운동할 때 '천천히, 빠르게?' 어떤 효과 차이가 있을까?

 

운동할 때 '천천히, 빠르게?' 어떤 효과 차이가 있을까?

 

지난 글에서는 근수축 종류와 난이도에 대해서 알아보았습니다.

오늘은 근수축별 특징에 대해 소개하며, 운동할 때 동작을 천천히 하는 것과 빠르게 하는 것은 어떤 차이가 있는지 알아보도록 하겠습니다.

---

Photo by Li Sun: https://www.pexels.com/photo/woman-lifting-barbell-371049/

 

'천천히 움직이든 빠르게 움직이든 움직이면 다 효과 있는 거 아니야?'

-라고 되물으실 수도 있는데요.

 

맞습니다. 제가 좋아하는 캐치프라이즈로 'Move well, Move often'에 따르면 움직이는 건 안움직이는 것보다 배로 좋은 건 맞습니다. 그런데 움직이는 속도에 따라서 운동효과는 조금 차이가 있습니다. 뭘해도 도움이 되지만 그 차이점을 이용하면 내게 필요한 운동 목적을 좀 더 충족시킬 수 있겠죠?!

 

아래 표는 속도와 힘의 관계에 대한 곡선(Force-Velocity curves)입니다.

Figure 2. Schematic representation of force–velocity curves corresponding to different levels of muscle activation. The open circles demonstrate the theoretical scenario during a conventional movement, such that the eccentric contraction would belong to a different force velocity curve which is at lower activation, indicated by the dashed arrow. Whereas the closed circle represents an eccentric contraction completed with the same level of activation as the concentric contraction, whereby force production is notably higher. The dashed line represents the theoretical difference in force produced between eccentric contractions. (Reprinted with permission from Reeves et al., 2009 [ 29 ])./  https://www.mdpi.com/2411-5142/4/3/60/htm

세로축인 Force를 보시면 당장 보기에도 Eccentric이 Cocentric보다 더 강한(>) Force를 나타내고 있는 것으로 보이고, 그에 비해 Concentric은 Eccentric에 비해서 Force 발생 크기 상대적으로 작아보입니다. 중간지점인 0은 Isometric으로 보시면 됩니다.

 

일단 글의 주제였던 '속도'에 관해서는 이 커브에서는 Cocentric이든 Eccentric이든 조금이라도 더 천천히 할 수록 발생하는 Force의 크기가 더 큰 것을 알 수 있습니다. 그런데 여기서는 두 가지 참고사항이 있습니다.

 

첫 번째는 우리몸의 근육의 구조, 그리고 근육이 어떻게 힘을 발생시키는지에 대해서 입니다.

Figure 1. Muscle organization (A. Bonetta and LF Bonewald, originally adapted from Servier Medical Art—https://smart.servier.com/smart_image/tendon-anatomy/ accessed on 1 October 2021) [3]. / https://www.mdpi.com/1422-0067/22/21/11587/htm

우리 몸의 근육을 잘개잘개 쪼갠 구조를 보면 하나의 Muscle fiber(근섬유)로 나눌 수 있습니다. 그리고 근섬유를 구성하는 건 Actin과 Myosin인데요. 근육이 움직이고 힘을 발생시키는 것은 바로 Actin-Myosin이 결합하여 움직이면서(미끄러지면서) 나타나게 됩니다. 필라멘트 활주설이라고 합니다. *참조: '근수축' <위키백과>

 

'Sarcomere', David Richfield ( User:Slashme ) When using this image in external works, it may be cited as follows: Richfield, David (2014). " Medical gallery of David Richfield ". WikiJournal of Medicine 1 (2).  DOI : 10.15347/wjm/2014.009 .  ISSN   2002-4436 . /  https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B7%BC%EC%88%98%EC%B6%95

위 그림을 보시면 중간에 콩나물처럼 생긴 친구가 Myosin이고, 파란색 깨알처럼 생긴 친구가 Action입니다. 이 구조까지 알려드린 이유는 바로 Sarcomere를 구성하고 있는 Actin-Myosin의 결합이 많을 수록 발생하는 힘도 증가한다는 점인데요. 여기서는 Relexed position과 Contracted position에서 큰 차이가 보이지 않지만 좀더 극적으로 표현하자면, relexed position에서는 좀 더 적은 개수의 actin-myosin 결합이 있는 것으로 보시고, 수축시에는 좀 더 많은 개수의 actin-myosin 결합이 있다고 생각하시면 됩니다. 그 관계는 아래에서 설명합니다.

 

두 번째는 Length-Tension Relationship입니다.

Sarcomere length-tension relationship ❘ Circulatory system physiology ❘ NCLEX-RN ❘ Khan Academy / https://www.youtube.com/watch?v=uVFqEi5j1v0

결론부터 이야기하자면, 근섬유는 중간범위, 즉 Actin-Myosin 결합이 최대 개수를 이룰 때 강한 힘을 발생시킵니다.

 

적절한(최대한 많은 숫자의) Actin-Myosin이 결합할 수록 근섬유 입장에서는 더 큰 힘을 발생시키는 것이죠. 이미지를 잘 보시면, Sarcomere의 길이가 가장 짧아졌을 때(①, 우측 가장 위)와 가장 길어졌을 때(⑤, 우측 가장 아래) 둘다 결합 개수가 0/20이라고 쓰여있는 게 보이시나요?

운동 범위를 대입해보면 가동범위 중 중간 범위(③)에서 가장 많은 결합이자 가장 큰 힘을 발생시키고 있는 것이죠. 가동범위의 처음과 끝에서도 힘은 발생됩니다. 하지만 Actin-Myosin 결합을 떠올려보시면 중간범위에서 결합이 많다는 것을 적용해볼 수 있습니다.

