심폐체력 향상을 위한 운동처방 강의 4

학습목표 심폐체력 발달의 효과를 설명할 수 있다. 근육 수축을 위한 아데노신 삼인산 생산과 관련된 3가지 에너지 시스템을 설명할 수 있다. 운동 동안의 순환계와 호흡계의 역할을 설명할 수 있다. VO2max를 정의할 수 있다. 유산소 트레이닝에 대한 반응으로 골격근, 순환계, 호흡계에서 일어나는 주된 변화들을 설명할 수 있다. 심폐체력의 향상에 사용되는 여러 가지 트레이닝 형태를 열거할 수 있다. 심폐체력을 향상시키기 위해 작성되는 운동처방의 일반적 구성요소를 설명할 수 있다. 심폐 지구력의 향상을 위한 운동 프로그램을 작성할 수 있다.

심폐체력의 효과 신체적/생리적 효과 심리적 효과 수면의 질적 향상 질병위험 감소 - 심장질환, II형 당뇨병 혈압저하 및 뼈 밀도 증가 신체활동에 필요한 에너지 증가 심리적 효과 자신감 향상 수면의 질적 향상

심폐체력 발달을 위한 생리적 기초지식 운동 동안 근육은 수축에 필요한 에너지를 어디서 가져오는가? 운동 수행을 위한 에너지 무산소 ATP(Adenosine triphosphate) 생산 탄수화물(당) 분해(glycolysis) → ATP & 젖산(젖산 시스템) 운동초기/짧은 시간(30-60초)의 고강도 운동(단거리운동) 젖산 축적 → 피로 유산소 ATP 생산 60초 이상 지속되는 운동 일차적인 에너지원 - 탄수화물(운동초기), 지방(운동후기), 이차적인 에너지원 - 단백질(제한적인 역할) 운동 동안 근육은 수축에 필요한 에너지를 어디서 가져오는가? 음식의 분해에 의해 방출되는 화학적 에너지. 음식분해에 의한 화학적 에너지 -> ATP의 분해에 의한 에너지(근육수축에 필요한 에너지) 무산소ATP – 탄수화물만 에너지원으로 사용; 유산소ATP – 탄수화물, 지방, 단백질 모두 에너지원으로 사용 실제경우 – 유산소, 무산소ATP 에너지 모두 필요.

무산소-유산소 에너지 공급 비율 그림 4.2, pp.78 운동지속시간에 따른 에너지 공급비율과 스포츠 종목 운동 동안 유산소적/무산소적으로 생산된 ATP가 에너지 대사에 기여하는 정도 그림 4.2, pp.78 운동지속시간에 따른 에너지 공급비율과 스포츠 종목 무산소 > 유산소 – 역도, 체조, 미식축구 등 무산소 = 유산소 – 권투, 스케이트(1500m) 등 무산소 < 유산소 – 크로스컨트리, 스키, 조깅 등

운동과 심폐계 심폐계(cardiorespiratory system) 순환계(cardiovascular system) 호흡계(respiratory system) 기능: 산소/영양소전달, 노폐물제거 운동 → 산소/영양소에 대한 근육의 요구량 증가 ⇒ 심폐계가 더 많이 작동

순환계 구성요소 심장 혈관 유형 폐순환회로 체순환회로 동맥->세동맥->모세혈관 모세혈관->세정맥->정맥

순환계(계속)3/28 심박출량(ml): 1분 동안 분출되는 혈액의 양 (1분 동안 심박수 X 1회 심박출량) 최대심박수 = 220-나이(세) 혈압 혈액에 의해 동맥의 벽에 가해지는 압력 → 혈액 이동 수축기 혈압(systolic pressure) – 심장의 수축 단계 휴식기 성인남성: 약 120mmHg(여성은 10-20mmHg 더 낮을 수 있음) 이완기 혈압(diastolic pressure) – 심장의 이완 단계 휴식기 성인남성: 약80mmHg 고혈압 – 수축기 혈압 140mmHg이상, 이완기 혈압 90mmHg 이상 수축기 혈압

호흡계 혈액에 산소 공급, 이산화탄소 제거 최대 심폐 능력: VO2max 산소를 운반하는 심폐계의 능력과 산소를 사용하는 근육 능력의 생리적 한계점

