 만드는 것이 아니라 동체를 안정시키기 위해 이런 식으로 양 다리의 위치를 바꿔주는 것이다.

이와 같은 중요하고도 근본적인 차이점 때문에, 일부 전문가들은 트레드밀 훈련은 '진짜 달리기'에 효과가 없으며, 땅에서의 달리기 능력을 향상시키길 원하는 선수들은 트레드밀 훈련을 피해야 한다고 주장하고 있다. 트레드밀 달리기에 관련된 신경근의 형태가 도로,트랙 또는 크로스컨트리 달리기와 다르기 때문에 달리기 경제(economy)와 효율성(efficiency)의 향상은 불가능하다는 것이 그들의 주장이다. 어떤 이들은 더 나아가서 트레드밀 훈련이 정규 달리기의 러닝 이코노미(running economy)를 감퇴시킬 수 있다고 주장하기도 한다.

반면에, 트레드밀 옹호자들은 트레드밀 훈련의 2가지 주요 장점을 든다. 그들은 트레드밀을 이용하면 경사도를 힘든 수준으로 세팅함으로써 훌륭한 '언덕'훈련을 할 수 있으며, 또한 훈련 페이스를 매우 정확하게 세팅할 수 있기 때문에, 아주 정교한 훈련을 수행할 수 있는 능력을 높여 준다고 주장한다. 예컨데 자신이 희망하는 속도에서 벗어나고 있지 않은지에 대해 염려할 필요없이 목표하는 대회 페이스로 아주 많은 훈련을 할 수 있다는 것이다.

트레드밀 훈련을 비판하는 사람들은 트레드밀 달리기가 실제로는 아주 정교하지는 않다는 반론을 펼친다. 우선, 매 걸음마다 트레드밀 벨트에 가해지는 하중과 압력 때문에 많은 벨트에서 순간적인 속도 감소가 일어난다1). 게다가 전체적인 생리학적 노력의 관점에서 보면, 트레드밀의 추상적인 페이스는 단단한 지면에서의 페이스와 같지 않다. 예컨데, 트레드밀에서 6분 페이스는 같은 페이스의 트랙, 크로스컨트리 또는 운동장 달리기 보다 심박과 산소 소비량이 통상 낮다. 그것은 분명 바람의 저항이 없기 때문이다. 이것은 또 트레드밀 달리기와 '정상적인' 달리기 사이에 생체역학 및 운동역학적인 차이를 초래한다.

전혀 운동하지 않는 것보다는 트레드밀 훈련이 건강에 좋다는 것은 의심할 여지가 없다. 그리고 경쟁적이 아닌(non-competitive) 조깅족들은 트레드밀에서 전반적인 체력을 증진시킬 수 있다는 것도 분명하다. 그렇지만 위에서 열거한 이유들 때문에, 경쟁적인(competitive) 선수들에게 있어서 그들이 기량을 향상시키기 위해 트레드밀 훈련을 실제로 활용해도 되는지 여부를 염려하는 것은 당연하다. 트레드밀 달리기는 실제 달리기와 너무나 다르기 때문에 경기 기록에 아무런 효과가 없는가? 과학적인 논문에서는 어떻게 말해야 하는가?

고속에서의 산소 소비량

트레드밀과 트랙달리기를 비교하기 위한 최초의 과학적 연구는 1969년 런던의 생리학자인 Pugh 박사가 시행했다2). Pugh는 트랙에서 달리는 7명의 선수들과 트레드밀에서 달리는 4명의 선수들의 산소 소비량과 스피드 간의 상관관계를 측정했다. 그는 그 관계가 트레드밀 달리기 중에는 직선이지만, 트랙에서는 곡선이어서 이때는 속도가 높아질수록 산소 소비량이 극적으로 상승한다는 것을 발견했다.

Pugh의 발견 중에서 가장 흥미로운 것은 산소 소비량과 스피드를 잇는 선의 기울기가 트레드밀에서보다 트랙에서 훨씬 더 가파르다는 것이다. 다시 말해서, 달리는 속도가 한단계씩 높아질 때 이에 상응한 산소 소비의 증가율은 트레드밀 달리기보다 트랙 달리기 도중에 더 컸다는 것이다. Pugh는 이 차이를 바람 저항의 영향 탓으로 설명했는데, 이는 달리기 속도가 높아질수록 공기 저항을 극복하는 에너지 소비가 아주 극적으로 상승한다는 사실에 비춰볼 때 논리적인 가설이다. Pugh가 지적했듯이, 시속 21.5km(약 초속 6m, 400m당 67초)의 속력으로 트랙 달리기를 하는 도중에 공기 저항을 극복하는 에너지 소비는 전체 에너지 소비의 약8%이다. 이에 비해서, 달리기 속도가 초속 10m(100m를 10초에 주파하는 속도)로 높아지면 공기 저항을 극복하는 에너지 소비는 두배로 늘어 전체 소비량의 16%가 된다.