 

이는 재활에서도 생각해볼만한 부분인데요. 마비(Paralysis)가 되었든 약화(Weakness)가 되었든 제대로 근수축을 이루지 못하는 경우에는 시작과 끝처럼 가동범위 끝범위에서 Full Range로 근수축을 재교육하는 것이 어마어마하게 어려운 것이고(+중력도 고려), 그에 비해 중간범위에서 수축을 시작하거나 재교육 하는 것이 오히려 더 쉬운 과제가 될 수 있습니다.

운동을 처음 시작하신 분에게도 같게 적용할 수 있습니다. 가동범위 전범위에서 집중하며 근육을 쓰는 게 당연히 좋지만, 그게 어렵다면 내가 최대 수축을 유지할 수 있는 범위에서 좀더 집중을 해보는 것입니다. (그렇다고 반동을 주면서 운동하는 게 효과가 더 좋다는 이야기는 아닙니다.)

 

Figure 2. Schematic representation of force–velocity curves corresponding to different levels of muscle activation. The open circles demonstrate the theoretical scenario during a conventional movement, such that the eccentric contraction would belong to a different force velocity curve which is at lower activation, indicated by the dashed arrow. Whereas the closed circle represents an eccentric contraction completed with the same level of activation as the concentric contraction, whereby force production is notably higher. The dashed line represents the theoretical difference in force produced between eccentric contractions. (Reprinted with permission from Reeves et al., 2009 [ 29 ])./  https://www.mdpi.com/2411-5142/4/3/60/htm

다시 표로 돌아오겠습니다.

Curve의 우측 아래 Concentric에 Force가 0에 수렴하는 곳은 어떤 상태일까요? 가동범위상 끝범위로 볼 수 있습니다. 더이상 움직일 범위가 없으니 0이 되는 거겠죠. Length-Tension relationship의 경우 ①으로 볼 수 있습니다. Actin-Myosin 입장에서도 겹칠대로 겹쳤으니 더 발생시킬 것도 없는 상태이죠.

 

한 가지 더, 그러면 운동은 무조건 천천히 해야 더 효과적인걸까요? No, 그것또한 아닙니다.

곡선에서 '25% activtion'상태로 천천히 하면 어떻게 될까요? 오히려 '50% activaiton'의 등척성 운동이 더 큰 Force를 발생시키고 있으니, 더 약한 강도로 운동을 하고 있는 거겠죠?

그말인즉, 속도도 속도이거니와 부하의 크기가 근육의 힘발생에 지대한 영향을 준다는 점 또한 참고해야합니다.

 

마지막으로 그럼 원심성 운동(Eccentric exercise)만 하면 좋은 것 아니냐는 생각이 드실 수도 있는데요. 운동을 잘 생각해보시면 원심성 운동이 시작되는 지점은 가동범위의 시작자세가 아니라 보통은 끝자세에서 시작됩니다. 그말인즉, 구심성 운동으로 그 끝범위에 도달하지 않고서는 원심성 수축을 시작할 수 없게 됩니다. 물론 기구나 시작자세 세팅, 보조자를 통해 원심성 운동만 할 수도 있지만, 개인 운동이라면 조금 어렵고 번거로울 수 있겠다는 생각이 듭니다.

 

운동할 때 '천천히, 빠르게?' 어떤 차이가 있을까?

 

 

요약입니다. 운동속도에 따라서 운동효과에는 차이가 있다.(Force-Velocity Curve 참고) 동작을 천천히 할수록 발생하는 Force는 더 크다. *단, 운동부하가 같을 때. 가동범위 중 중간범위에서 가장 큰 힘이 발생한다. (Actin-Myosin 결합 개수 참고) 원심성 운동이 구심성 운동에 비해 큰 힘을 발생시킨다. *단, 끝범위에서 시작하기 위해서는 구심성 수축이 동반되어야 원심성 운동을 할 수 있다. 운동 목적에 따라서 원심성, 구심성 운동을 정해보자. *그에 따르는 속도도!

 

이번 글의 주제는 운동속도에 따른 운동효과(특히 힘)에 대해서 알아보았습니다.

발생하는 힘에 집중한다면 원심성 운동이 구심성 운동에 비해 큰 힘을 발생시키기는 하나, 시작자세 셋팅에 관한 부분이 제한점이 될 것입니다.

빠르게 셔틀콕을 내리치는 배트민턴이나 발차기나 펀치를 날리는 경우, 하물며 역기를 들어올리는 역도의 경우에도 순간적으로 폭발적인 힘을 가속하여 발생시키기위해 구심성 수축을 보이고 있습니다. 물론 복합적인 움직임이기에 시작자세에서 중간자세로 가는 도중에 원심성 수축도 동반되겠지만요.

뚝딱 비교를 하자면 구심성 수축은 좀더 가속에 대해서, 원심성 수축은 좀더 감속에 대해서 관여하고 있다고 떠올려보시면 좋을 것 같습니다.

 

마지막 결론입니다. 우리 일상생활 속에서 계단을 오를 때는 구심성 운동이 내려올 때는 원심성 운동인 것을 떠올려보면, 어느 한 가지 운동법만 도움이 되는 게 아니라 상황에 따라서 쓰이는 운동 형태가 다르다는 걸 이해하실 수 있을텐데요.

원심성 운동이든 구심성 운동이든, 무엇보다도 운동의 목적에 따라서 운동속도가 정해지는 것이 중요하다는 생각입니다. 무조건적으로 천천히, 무조건적으로 빠르게를 강요하는 것 보다는 운동 목적에 따라서 잘 선택하여 건강챙기시길 바라며 글을 마칩니다. 감사합니다. 끝.