열린사슬운동과 닫힌사슬운동이 큰가슴근과 위팔세갈래근의 근활성도에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

오늘날 과학기술의 발달에 따른 산업화 및 경제성장, 소득의 증가, 주 5일 근무제 등으로 인해 여가활동이 증가하면서 여가에 대한 관심이 급속히 증가하고 있다 . 현대 사회에서 일과 여가는 인간생활을 구성하는 중심축으로서 인간의 삶의 질 향상에 필수 요소가 되었다. 오늘날 여가의 개념은 ‘휴식, 오락, 인격형성’ 등의 소극적이고 고전적인 개념에서 탈피하여 적극적인 ‘인지된 자유 상태’로 변화하고 있으며, 여가의 본질적인 요소인 ‘선택성, 융통성, 자발성, 자기결정성’ 등을 강하게 추구하고 있다. 이러한 여가 개념의 변화와 여가활동 욕구 증대는 자연스럽게 스포츠 부문의 소비 증가로 이어지고 있다(국민의 여가활동과 생활체육 참여 실태 분석 및 활성화 방안, 2012).

현대인들은 삶에 질이 풍요로워지고 과학기술이 발전함에 따라 부족한 운동량을 보충하기 위해 체육시설을 찾는 비율이 높아지고 있다. 신체활동 수요자가 많아지면서 상대적인 공급자 역할을 하는 여러 운동시설들이 많이 생겨났는데 그 중에 헬스클럽이 대부분을 차지하고 있다. 많은 대중매체를 통해 운동정보들을 공유하는 가운데 전문적인 선수나 마니아들만 하던 웨이트 트레이닝이 보편화되어 누구나 쉽게 접할 수 있게 되었다(이정래, 2006).

최근 들어 웨이트 트레이닝은 아주 인기 있는 신체활동으로 각광받고 있다. 이러한 이유는 경기에 참가하는 운동선수들의 숫자가 증가하는 등의 여러 가지 원인에서 기인한다고 볼 수 있지만 가장 주된 원인은 일반인들이 신체단련의 필요성을 인식하게 된 것에 있다고 하겠다. 특히 웨이트 트레이닝은 근육을 발달시키고 또한 신체의 지방을 감소시켜 외모를 보기 좋게 만들기 위해서 많은 사람들이 웨이트 트레이닝을 한다(장경태 외, 1992).

웨이트 트레이닝의 가장 뚜렷한 효과는 근육이 강해지고 부피가 증대되는 것이다. 또한 웨이트 트레이닝을 실시하면 근육의 외양이 더욱 단단해져 보이며 근육이 수축되지 않은 상태에 있더라도 왜소해 보이지 않는다. 이러한 변화를 일컬어 근육의 탄력성이라 한다. 그리고 웨이트 트레이닝은 약해진 근육을 강화시켜서 인체의 각 부분을 보다 효율적으로 배열시킴으로써 좋은 자세를 유지하는데 도움이 된다. 그 외에도 부상당한 근육이나 관절의 치료에 웨이트 트레이닝을 이용하면 원래의 기능을 회복하는데 도움이 된다. 또한 신진대사, 유연성, 지구력 등에도 많은 효과가 있다(이정숙 외, 1992.).

웨이트 트레이닝 중에서 가장 보편적으로 알려져 있는 것 중 하나가 벤치프레스가 있다. 그중 인클라인 벤치프레스가 있는데, 의자에 앉아 그 각도에 따라 운동효과가 달라지는 운동기구다(박경용, 2003).

근력을 강화하기 위해 다양한 기구를 이용한 운동을 하는데 벤치프레스, 고정형 자전거 등은 닫힌 사슬운동이다(박지환 외, 2011). 두 발이나 두 손이 지면이나 기계 그리고 다른 운동 기구, 장비나 물체와 서로 고정되어있어야 하는(박혜리, 2011) 닫힌 사실 운동(close kinetic chain exercise, CKCE)는 인클라인 벤치프레스를 사용하였고, 자유로운 원위, 하지에 체중 부하가 없는(석창엽, 2008), 열린 사슬 운동(open kinetic chain exercise, OKCE)은 덤벨을 이용하였다.

