스쿼트 운동 시 발목 관절에 키네시오 테이프의 적용이 넙다리 네갈래근과 뒤넙다리근의 활성에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

스쿼트 운동(squat exercise)은 런지(lunge), 카프 레이즈(calf raise), 레그 프레스(leg press)와 같은 운동과 함께 닫힌운동사슬의 원리를 이용하여 다리 관절들을 동시에 사용하고, 다리 근육들의 동시 활성(co-activation)을 이용하여 관절의 전단력을 감소시킴으로써 관절의 무리 없이 수행할 수 있는 대표적인 다리 근육 강화 운동이다 (이진과 방현수, 2018; 박한솔 등, 2016; 유원규 등, 2004). 그러나 스쿼트 운동은 본인에게 맞지 않는 자세 또는 부하를 이용할 경우 관절에 무리를 일으킬 수 있기 때문에 스쿼트 운동의 효과를 극대화하기 위한 올바른 자세와 방법에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

일반적인 스쿼트 운동 자세는 다리를 어깨 넓이로 벌린 후 허리는 세우고 앉으면서 무릎이 두 번째 발가락뼈 위에 유지하도록 다시 일어서는 자세이다. 넙다리 네갈래근(quadriceps femoris)의 최대 활성이 이루어지는 무릎 굽힘 각도는 60°이고(Bevilaqua-Grossi 등, 2005), 무릎에 통증이 있는 대상자는 관절의 부하를 줄이기 위해 0°에서 45° 범위에서 이루어져야 하고, 통증이 없는 대상자들은 근력강화를 위한 외적인 모멘트를 증가시키기 위해 45°에서 90° 범위에서 실시할 수 있다(Powers 등, 2014; Neumann, 2013). 그리고 스쿼트 운동을 불안정한 지지면에서 실시했을 경우, 지면 보다 배근육(abdominal muscles)과 볼기근(gluteal muscles), 넙다리 네갈래근과 뒤넙다리근(hamstring) 및 장딴지근(gastrocnemius)의 근육 활성이 더 증가 하였고(이심철 등, 2010; Consitt 등, 2002), 고유수용성 감각 및 균형감각 증진으로 인해 자세의 안정성과 일상생활활동의 위험성을 줄일 수 있다(Page, 2006; Akuthota와 Nadler, 2004).

발목 관절의 인대나 관절낭에 존재하는 고유수용기로 인해 다리와 몸통의 움직임과 안정성에 영향을 주기 때문에 발목 관절의 불안정성은 다리 관절 및 몸통의 움직임에 대한 근육 반응을 느리게 하고 정상적인 신체 움직임을 방해하게 된다(Karlsson와 Andreasson, 1992). 게다가 반복적이고 고강도의 운동은 발목 관절 주변의 근육의 피로를 초래하고 관절의 손상 위험이 있으며 운동으로 부상의 위험도 높아지게 된다. 스쿼트 운동 시 발목 관절은 지면에 대한 힘을 다리 관절에 연결해주는 역할을 한다. 그러므로 스쿼트 운동 시 발목 관절의 안정성은 불안정한 지지면이나 다양한 부하들이 발생하는 힘을 제대로 다리 관절과 몸통으로 전달할 뿐만 아니라 부상의 위험도 줄일 수 있기 때문에 올바른 스쿼트 운동 자세에 대해 논할 때 발목 관절의 자세에 대한 언급도 필요하다. 하지만 이전 연구에서는 양발의 폭에 대한 얘기만 있을 뿐 대상자의 발목 관절의 손상 여부나 발목 관절 안정성에 따른 스쿼트 운동의 효과에 대한 연구가 미흡하다.

발목의 안정성을 만들어주는데 검사자의 도수적인 고정방법이 있지만 이 방법은 매번 작용하기엔 번거롭고, 발목 고정 보조기구는 비용이 부담되는 단점을 지니고 있다. 이 점들을 보완할 수 있는 것은 혼자 할 수 있고, 경제적인 부담이 없는 테이핑이 있다(위준형 등, 2019). 근력을 향상 시키는 보조수단으로 최근에 많이 사용되고 있는 테이핑은 통증을 완화시키는 간편한 방법으로 장애가 있는 신체부위가 정상적으로 회복될 수 있도록 도와주는 역할을 한다(김지원, 2017). 또한 관절을 보호하는 효과를 지속시킬 수 있으며, 인대 염좌 발생 시 테이프 부착으로 인해 순발력과 근지구력과 같은 선수의 운동 수행능력이 감소되지 않는다는 점이 테이핑의 장점이다(Lee와 Lee, 2017).

본 연구의 목적은 정상인을 대상으로 스쿼트 동작 시 키네시오 테이핑을 이용한 발목 관절의 안정성이 넙다리 네갈래근과 뒤넙다리근의 근육 활성에 어떤 영향을 주는지 알아보고자 한다.

