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운동도 약처럼 전문가의 처방이 필요하다 Ⅲ

운동 처방을 함에 있어서 휴식을 기반으로 운동(Rest-Based Training, RBT)
휴식과 운동은 보통 정반대인 것처럼 보이지만 실제적으로는 상호보완적이고 긴밀한 상관관계가 있다. 운동을 할 때 10분 동안에 가능한 한 최대한 빨리 달리려면 운동의 강도를 조절할 필요가 있다. 만일 10초 동안 가능한 최대한 달리면 운동의 강도는 극적으로 증가할 것이다. 그러나 진정한 고강도의 운동은 휴식이 없이는 지속할 수가 없다. 양질의 휴식은 양질의 운동효과를 얻을 수 있고, 그 반대도 성립된다.
고강도 간헐적 운동(high intensity interval training, HIIT)과 무거운 것을 드는 역도에서는 항상 적절한 휴식이 동반되어야 한다. 운동과 휴식의 비율은 각 개인마다, 운동의 종류마다 다양하게 결정될 수 있다.
RBT(Rest-Based Training)는 모든 신체단련운동 정도를 조절함에 있어서 운동의 강도를 최적화하기 위하여 휴식, 자율성 및 시간조절을 통해서 이루어진다. 이것은 운동과학과 동기부여 심리학에서 최근의 연구결과를 결합시켜서 수행한다.
RBT는 휴식을 함에 있어서도 다르게 적용한다. 비록 간헐적 운동과 웨이트 트레이닝에서는 분명하게 운동과 휴식의 비율이 정해져 있으나, RBT는 운동하는 사람이 휴식 시간을 자유롭게 정할 수 있다. 즉 더 이상 운동이 불가능할 때 까지 운동을 하고 다시 할 수 있을 때까지 휴식을 취하라는 뜻이다. 이것은 운동하는 사람들에게 반대 심리학(reverse psychology)이 적용되는 패러다임의 변화라고 할 수 있다.
RBT에 기여하는 4가지 요소가 있는데, 이것들은 안전하고 가변적인 방법으로 최대한의 운동효과를 발휘하는데 적합하도록 되어 있다. RBT의 중요한 네 가지의 구성성분은 휴식기반(Rest-Based), 외적 요소에 집중(Extrinsic Focus), 스스로 결정(Self-Determined) 및 시간 자각(운동과 휴식 시간 결정, Time Conscious)이다. 첫 번째 글자만을 모으면 줄여서 REST 라고 할 수 있다.

운동이 심장에 미치는 영향
유산소 운동이 심혈관계 질환의 예방과 치료에 도움이 된다는 것을 오래전부터 잘 알려진 사실이다. 대부분의 의료인들은 적어도 1주일에 3~5일 이상 최대심장 박동수(MHR)의 65~80%강도로 20분에서 60분정도 유산소 운동하는 것을 권장하고 있다.
1968년에 Kenneth Cooper가 집필한 Aerotics라는 책이 출간된 이후에 조깅, 자전거 타기, 수영, 마라톤 및 철인3종 경기를 하는 인구가 지속적으로 증가되고 있다. 그러나 최근의 새로운 연구에 따르면 이러한 방식의 운동들은 건강을 유지하고 신체를 단련하는데 있어서 도가 지나친 면이 있고, 체지방을 감소시키는 면에서는 이러한 단편적인 운동만으로는 성공률이 떨어진다는 결과가 보고되고 있다.
Cooper박사는 그의 저서에서 “운동은 많이 할수록 더 좋다”라고 언급하였다. 그러나 1982년에 과체중에 금연하지 못했던 55세의 남편이 조깅하다가 사망하여 흥분해서 완전히 제정신이 아닌 부인의 너무 많은 항의 전화를 받고 Cooper박사는 뭔가 잘못되었다고 생각했다. 운동은 모든 것을 해결할 수 있는 만병통치약이 아니다. 즉 위험할 수 있다고 생각했다. 오히려 운동을 잘못해서 손해를 볼 수 있겠다고 생각했다.