인간의 몸은 여러 개의 골격 지렛대로 구성되어 있는 다관절 시스템인데 이들은 인련의 관절들로 연결되어 있고, 근육 활동에 의해 상호 작용하며 중추 신경 기전에 의해 통합 조절된다. 이러한 시스템들이 함께 인간의 운동 사슬(kinetic chain)을 구성한다(Brian D. et al., 1999). 인체의 분절과 각 관절을 연결하는 가상의 고리를 사슬운동이라 하며, 인체는 두 개의 사슬운동-OKCE 와 CKCE로 이루어져 있다고 볼 수 있다. OKCE는 먼쪽 관절이 고정되어 있지 않고 공간에 자유롭게 놓여 있는 상태를 말하며, 주요 역할은 인체의 움직임이나 운동을 촉진하는 상태이며 근육의 작용을 보았을 때는 닿는곳에서 이는곳으로 수축하는 양상을 보인다. CKCE는 먼쪽 관절이 어떤 물체에 고정되어 있는 상태를 말하며, OKCE와는 달리 인체의 안정성을 제공한다. 그리고 근육의 작용으로 볼 때 이는곳에서 닿는곳으로 수축하는 근육의 역작용이 여기에 속한다(구봉오 외, 2004 현문사). OKCE라는 용어는 손을 흔들거나 다리를 흔드는 것처럼 신체의 말초 분절을 공간에서 제한 없이 움직이는 것이며, 이와는 대조적으로 CKCE는 움직임 동안 말초 분절의 상당한 외부저항과 마주치게 되며, CKCE에서 한 관절의 움직임은 예측 가능한 형태로 인접한 관절의 움직임을 동반한다. OKCE는 인접한 관절을 동시에 움직이지 않고 공간에서 먼 쪽 분절이 자유롭게 움직이는 동작을 포함한다. 팔다리의 움직임은 움직이는 관절의 먼 쪽에서만 일어난다. CKCE는 지지면에 고정되거나 안정된 먼쪽 분절 위에서 신체가 움직이는 것을 포함하며, 한 관절의 움직임은 먼쪽 뿐만 아니라, 비교적 예상 가능한 방법으로 몸쪽 관절에서의 움직임을 동반한다. CKCE는 주로 체중 부하 자세에서 이루어진다.(Kisner & Colby, 2010)

OKCE와 CKCE의 비교에서 OKCE보다 CKCE가 근력 향상에 더 큰 영향을 미쳤다(박혜리, 2011)이 연구는 그동안 하지에 비해 부족했던 상지 쪽의 연구 결과를 알아보고, CKCE와 OKCE를 비교하였을 때 CKCE가 OKCE 보다 운동효과가 좋다고 생각하고, 두 군 간에 어떠한 차이가 나타나는지를 알아보기 위하여 시작하였다. 그리고 자신에게 주어진 여가시간을 보다 효율적으로 사용하기를 원하는 사람들과 임상적으로 환자에게 적합한 운동과 정확한 정보를 제공하기 위해 실시되었다. 인클라인 벤치프레스를 이용으로 CKCE를 실시하였을 때 큰가슴근(pectoralis major, PM)과 위팔세갈래근 (triceps, TR)를 운동한 것과 덤벨을 이용하여 OKCE를 실시하였을 때 인클라인 벤치프레스와 비슷한 환경을 만들어 PM과 TR을 운동한 것의 결과로 CKCE군과 OKCE군을 비교하여 어떤 군이 더 효과적인지 알아보았다.

Ⅱ. 연구방법

Ⅲ. 연구결과

Ⅳ. 고 찰

근력은 근육이 발휘할 수 있는 힘이며 근력 강화는 그 근육이 힘을 발휘할 수 있는 기능의 향상을 의미한다(Enoka, 1988). 초기 근력증가는 신경 훈련 기전이 원인으로 운동단위 동원 능력의 향상으로 인해 근활성도가 증가하고 그 후 근 비대에 의해 근력증가가 이루어진다(Hakkinen, 2001).

인클라인 벤치 프레스의 운동 각도 25ﾟ~55ﾟ에서 PM 상부와 중부 및 하부의 근전도에 있어서는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, PM 상부에서 벤치 각도 간 근전도의 유의한 차이가 나타났다. 인클라인 벤치 프레스의 운동 각도 40ﾟ~55ﾟ에서 가장 높은 근활성도가 나타났다(박경용, 2003).

근육의 운동전위 신호인 근전도 활성도와 근력간의 관계에 대해서는 아직 명확히 밝혀져 있지 않으나 여러 연구에서 비례적인 연관성이 있는 것으로 알려져 있다(이주강 외, 1995). 이 논문을 기초로 근력을 강화시키면 근활성도가 증가하는 것으로 생각하고 근전도를 이용하여 실험을 실시하였다.