운동에 대한 생리적 반응 순환계의 반응 호흡계의 반응 에너지 생산 시스템의 반응

순환계의 반응 운동 → 신체의 산소요구량 증가 근육으로의 혈액 증가 심박출량 증가 심박수 증가 VO2max시, 심박출량 및 심박수는 더 이상 증가하지 않음 수축기 혈압 증가, 이완기 혈압 거의 변화되지 않음

호흡계의 반응(4/3) 운동 동안 일정한 산소/이산화탄소 수준 유지 운동 → 산소/이산화탄소의 생산 증가 호흡량 증가 VO2max의 약 65%까지는 운동 강도에 비례해서 증가하지만 이보다 높은 강도에서는 호흡량이 급속도로 빠르게 증가

에너지 생산 시스템의 반응 대부분의 운동에서 요구되는 에너지는 무산소와 유산소 공급원 두 가지 모두로부터 제공됨 무산소 에너지 – 고강도 운동 유산소 에너지 – 저강도 운동

운동 강도와 젖산 생산: 무산소 역치의 개념 정의: 점증적 부하 운동 동안 혈액 젖산의 빠른 축적을 가져오는 운동 강도 운동 강도와 젖산 생산: 무산소 역치의 개념 정의: 점증적 부하 운동 동안 혈액 젖산의 빠른 축적을 가져오는 운동 강도 보통 VO2max의 50-60% 수준에서 나타나며 근육 피로를 가져옴 장시간의 운동 (20-60분 이상) – 무산소 역치보다 낮은 운동 강도에서 실시 무산소역치: 점증적 부하 운동 동안 혈액 젖산의 빠른 축적을 가져오는 운동 강도 보통 VO2max의 50-60% 수준에서 나타나며 근육 피로를 가져옴 장시간의 운동 (20-60분 이상) – 무산소 역치보다 낮은 운동 강도에서 실시

심폐체력을 위한 운동처방 준비운동 기본운동 정리운동

준비운동(조깅의 경우) 가벼운 체조(1-3분) 심박수 상승(20-30회)을 위한 걷기(1-3분) 2-4분의 스트레칭 2-5분 정도 느린 속도에서 조깅을 하면서 심박수를 점진적으로 목표 심박수에 상승 조깅이 아닌 다른 운동형태 시, 2/4단계에서 다른 운동으로 대체

기본운동 운동형태 빈도 많은 근육 부위를 느리게 반복적으로 사용 걷기, 조깅, 자전거타기, 수영, 에어로빅 등 고려해야 될 사항 재미 하기/배우기 쉽고 편리한 운동 부상의 위험 크로스 트레이닝(Cross training) 장점 – 운동의 단조로움 감소, 부상발생 감소 단점 – 트레이닝 특정성 부족 빈도 일반적으로 1주일에 3-5회

기본운동(계속) 강도 체력향상 = VO2max 50%(트레이닝 역치)-85% 심박수 측정(간접적 평가) – 목표 심박수(Target Heart Rate: THR) HRmax(최대 심박수) 백분율 사용(70-90%) – 트레이닝 민감영역(Sensitive zone)산출 HRmax의 70%=VO2max의 50% 90%=85% 지속시간 기본운동시간 = 전체운동시간-(준비운동시간+정리운동시간) 20-60분(개인차, 체력차 고려) 체력이 약한 사람: 20-30분 체력이 강한 사람: 40-60분 운동강도와 시간과의 관계 트레이닝 역치 – 이보다 높은 수준에서는 심폐체력의 향상이 나타나는 트레이닝 강도

목표심박수(Target Heart Rate) 예비심박수백분율(HHR%) 목표 HR = [운동강도(%) x (HRmax- HR휴식)] + HR휴식 최대심박수(HRmax) HRmax% x HRmax = 목표심박수 차이점 동일한 상대강도가 사용될 때에 최대심박수% 방법은 예비심박수백분율에 비해 낮은 심박수 수준을 보여주는 경향이 있음 노인(65세 이상)을 위한 운동처방 시, 최대심박수% 권장(ACSM, 2000)

지속시간 기본운동시간 = 전체운동시간-(준비운동시간+정리운동시간) 20-60분(개인차, 체력차 고려) 체력이 약한 사람: 20-30분 체력이 강한 사람: 40-60분 운동강도와 지속시간의 관계 운동강도 지속시간