요즈음은 과도한 유산소 운동은 더 위험하다고 잘 알려져 있다. 마라톤이나 철인 삼종경기 같은 극도의 지구력을 필요로 하는 운동은 심장기능으로 보면 나쁜 쪽으로 작용할 수 있다. 강한 유산소 운동을 장시간 연속으로 하면 심장에 산화스트레스를 급격히 증가시키고 좌우 심실의 기능을 변화시켜서 정상심장에 손상을 주는 원인이 될 수 있다. 이러한 사실은 유산소 운동이 위험하다는 것이 아니고 유산소 운동이 주로 된 운동처방은 잠재적으로 불리한 면이 있을 수 있다는 뜻이다.
비만이 심장질환과의 연관성이 높아서 운동치료가 매우 중요하다는 것은 잘 알려져 있다. 건강한 심장을 유지하려면 체지방의 양을 줄이는 운동이 중요하다. 유산소 운동은 바쁜 현대인 들이 시간을 많이 투자해야 한다는 단점이 있기 때문에, 간헐적 운동이 심장을 보호하는데 현실적으로 더 도움이 될 수 있다. 더 많은 연구가 필요하겠지만 고강도의 간헐적 운동이 유산소 운동보다는 건강에 도움이 더 되고 안전하며, 시간적인 면에서도 더 실천하기 좋은 운동이 될 수 있다.

간헐적 운동이 심장과 혈관에 미치는 영향
간헐적 운동이 심장에 영향을 주는 이론적 배경은 모든 근육들과 마찬가지로 재생과 성장을 더 강하게 해준다. 이론적으로 간헐적 운동은 고강도 운동 후 회복될 시간을 주기 때문에 더 고강도의 운동을 할 수 있는 유리한 점이 있다. 이러한 방법을 적절히 잘 사용만 할 수 있다면 교감신경 자극과 부교감 신경의 회복을 반복함으로서 심장의 기능이 강화될 수 있다. 이러한 운동방법이 논란이 될 수 있으나 심장박동의 회복과 심장을 강화시키는데 있어서 좀 더 기능적인 방법이 될 수 있다. 많은 심장병이 겨울에 첫 눈을 갑자기 치우는 작업을 하거나 비행기를 타기 위하여 공항에서 갑자기 달리거나 계단을 뛰어 오르는 것 같은 갑작스럽고 예측하지 못한 무산소 운동 때문에 올 수 있기 때문에, 평소에 고강도 간헐적 운동을 하면 이러한 상황에 대하여 대비할 수 있게 해주며 빠르게 회복하는데 도움을 준다.
심박변이(Heart Rate Variability, HRV)와 자발적인 심장 압력반사는 심장의 부교감 신경의 활성도를 기능적으로 평가하는 방법이다. 2005년 4월에 간헐적 운동이 심박변이와 자발적인 심장 압력반사에 대한 연구를 시행하였다. 건강한 남자 11명의 평균 나이는 74세이고, 최대심박동의 85%에 도달하는 운동을 1분간 한 후에 이어서 최대심박동의 65%정도로 4분간 회복하는 운동을 9번 반복하는 고강도 간헐적 운동을 14주간 시행하였다. 그 결과 유산소 운동능력은 18.6% 증가하였으며, 운동전후의 심박변이 검사를 한 결과 야간에 부교감신경이 의미 있게 강화되었다. 또한 자발적인 심장 압력반사는 11명중 10명에서 의미있게 호전되었다. 고강도 간헐적 운동은 심장질환 뿐만 아니라 말초혈관 질환에서도 좋은 결과를 보여주었다.
