근력과 지구력 (Muscular Strength and Endurance) - 2

 

아래 자료는 임상적 경험이 적은 임상 1-2년차 또는 물리치료 임상실습을 앞두고 있는 졸업예정자들에게 도움을 주고자 작성한 것입니다. 대구대학교부속 재활의원에서 매주 임상물리치료와 관련된 study를 하고 있으며, 이 자료는 그 중의 일부입니다. Therapeutic exercise와 관련된 개념들과 각 관절별로 실제 임상에서 적용되는 운동을 중점적으로 편집 정리하고 있으며, 총 22개 chapter에서 제가 맡은 부분은 strength and endurance, therapeutic modality, back rehabilitation 입니다. 아직 교정 작업 중이며, 자료 정리가 끝나면 free copy version 또는 인터넷상으로 자료들을 올릴 예정입니다. 내용상 미비한 점에 대해서는 연락을 주시면 나름대로 최선을 다해 첨가하도록 하겠습니다.

 

2000. 9.1 열린 정보를 추구하는 giftset!!!

 

 

 

근력과 지구력 (Muscular Strength and Endurance) - 2

 

 

근력 발달과 관련된 생리학

 

근력강화를 위한 부하훈련에 의해 근 크기가 증가되고, 근 비대가 일어난다는 것에 대해서는 의문의 여지가 없다. 무엇 때문에 근육이 비대해 지는가? 근 크기 증가에 대해 설명하는 다음의 여러 가지 이론들이 있다.

 

첫번째 이론은 훈련 후 섬유 분화에 의해 근 섬유 수가 증가한다는 것이다. 그러나 이 결과는 동물실험에서 얻어진 것이므로 인간에게 일반화시키기에는 무리가 따른다. 일반적으로 받아들여지는 설은 인간의 근 섬유 수는 유전적으로 결정되는 것이기 때문에 훈련에 의해 증가되지는 않는다는 것이다.

 

두 번째 이론은 모세혈관의 증가이다. 부하훈련 시 근육은 고강도로 일을 하기 때문에 근육내부로 산소와 다른 영양분을 제공하기 위한 많은 혈액공급이 필요하고, 이를 위해서는 모세혈관 수가 증가된다. 그러나 이 가설은 일부분만 받아들여진다.; 근력훈련동안 새로운 모세혈관이 발견된 것이 아니라 혈액공급의 요구도가 증가된 지역에서 휴지상태의 모세혈관들이 활성화되어 모자란 혈액을 보충해 주었다.

 

세 번째 이론은 근 크기 증가이며, 가장 신뢰성이 있다. 근 섬유들은 myofilaments라고 불리는 작은 단백질 filaments로 되어 있다. Myofilaments는 sarcomere 내부에 있는 단백질로 된 작은 수축성 기본 단위이며, 두 가지 형태가 있다; 가는 엑틴 myofilaments, 그리고 두꺼운 마이오신 myofilamnets. 엑틴과 마이오신 마이오필라멘트는 교각 또는 손가락 같은 분사를 통해 연결되어 있다. 근 수축 자극이 가해질 때, 교각은 두 마이오필라멘드를 가깝게 끌어 당긴다. 이에 근육은 짧아지고, 근육이 가로지르고 있는 관절은 움직이게 된다.

 

근력훈련 후 마이오필라멘트 크기와 수가 증가되면 각 근 섬유들의 횡단직경이 증가된다. 이러한 증가는 남성에서 부분적으로 잘 일어나며, 여성에 있어서도 약간의 근 크기 증가가 나타난다. 근육의 비대와 관련된 이유를 명확하게 밝히기 위한 더욱 많은 연구가 이루어 져야 한다.

 

저항운동에 의한 다른 생리학적 적응

 

저항훈련에 의해서 근 비대 외에도 다른 생리학적인 적응들이 일어난다. 건이나 인대와 같은 비수축성조직의 힘이 강해지고, 뼈의 무기질 함유도 증가된다. 뼈가 강해지므로 골절도 예방된다. 저항훈련의 강도가 심박률에 영향을 줄만큼 강해지면 최대 산소 흡수력도 증가하게 된다. 이는 무산소, 유산소 대사에 중요한 역할을 하는 여러 가지 효소들을 증가 시킨다.

 

저항훈련 기법

 

근력을 증진시키기 위한 여러 가지 저항운동 기법으로 등척성 운동, 점진 저항운동, 등속성 운동, 순환훈련(circuit training), plyometric 운동이 있다. 재조건화(reconditionning)라는 하나의 기본적 원칙 아래 여러 가지 기법들을 사용할 수 있다. 근력 증진을 위해서는 현재보다 높은 단계의 일, 즉 과부하 상태의 운동이 필요하다. 근 수축을 장시간 유지하더라도 과부하가 이루어지지 않는 상태로 근력훈련을 지속하면 실질적인 근력강화를 얻을 수는 없다. 적절한 부하훈련은 근력과 지구력 두 가지다 증강 시키며, 훈련프로그램에서는 지구력 증강에 더 중점을 두는 것이 좋다. 여하튼 효과적 근력증강을 위해서는 지속적인 점진 저항훈련을 해 주어야 한다.