근전도는 생체 신호로 동작을 수행할 시 눈에 보이지 않은 근육의 움직임을 보여주며, 근전도 장비는 동작 수행 시 근육에서 나타나는 전기 신호를 측정하는 장비이다.(Choi, Yu, 2007). 근전도는 근력을 평가하는 지표가 되어 운동단위 활동을 연구하는 것으로 간접적인 근의 신경지배 양상을 보여준다(임희성, 1998).

인체가 발휘하는 근력은 근섬유가 수축함으로써 발휘되는데 전기적 자극이 중추신경계로부터 발생하여 신경계를 통해 각 운동 단위로 전달되며, 이 때 근육 주위에 수축이 일어나며 전위차가 매우 미세하게 발생하는데 근전도는 이 미세한 전위차를 증폭시켜 근육 활동을 전기적인 활동으로 추정하여 기록해 내는 것이다(서국응 등, 1996).

운동종류와 신체배열에 따라 운동이 구분되어진다. 운동종류에는 자기 체중을 이용한 운동방법, 기구를 이용하는 운동방법이 있다. 자기 체중을 이용한 운동방법 중 앉았다 일어서기, 앉았다 뛰기, 등 넘어뛰기, 다리 앞뒤로 교대하기, 발뒤꿈치 들기와 기구를 이용한 운동방법 중 레그 프레스, 레그 컬등을 통해서 다양하게 운동이 가능하다. 신체배열에 따라 OKCE과 CKCE으로 구분된다(권유정 등 , 2012). OKCE와 CKCE의 비교는 주로 하지에서 이루어 져왔다. CKCE의 체계를 이용한 닫힌 힘 사슬통합기능체력운동이 OKCE의 체계를 이용한 열린 힘 사슬 통합기능체력운동 보다 효과적이다(박혜리, 2011)는 내용이나 근력강화 초기 2주 동안 안쪽넓은근과 앞정강근에서 효과적으로 나타났고, 가쪽넓은근, 뒤넓다리근, 장딴지근은 CKCE가 더 효과적이다(권유정, 2008). CKCE과 OKCE의 근활성도 비교에서는 넙다리두갈래근의 긴 갈래와 척추세움근에서 OKCE이 근활성도가 현저하게 증가한 것은 무릎관절과 허리뼈 부위에 미치는 영향이 크다고 볼 수 있으며, 통계적으로는 넙다리곧은근, 배곧은근, 척추세움근에서 유의한 차이가 나타났다(조정희 외, 2011).CKCE는 사지의 먼 쪽은 고정되어 있는 상태에서 몸 쪽과 먼 쪽에서 저항을 동시에 일어나는 운동으로 정의된다(권유정 등, 2012; 배원식과 김지혁, 2013). 두 발 또는 두 손이 지면 그리고 다른 운동, 장비나 물체와 서로 고정되어 있는 상태에서 근육 내 협응운동을 유발하여 운동을 기능적으로 할 수 있는 특징이 있다(김연주, 2007; 권유정 등, 2012). 닫힌 사슬 하지 저항운동군은 열린 사슬 하지 운동군에 비해 뇌졸중 환자의 근력, 균형, 보행능력에 보다 더 효과적이라고 할 수 있다(김형근, 2011). 안쪽넓은근과 앞정강근은 근력강화 초기 2주 동안은 OKCE가 더 효과적인 것으로 나타났고 다른 가쪽넓은근, 뒤넙다리근, 장딴지근은 CKCE이 더 효과적이다(권유정 외 2012). 라는 내용의 하지 논문이 주를 이루었는데. 각 논문마다 결과 값이 전부다 다르게 나타났지만 각 실험마다 OKCE와 CKCE 둘 중 하나의 유의한 차이가 나타나는 논문이 많았다.

OKCE와 CKCE에서 팔을 굽힘 방향으로 45ﾟ 각도로 올려 위팔을 가쪽돌림 운동을 하는 것이 어깨세모근에 대해 상대적으로 가시아래근의 근활성도를 더 증가시킬 수 있는 방법임을 확인(장준혁, 2011)한 것, CKCE과 OKCE 모두에서 앞톱니근의 각도별 근활성도는 유의한 차이가 있었다(문성종, 2010)와 같은 상지 논문도 있었으나 하지를 다룬 논문들에 비해 미치지 못하는 숫자를 보였다.