2006년에 간헐적 파행에 있어서 고강도 간헐적 운동의 효과에 대한 관찰연구를 하였다. 47명의 환자를 최대로 파행에 의한 통증이 올 때 까지 treadmill을 걷게 하고 이어서 3분을 휴식하는 것을 6회 반복시켰다. 통증을 느끼지 않고 6분간 걸을 수 있으면 속도와 경사도를 증가 시켰다. 재활 점수는 속도와 경사도를 곱한 결과로 표시할 수 있다. 고강도 간헐적 운동은 임상적으로 증상의 회복과 지구력을 증가시켰으며 특별한 부작용이 없었던 결과를 종합해 보면, 말초동맥질환에서 이러한 운동방법은 안전하고 도움이 될 수 있다는 결론을 얻었다.
2007년에 Wisloff박사 등은 고강도 간헐적 운동과 전통적인 유산소 운동이 심부전환자에 미치는 영향에 대한 연구를 하였다. 심근경색 후 안정적인 심부전소견을 보인 환자 27명을 임의로 유산소 운동(최대 심장 박동의 70% 까지 운동시킴)군과 간헐적 고강도 운동(최대심장박동의 95%상태로 4분간 운동하고 이어서 50~70%까지 감소된 상태로 3분간 운동시킴)군 및 대조군으로 나누어 주3회씩 12주간 시행하였다. 대조군은 최대심장박동의 70%정도에서 47분간 걷는 운동을 2주 간격으로 하게 하였다. 모든 운동은 treadmill에서 시행하였다. 고강도 간헐적 운동군에서 좌심실 재형성이 호전되고, 유산소 능력, 혈관 내피세포의 기능 및 삶의 질을 포함한 모든 지표에서 우수하게 나왔다. 좌심실 재형성의 관점에서 보면 고강도 간헐적 운동을 한 군에서 좌심실의 이완기 및 수축기 직경이 12%와 15% 감소하였으며 측정된 좌심실의 확장말기 및 수축말기의 부피가 각각 18%와 25%가 감소하였다. 심장의 비대와 심부전의 중중도 지표인 Prohormone brain natriuretic peptide가 고강도 간헐적 운동군에서 40%가 감소하였다. 전통적인 방법으로 유산소운동을 했거나 대조군에서는 좌심실의 재형성에서는 아무런 변화가 없었다.
고강도 간헐적 운동은 만성폐쇄성폐질환, 혈관우회수술환자, 울혈성심부전 환자뿐만 아니라 심장을 이식한 환자에서도 안전하고 환자들이 잘 견딜 수 있다는 결과를 보여주었다. 이러한 운동방법은 실제 생활 속에서도 충분히 도전해 볼 만한 운동이며, 많은 심혈관계 질환들에서 스스로 잘 조절하면 안전하고 잘 견딜 수 있으며 유익한 운동이 될 수 있다. 또 다른 연구에서 고강도 간헐적 운동이 심전도상 ST 분절에 대한 영향과 심박변이 검사(HRV)상 전통적인 유산소 운동보다 긍정적인 결과를 보여주었다.
분명한 것은 이상의 결과들을 보고 의사들이 고위험군 환자들에게 전통적으로 해온 유산소 운동을 포기하고 고강도 간헐적 운동만을 하라는 뜻은 아니다. 전통적인 유산소 운동은 심혈관 질환을 치료하고 예방하는데 있어서 효과는 분명히 입증되어 있다. 앞으로 더 많은 연구가 진행되어야 하겠지만 고강도 간헐적 운동은 심혈관계에 특별한 이득이 있다는 것을 예상할 수 있다. 이러한 운동을 처방함에 있어서 운동과 휴식의 비율이 적정해야 건강을 유지하는데 매우 중요하고, 이것이 잘못되면 질병을 악화시킬 수 있다는 것을 잊어서는 안 된다. 젊고 건강한 사람이 운동을 시작할 때는 심장을 건강하게하기 위해서는 운동과 휴식의 비율을 1:2로 하는 것이 좋으며, 병이 있거나 약한 환자의 경우는 1:4나 혹은 그 이상의 비율로 시작해서 환자의 상태를 신중히 고려하여 비율을 조절해야 한다.