트레드밀 훈련의 잇점

Pugh의 데이터는 대단히 흥미롭다. 하지만, 그의 연구에서 진짜 배울 점은 트랙, 도로 또는 숲길보다 트레드밀에서 매우 높은 속도로 달리기가 훨씬 쉽다는 것이다. 야외에서는, 에너지의 상당량이 역동적인 동작을 위해 쓰이는 대신 공기 입자의 제동효과를 극복하는데 '낭비된다'. 트레드밀에서 더 높은 최고의 스피드를 달성할 수 있다는 이러한 견해는 흥미롭거니와 이 장비를 사용하면 트랙에서보다 빠른 속력을 연습할 수 있는데도 불구하고 단거리 선수들이 거의 트레드밀에서 훈련하지 않는다는 사실을 고려할 때 다소 아이로닉하기도 하다. 지상에서 달리는 것의 높은 에너지 비용에 대해서는 Jack Daniels도 그의 젊은 남자 러너들을 대상으로 한 연구에서 증명하였다. Daniels는 아스팔트 위를 달리는 것은 같은 속도로 트래드밀에서 달리는 것보다 에너지 비용이 대략 10% 높다는 것을 발견했다3).

'지상' 달리기와 비교한 트레드밀의 운동학을 조심스럽게 평가하기 위한 첫번째 연구가 1972년 미국 펜실베니아 주립대에서 실시된 그 대학 트랙 및 크로스컨트리 팀 선수 16명에 대한 연구에서 행해졌다4). 그 선수들을 전문 거리에 따라 5명의 단거리 선수, 6명의 중거리 선수, 5명의 크로스컨추리 선수로 나누었고, 그들 모두에게 트레드밀과 보통의 땅 위를 3가지의 다른 경사도에서 3가지의 속도로 달리도록 했다.

이 초유의 연구에서 트레드밀과 지상 달리기 사이의 근본적인 차이점들이 드러났다. 예를 들면, 초속 3.35m와 4.88m(400m당 각 119초 및 82초에 해당)의 비교적 평범한 속도에서는 선수들의 보폭은 트레드밀과 지상에서 분명히 똑같았다. 그러나 속력을 초속 6.4m(400m당 62.5초)로 높였을 때, 트레드밀 보폭은 지상의 보폭에 비해 약 5% 길었다. 이와 똑같은 상황이 언덕(10% 각도) 달리기에서도 발생하여 보폭이 보통의 페이스에서는 같았으나 속력을 초속6.4m로 높였을 때 트래드밀이 약 8% 더 길었다. 내리막(10%) 달리기에서는 모든 스피드에서 지상과 트래드밀의 보폭이 같았다.

언덕과 평지에서의 빠른 달리기에서 트래드밀의 보속이 더 느린 것은 놀랄 일이 아니었다. 트래드밀의 보폭이 더 길었기 때문에 고정된 스피드 수준을 유지하기 위해서 보속이 느려졌을 것이다. 트래드밀에서는 오르막과 내리막 달리기 중의 모든 스피드에서 그리고 평지 달리기 중의 아주 빠른 스피드에서 '지탱시간'(달리기 순환 과정에서 디딤단계의 지속 시간)이 상당히 길어진 것도 역시 예측 가능한 일이었다. 기본적으로, 불안정하고 빠르게 움직이며(또는) 기울어진 트래드밀 위에서 러너들은 평소보다 발을 벨트 위에 더 오래 놓아둠으로써 스스로의 안정성을 제고하려고 노력했다. 사실, 이로 인해서 보속이 느려지고 보폭이 길어졌을 수 있다. 디딤단계가 길어짐으로 해서, 보폭을 늘어나지만 보속은 느려지고, 더 많은 추진력이 생길 수 있었을 것이다.

펜실베니아 대학의 이 연구는 선수들이 트레드밀에서는 대지에서와 실제로 다르게 달린다는 것을 밝혔다는 점에서 중요한 것이었다. 트레드밀에서 밝혀진 '디딤시간'의 증가는 장거리 러너에게 특별히 좋은 소식은 아니다. 대부분의 장거리 러너는 땅을 박차는 시간을 줄이는 것이 훨씬 이롭기 때문이다(더 적은 접지시간에 그 이상의 추진력을 내므로). 나중에 호주에서 행해진 연구에서, 트래드밀과 지상 달리기의 차이점이 재강조되었고, 새로운 '결점'이 소개되었다. 덜 숙련된 순수하게 즐거움을 추구하는 조깅족들은 트레드밀에서 고도의 경쟁적인 러너들과는 다르게 반응한다는 것이다5).