안전: 부상없이 심폐체력을 향상시키는 방법 운동의 강도, 빈도, 지속시간과 VO2max/부상과의 관계(그림4.10, pp.87) 부상의 위험을 증가시키지 않으면서 심폐체력을 향상시키기 위한 최적의 운동 강도 VO2max의 60-80%(HRmax의 73-87%) 최적의 빈도와 지속시간 1주일에 3-4회, 1일 20-30분

정리운동 목표 5분 동안의 가벼운 정리운동(걷기, 체조 등) 5-30분의 유연성 운동(스트레칭) 심장으로의 혈액 순환 촉진(현기증이나 실신을 초래할 수 있는 팔과 다리의 혈액 저류(pooling) 방지) 근육통 감소 심장박동 불규칙 감소 5분 동안의 가벼운 정리운동(걷기, 체조 등) 5-30분의 유연성 운동(스트레칭)

심폐 체력 프로그램의 시작과 유지(4/4) 초기 단계 점진적 진전 단계 유지 단계 초기흥분 유의(너무 많은 것을 너무 빨리 달성) → 지나친 운동 → 근육통 및 과도한 피로 → 중지 목적: 신체가 운동에 점차적으로 적응하도록 만듦 보통 2-6주간 지속(체력수준에 따라) 저강도 트레이닝(HRmax70%이하) – 통증이 없어야 함 점진적 진전 단계 12-20주간 지속하면서 점진적 증가 운동강도(HRmax70-90%)/빈도(3~4회/주)/지속시간(최소 30분) 유지 단계 빈도/지속시간 조절 가능(단 운동강도는 유지) 초기프로그램의 목적은 신체가 운동에 점차적으로 적응함으로써 근육통, 부상, 개인적인 실망을 방지하도록 만드는 것이다. 초기단계의 체력수준에 따라 다를 수 있지만 일반적으로 2~6주간 지속한다. 예를 들면, 체력이 매우 약한 사람은 초기단계를 6주간 계속해서 유지하는 반면, 체력이 매우 높은 사람은 한 2주 정도만 초기단계를 실시할 수 있다는 것이다. 유지단계에서의 주된 관심은 심폐체력의 저하를 방지하기 위해서는 어느 정도의 트레이닝이 요구되는가?이다. 심폐체력의 일차적인 요인은 운동강도라고 여러 연구결과들에서 보여주고 있다. 연구자들은 운동강도만 유지한다면 빈도는 2회 그리고 지속시간을 20~25분 정도로 줄여도 심폐체력에는 유의한 차이가 나타나지 않는다고 보고 있다. 그러나 빈도와 지속시간은 유지하고 운동강도를 1/3정도 감소한다면 심폐체력에는 유의한 저하가 나타날 수 있다고 경고하고 있다.

심폐운동프로그램 예제(교재, pp 89)

트레이닝 기법 크로스 트레이닝 느린 스피드의 장거리 트레이닝 인터벌 트레이닝 파트렉(Fartlek) 트레이닝 여러 다른 트레이닝 형태 믹스 느린 스피드의 장거리 트레이닝 일정한 최대하 운동 강도에서 이루어지는 지속적인 운동(HRmax의 약 70%) 지속시간 연장 가능(40-60분) 인터벌 트레이닝 비교적 강도 높은 운동을 반복적으로 실시하는 형태 운동(1-1.5분) – 짧은 휴식 – 운동(1-1.5분) 파트렉(Fartlek) 트레이닝 “스피드 놀이(Speed play)” 느린 스피드로 달리기 – 전력질주 – 느린 스피드로 달리기 환경의 변화(오솔길, 도로, 골프장 등) 크로스 트레이닝은 여러 다른 형태의 트레이닝을 사용한다. 예를 들면, 하루는 달기기 다른 날은 수영, 그리고 그 다음날은 자전거타기 등을 실시하는 형태이다. 장점은 같은 운동을 매일 해야 하는 단조로움을 줄일 수 있다는 것이고 그 외에도 신체부위의 과다사용을 방지함으로써 부상의 위험을 감소시킬 수 있다는 것이다. 단점은 트레이닝의 특정성 부족이다. 수영지구력 vs. 조깅 등. 느린 스피드의 장거리 트레이닝은 운동을 하는 동안 강도가 증가하지 않으므로 지속시간의 연장도 가능하다. 인터벌 트레이닝은 비교적 강도 높은 운동을 반복적으로 실시하는 형태로 지속시간은 일반적으로 1~1.5분 정도이며 각각의 인터벌은 휴식시간(인터벌 지속시간과 같거나 약간 긴)으로 이어진다. 인터벌 트레이닝은 지구력 트레이닝의 기초가 이미 형성되어 있는 운동선수들에게 적절한 트레이닝기법이다. 파트렉 트레이닝은 인터벌 트레이닝과 매우 유사하지만 트레이닝과 휴식의 비율이 그렇게 엄격하지 않다.