앞에 나열한 논문을 보면 CKCE가 OKCE 보다 더 효과적이라고 생각되었으나 우리의 연구에서는 CKCE와 OKCE가 모두 근력 향상이 되었지만 두 운동방법에 따라서는 차이를 보이고 있지 않다. 우리는 이 이유를 각각의 운동방법에 따라 근력 향상이 나타나지만 그 차이가 크지 않다는 것 때문이라 생각한다.

또 다른 것은 중량의 유무에 따른 EMG 결과 차이는 당연한 결과일 수 있어 같은 중량의 운동에 대한 다각적인 검토가 필요하며 모든 외적 부하가 주어지는 팔굽혀펴기, 벤치프레스 운동 시에 주동근 및 길항근에 대한 EMG의 피로반응과 젖산, 심박수를 통한 대사순환의 피로반응 및 혈압의 변화를 알아본 논문에서 OKCE와 CKCE의 비교 분석 시 기본적 특성에 따른 여러 반응의 차이 외에도 움직임의 각각 특수한 상황의 영향을 고려해야 하는 데(위승두 외, 2000), 단순히 OKCE와 CKCE의 비교 시 단순한 중량의 통일만을 고려하여 다른 각도에서 접근을 하지 않은 것이 두 군 사이에서 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않은 이유가 될 수 있을 것이라 생각한다.

또한 이 실험을 참가한 실험자들이 적어 통계적 오차 범위가 크며, 무작위로 뽑은 실험 참가자들의 일반적 특성이 통계적으로 차이는 나지 않지만 평균, 표준편차로 봤을 경우 생각보다 큰 일반적 특성 차이와 참가자들의 기본적인 근력 차이의 고려하지 않은 점도 이 실험의 제한점으로 생각된다.

실험 참가자들에게 기본적인 실험의 내용과 의도를 알려주었지만 실험 참가자 간의 실험에 대한 이해 정도를 일반화 시키지 못하였고, 운동을 하고 있는 당시 최대한 첫 근전도 측정 당시와 같은 환경을 만들어 실험 참가자의 심리 상태를 일치시키려고 노력하였지만, 실험을 시작하는 시간, 실험자의 당일 컨디션 상태를 유지시키는데 어려움이 있었고, 실험 참가자의 심리적 변인 등을 통제하는데 한계가 있었다. 또한 대부분 앞선 논문들의 실험은 적분 근전도(iEMG)와 근피로도(MEF), %MVIC를 사용하였으나, 본 연구에서는 근전도 측정 장비에 제시된 MP와 PT를 그대로 사용하여 객관성이 떨어지는 수치로 통계 분석하여 정확한 결과가 나오지 않았을 가능성이 있다.

따라서 앞으로의 연구에서는 충분한 연구 대상과 통제 환경, 다양하고 정확한 측정 장비를 동원하여 실험한다면 여가를 운동에 투자하는 사람들에게 정확한 정보를 제공할 수 있을 것이며, 임상적으로 의의가 있는 결과를 얻을 수 있을 것이다.

Ⅴ. 결 론

본 연구에서는 CKCE와 OKCE가 PM과 TR의 근활성도에 미치는 영향을 알아보고자 G 대학의 건강한 남학생 20명을 대상으로 실험을 실시하였고 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

1. 열린사슬운동 군은 PM의 MP와 PT, TR의 MP와 PT의 근활성도 값이 증가하였다.

2. 닫힌사슬운동 군은 PM의 MP와 PT, TR의 PT의 근활성도값이 증가하였으며, TR의 MPD의 근활성도 값은 소폭 감소하였다.

3. 실험 기간이 끝난 뒤 측정치를 통계 분석한 결과 TR의 MP를 제외한 나머지 PM의 MP, PT, TR의 PT는 통계학적으로 유의한 차이가 있었다.

4. 실험 기간이 끝난 뒤 측정한 값을 통계 분석한 결과 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 PM의 MP과 PT, TR의 PT의 값에서 CKCE 군과 OKCE 군 중 어느 군이 더 효과적인지 알아본 통계 결과 3값 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않아 어느 군이 더 효과적으로 말할 수 없다.

이러한 결과는 CKCE와 OKCE군 중 어느 군을 선택해서 효과적인 운동을 하기에는 부적합하지만 정상인을 포함한 상지의 근활성도가 낮은 환자들의 근활성도 강화를 위해 CKCE와 OKCE가 효과적인 물리치료적인 중재로 제시될 수 있다고 할 수 있다.

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