조깅족의 경우와 비교

이 연구에서는 12명의 남학생과 12명의 여학생 조깅족들이 트레드밀과 트랙에서 초속 3.33~6.2m의 스피드로 달렸다. 펜실베니아 대학의 연구에서처럼, 비교적 빠른 스피드에서는 트레드밀과 지상 사이의 운동학적 차이점이 나타났다. 특히, 초속 4.85m(400m당 82초)이상의 속력에서, 남자 러너들의 트레드밀에서의 보속이 지상에서보다 평균 3.4%가량 상승한 반면, 보폭은 3.2%감소하였다. 여자 러너들도 동일한 경향을 보였지만 상승폭이 더 컸다. 여성의 보폭은 트레드밀에서 10.2%가 떨어진 반면, 보속은 지상 달리기에 비해 10.9%가 급증했다. 보다시피, 이러한 변화는 숙달된 러너들이 보였던, 보폭은 증가하고 보속은 감소하는 것과 정반대의 것이다. 이 두 연구는 모두 다음과 같은 이유로 대단히 흥미롭다. 연구 결과는 러너들이 가장 에너지 효율이 높은 동작 패턴을 만들기 위해 보폭과 보속을 최적화하는 경향이 있다는 것을 보여주었다. 그러나 지상에서 보폭과 보속을 최적화했던 사람이 트래드밀 훈련으로 옮기게 되면, 그 사람은 지상의 경기에 덜 맞는 생체역학 패턴을 행하기 때문에 낮은 효율로 훈련하게 된다.

그 후의 매우 흥미로운 연구로서, 메사추세츠 대학의 Barry Frishberg은 트랙과 트래드밀에서의 단거리 질주의 차이를 연구했다6). Frishberg는 200m이하의 단거리 대회에 참가했거나 혹은 대학의 400m계주 팀에서 뛰었던 5명의 남성 대학팀 선수와 함께 연구했다. 모든 선수들은 최소 10회의 트레드밀 훈련을 수행한 후에 4회의 촬영되는 훈련에 참가했는데, 2회는 트레드밀에서 그리고 2회는 트랙에서 행해졌다. 그들이 100야드(91.44m) 트랙에서 달성했던 스피드가 트래드밀 질주의 속도를 설정하는데 사용되었다. 5명 러너들에게 부여된 평균 속력은 초속 8.5m 또는 100m당 11.76초였다. 이것이 좀 느리게 보인다면, 트래드밀에서는 스타팅 블록(starting blocks)를 사용할 수 없기 때문에, 그 러너들은 스탠딩 스타트(standing start)를 했음을 참작하라.

트랙 달리기는 트래드밀 훈련보다 더 큰 산소부채를 초래한다

흥미롭게도, 트랙 100m 달리기가 초래하는 '산소부채(oxegen debt)'는 트래드밀보다 36% 많았다. 산소부채란 간단히 말해서 훈련 후에 발생되는 초과(가용 산소 재고량 보다 많은) 산소 섭취인데, 이것은 좀 잘못된 용어이다. 왜냐하면 이와 같은 증가된 소비가 전적으로 신체의 '산소 보유량'으로부터 '빌렸기' 때문에 나타나는 것은 아니기 때문이다. 보다 정확한 용어는 운동후 초과 산소 섭취(post-exercese oxygen consumption:EPOC)이다. 어쨌든 이것은 운동 강도와 직결되어 있어서, 운동강도가 높을 수록 EPOC는 커진다. 그러므로 초속 8.5m로 지상을 질주하는 것은 메사추세츠 선수 선수들에게 트래드밀에서 같은 속도로 달리는 것보다 훨씬 더 힘들었을 것이다. 왜냐하면 지상에서의 질주는 다리 근육 세포의 보유 에너지를 트레드밀 질주보다 더 많이 고갈시키기 때문에, 근육 내에 정상적인 에너지 공급을 재개하는데 더 많은 산소가 필요했던 것이다.

논란의 여지는 있으나 이 연구에서 가장 중요한 발견은 트래드밀과 트랙 질주 간의 에너지 비용의 차이(36%)가 매우 크다는 것이었다. Frishberg가 지적했던 공기 저항만으로는 이런 엄청난 불균형을 설명할 수 없기 때문에, 생체역학적이고 운동역학적인 차이가 트레드밀 달리기의 상대적인 '저렴함'을 결과할 만큼 클 수 밖에 없다는 것을 시사한다. 또하나의 중요한 연구 성과는, 기회가 오면, 단거리 주자들은 그들의 최고 지상 달리기 속도를 초속1-2m 초과할 수도 있다는 것이다. 트랙에서의 초속 8.5m에서 트래드밀에서의 초속 10.5m로 초속 2m가 상승하면, 100m기록을 11.76초에서 9.5초로 향상시킬 수 있다. 다시 말해서, 평균적인 대학 선수는 트래드밀 훈련에서 100m세계기록의 페이스로 달리는 것이 가능하다는 것이다. 이러한 트래드밀 훈련은 달리기 최고 속도를 향상시키는데 도움이 될 수 밖에 없다.

[신경엽]

감쏴함다.

[정대윤]

공부하고갑니다