운동과 뼈의 건강
뼈의 건강을 위하여 운동처방을 할 때는 mechanostat 학설과, osteogenic sheer forces의 개념을 고려하고 이해할 수 있어야 한다. 그리고 골밀도와 뼈의 강도는 동일하지 않다는 사실이다. 튼튼한 뼈는 골밀도가 좋으면서 유연성이 있어야 한다. 약한 뼈는 이 두 가지 중에서 한 가지만 가지고 있거나 둘 다 없는 경우를 말한다.
Mechanostat학설은 뼈가 만들어 지는지 혹은 소실되는지를 결정지을 수 있는 최소 유효압력(minimum effective strain, MES)의 설정값을 가지고 있다는 것이다. 만일 뼈에 가해지는 힘이 설정값 이상이 되면 미네랄이 뼈속으로 들어가는 것이 증가된다. 이때 보상적인 구조적 변화가 같이 일어나면 증가된 기능적인 요구를 충족할 수 있는 뼈를 만들게 된다. 반대로 가해지는 힘이 설정값보다 약하면 뼈는 약해지게 된다는 뜻이다. 후자의 경우가 나이가 들거나 질병이 생기면 매우 빨리 일어나는 현상이다. 움직이지 못하게 고정하거나 안 쓰게 되면 골밀도는 한 달에 1%씩 감소하게 된다.
Osteogenic sheer forces의 개념을 이해하기 위해서는 뼈의 해부학을 알아야 한다. 피질골은 열공(lacunae)를 가지고 있는데 이곳은 작은 관으로 서로 연결되어 있다. 이 열공에는 골세포가 자리를 잡고 있고 작은 관을 통하여 수지상으로 뻗어서 다른 골세포와 연결성을 갖는다. 골세포는 충격을 감지하는 기능이 있는데, 골세포와 골세포의 수지상 구조물은 액체 속에 떠있는 상태로 존재한다. 액체가 움직이면 움직임을 골세포가 감지할 수 있다고 추정하고 있다. 액체의 움직임 강도의 정도가 뼈를 만드는 것을 자극하는 정도와 비례한다. 점프 같이 sheer forces가 큰 운동을 하면 뼈의 성장을 하는데 가장 강력한 자극이 된다. 생리학적으로 또 다른 중요한 요소는 작은 서로 밀치는 힘(jostling forces)은 훨씬 효과가 약하다. 그리고 연속적인 운동은 골세포를 탈감작하여 뼈를 만드는 작업을 방해한다. 이상적으로 뼈를 많이 만들려면 간헐적인 운동이 도움이 된다. 즉 운동과 휴식을 반복하고 큰 압력과 sheer forces가 가해져야 한다. 즉 여러 가지 방향으로 점프하고 도약하는 운동이 가장 이상적인 운동이다.
골밀도만을 측정하는 것은 뼈가 강하다는 것을 충분히 반영하지 못한다. 운동의 효과를 판정하기 위해서는 뼈에 대한 모든 지표들을 평가해야 한다. 뼈의 강도를 적절하게 평가하기 위하여 피질골의 두께 및 뼈의 직경이 뼈의 양을 비교하는데 있어서 같은 정도로 중요한 지표이다. 피질골이 뼈의 강도의 80%를 담당한다. 즉 두꺼운 뼈일수록 더 강한 뼈이다. 골밀도와 피질골의 두께를 측정하면 뼈가 얼마만큼의 힘을 버틸 수 있는 지 알 수 있다. 효과적인 운동은 여기에 초점을 맞추고 있다. 뼈의 건강의 위하여 운동처방을 할 때는 운동의 강도, 유연성, 균형 및 반응 속도 등을 반듯이 고려해야 한다.

최세환  emd@mdjournal.net

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