유산소 운동 트레이닝: 인체는 어떻게 적응하는가? 심혈관계 최대하 운동 동안의 심박수 감소 최대 1회 심박출량(Stroke volume)/최대 심박출량(Cardiac output) 증가 → 근육으로의 산소 전달 증가, 운동능력 향상 호흡계 폐의 용적이 늘어남→산소/이산화탄소 교환의 효율성 향상 호흡 기능관련 근육의 지구력 향상(옆구리 통증 제거) 골격근과 에너지 생산 시스템 근육의 에너지 생산 능력 증가 → 지방을 에너지원으로 사용하는 능력의 향상과 근지구력의 증가 지구력 트레이닝으로 인해 최대심박수는 변하지 않지만 최대하 운동 동안의 심박수 감소를 가져온다. 이러한 감소의 원인은 심장의 1회 박출량이 증가하고 동시에 최대 심박출량의 증가로 인해 근육으로의 산소전달의 증가와 운동능력 향상을 가져온다. 심혈관계의 기능의 향상과는 달리 운동트레이닝과 관련한 호흡계의 영향을 증명하는 과학적인 근거는 없다. 그러나 횡격막과 호흡과 관련된 근육의 지구력을 향상시킴으로써 운동 동안 숨이 가뿐 느낌을 줄여주고 또한 옆구리 통증을 제거해 줄 수 있다. 지구력 트레이닝은 근지구력 향상을 통해 근육을 탄탄하게 만들 수는 있지만 근육의 크기 또는 근력에 커다란 변화를 가져오지는 않는다.

유산소 운동 트레이닝(계속) VO2max 유연성 신체조성 트레이닝 시작 시 체력 수준 트레이닝 강도 트레이닝 동안 영양상태 유연성 지구력 트레이닝 – 근육과 건의 짧아짐 → 관절의 동작범위를 감소 스트레칭 운동과 병행 신체조성 체지방 감소 지구력 트레이닝 프로그램 후에 VO2max가 얼마나 증가하는지는 여러 가지 요인에 의해 결정된다. 트레이닝 시작 시 체력 수준, 강도, 영양상태 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 일반적으로 높은 심폐체력 수준으로 트레이닝을 시작했다면 트레이닝 후 초기 체력수준이 낮은 사람보다는 상대적으로 심폐체력 향상 정도가 낮을 것이다. 이러한 이유는 VO2max에 대한 생리적 한계에 의해 설명될 수 있을 것이다. 즉, 높은 심폐체력 수준의 사람은 낮은 수준의 사람보다는 VO2max와 관련해 자신의 생리적 한계에 더욱 근접해 있는 상태일 것이다. 고강도 트레이닝이 저강도 그리고 단기간의 프로그램보다 VO2max의 더 큰 증가를 가져온다. 그러나 한가지 주목해야 할 일은 트레이닝 강도와 VO2max 증가 사이에는 고원현상(plateau)이 존재한다는 것이다. 즉, 어떤 고강도 트레이닝 수준에 도달하였다면 강도를 증가시키더라도 체력에서의 추가적인 향상을 가져오지 않는다는 것이다. 오히려 부상과 질병의 위험을 증가시킬 수 있다.

심폐 체력을 유지하기 위한 동기 부여 50%이상의 사람들이 중도 포기(심폐 체력 프로그램 시작 후 6개월 이내) 중요 요인 시간(3/1주일, 30분/1회) 재미(즐길 수 있는 운동 선택) 친구/파트너와의 상호작용 기록 작성 초기 운동 후 통증/불편함에 낙담하지 말 것