 

재활프로그램에서는 치유과정(healing process)에 맞추어 점진 과부하의 정도를 결정해야 한다. 이때 치료사는 특정 활동이나 특정 스포츠와 관련된 운동의 강도를 적극적으로 강하게 할 필요가 있으며, 만약 이러한 과정 중에 통증이나 부종증가와 같은 악화신호가 나타난다면 그 강도를 재조절 해 주어야 한다.

 

등척성 운동

 

등척성 운동은 근육의 길이가 일정하게 유지된 상태에서 근육의 장력을 높이는 것이며, 고정적 저항에 대해 최대의 힘까지 장력을 발달시킬 수 있다.(그림 4-4). 근력증강은 등척성 운동시에도 일어나며, 이를 위해서는 관절각에서 근력의 20%를 더하여(overflow) 등척성 운동을 시행한다. 운동을 하지 않은 관절각에서는 운동활동이 결여되어 있기 때문에 근력곡선이 드라마틱하게 꺽어진다. 이는 특정 각도에서의 근력증가가 다른 각도에서는 큰 영향을 미치지 못함을 보여주는 것이다.

 

등척성 운동의 다른 단점은 심장 수축기 혈압이 갑자기 높아지기 때문에 심혈관계 질환이 유발될 수 있다는 것이다. Valsalva현상에 의한 이러한 심장 수축기 혈압상승은 가슴 내부의 압력을 증가 시킨다. 최대 수축동안 호흡을 안정적으로 해 주면 이러한 현상을 최소화되며, 급격한 압력상승도 예방된다.

 

이미 재활치료에서는 등척성 운동을 광범위하게 적용하고 있다. 근력운동은 수많은 질환을 치료하기위한 치료의 일부로 적용되고 있지만 전범위의 근력증강 운동들이 오히려 이러한 질환들을 악화시키는 경우도 많다. 때문에 안정적인 치유과정이 진행되어 전범위의 운동이 가능해 질 때까지는 증상이 나타나지 않는 범위 내에서 각도별로 등척성 운동을 먼저 실시함이 바람직하다. 일반적으로 매 시간마다 10초간의 등척성 수축을 10회 또는 그 이상 실시한다. 그러나 너무 지나친 반복은 미세손상을 일으키거나 피로도를 높일 수 있기 때문에 적절한 관리와 주의가 필요하다.

 

특정 각도에서 근력이 충분치 않아 움직임이 부드럽지 않은 경우가 있는데, 이 지점을 slicking point라 한다. 이 지점에서의 등척성 운동을 통해 그 각도 주위에서의 부분적 근 강화를 얻게 수 있으며, 후에 부드러운 전범위의 움직임을 가지게 된다.

 

점진 저항운동

 

근력 증강을 위한 가장 보편적으로 쓰이는 저항훈련기법은 점진 저항 운동이며, 덤벨이나 바벨, 여러 가지 장비 등의 고정된 부하를 극복하는 수축을 통해 근력을 강화시키는 것이다. 점진적 저항운동에서는 근 길이가 변하는 등장성 수축을 주로 이용한다.

 

근심성과 원심성 수축

 

등장성 수축으로는 근심성과 원심성 수축이 있다. 어떤 힘을 냄에 있어서 원심성 수축은 근심성 수축에 비해 적은 수의 운동단위를 필요로 하며, 연부조직의 저항 때문에 원심성 수축은 어떤 저항에 대해 더 큰 힘을 만들어 낸다. 원심성 수축으로 특정한 힘을 낼 때 소수의 운동단위만 필요하며, 더 많은 힘이 요구될 경우에는 다른 운동단위들이 동원되므로 쉽게 더 많은 힘을 내게 된다. 또한 동원되는 운동단위가 적으므로 산소 소모량도 원심성 수축은 근심성 수축에 비해 훨씬 적다. 때문에 원심성 운동의 역학적 효능은 근심성 운동에 비해 수배가 된다.

 

전통적으로 점진 저항운동은 근심성 수축 위주로 이루어졌다. 원심성 수축을 이용한 훈련이 부각된 것은 최근 들어서이며, 원심성 수축은 빠른 속도의 역동적 활동동안 지절 동작을 감속 시키는데 중요한 역할을 한다. 예를 들어 투수가 공을 던질 때 견갑상완관절의 외회전근들은 8000도/초의 각속도로 내회전 하면서 원심성 수축을 한다. 근육이나 관절조직이 이러한 원심성 힘을 충분히 감당할 수 없을 경우 조직 손상이 일어난다. 그러므로 재활치료에서는 반드시 스포츠와 같은 역동적인 활동을 위한 원심성 수축을 병행하여 훈련을 실시한다. 원심성 수축은 자유부하 상태나 등장성 운동장비, 등속성 장비를 사용해서도 실시 가능하다. 등장성 수축은 plyometric 운동이나 기능적 PNF 근강화와 병행하여 적용한다.