Ⅱ. 연구방법

1. 대상자

본 연구에 참여한 대상자는 학교 게시판의 공고를 통해 자발적으로 참여한 20명을 대상으로 실시했다<Table 1>. 대상자는 6개월 내에 허리와 다리 관절의 근골격계 및 신경계 질환이 없고 수술의 경험이 없으며, 스쿼트 운동을 이전에 한 번도 실시해 본 적이 없었다.

Table 1.

Characteristic of participants (N=20)

3. 키네시오 테이프(kinesio tape) 적용

키네시오 테이프 (BB Tape, Altermed, Korea)를 ABT (ankle balance taping)방법을 이용하여 4단계로 진행했다. 첫 번째 단계는 약간 발등 굽힘(dorsiflexion) 자세에서 목말뼈(talus)에서 발꿈치뼈(calcaneus)방향으로 붙인다(Figure 1-A). 두 번째 단계는 안쪽 들림(inversion) 자세에서 안쪽 복사뼈(medial malleolus) 5cm 위에서 목말밑관절(subtalar joint) 가쪽 발꿈치뼈(lateral calcaneus) 아래를 지나 발등의 바깥쪽 방향으로 붙인다(Figure 1-B). 세 번째 단계는 가쪽 들림(eversion) 자세에서 가쪽 복사뼈(lateral malleolus) 5cm 위에서 목말밑관절 아래의 안쪽 발꿈치뼈(medial calcaneus)를 지나 발등의 안쪽으로 붙인다(Figure 1-C). 네 번째 단계는 발등 굽힘 자세에서 첫 번째 단계 위에 겹쳐서 붙인다(Figure 1-D) (Lee와 Lee, 2017).

Figure 1.

Application stage of Kinesiology tape

4. 스쿼트 운동(squat exercise)

바로 선 자세에서 팔짱을 끼고 골반너비 만큼 양 발을 벌린 뒤 발바닥이 지면에 완전히 닿은 상태에서 시작 3초 동안 내려가며(원심성 활성 단계; eccentric activation stage; EA, Figure 2-A), 무릎 관절의 60° 굽힘인 상태에서 3초 유지하고(등척성 활성 단계; isometric activation stage; IA, Figure 2-B), 다시 3초 동안 본 자세로 되돌아온다(구심성 활성 단계; concentric activation stage; CA, Figure 2-C). 대상자 마다 다리 길이가 다르기 때문에 무릎 관절의 60° 굽힘 자세를 각도계(goniometer)로 측정하고 이 각도 만큼의 높낮이가 조절되는 침대를 대상자 뒤에 놓고 스쿼트를 실시했다. 스쿼트 운동은 키네시오 테이프를 하지 않은 상태로 스쿼트 운동(squat exercise with no tape; SN)과 키네시오 테이프를 한 상태로 스쿼트 운동(squat exercise with tape; ST)을 실시했다. 각 상태당 7회씩 측정했으며 적응되지 않은 첫 번째와 체력이 소비된 일곱 번째를 제거한 나머지 5회에 대한 데이터를 평균 내어 처리했다. 순서는 랜덤으로 뽑아서 실시했으며 각 상태 사이에 20분에 쉬는 시간을 주었다(Monajati 등, 2019).

Figure 2.

Squat exercise stage (A. eccentric activation stage; EA, B. isometric activation stage; IA, C. concentric activation stage; CA)

Ⅲ. 연구결과

넙다리 네갈래근(VM, VL)의 모든 구간에서 키네시오 테이프를 하지 않았을 때(SN)보다 키네시오 테이프를 했을 경우(ST) 근육 활성이 증가했지만 유의한 차이가 없었다. 뒤넙다리근(MH, LH)은 큰 변화 없이 유의한 차이가 없었다<Table 2>.

Table 2.

Muscle activation in squat exercise stages (N=20)

Ⅳ. 고 찰

본 연구는 정상인을 대상으로 스쿼트 동작 시 발목 관절의 안정성이 넙다리 네갈래근과 뒤넙다리근의 근육 활성에 어떤 영향을 주는지 알아보았다. 본 연구의 결과 스쿼트 운동 동안 세 구간에서 넙다리 네갈래근은 발목 관절에 키네시오 테이프를 하지 않았을 때 보다 키네시오 테이프를 했을 때 근육 활성은 증가했지만 유의한 차이는 없었고, 뒤넙다리근은 세 구간 모두 근육 활성의 큰 차이 없이 유의한 차이를 나타내지 않았다.

키네시오 테이프는 관절이나 근육에 부착하여 부상을 예방하고, 손상된 관절의 고정 역할을 하며, 약화된 근육의 활성을 도와주는 역할을 한다. 이차적으로 키네시오 테이프에 의해 안정된 관절이 주변 관절들의 기능성을 향상시키고, 근육에 부착된 키네시오 테이프는 근육 활성을 유도해서 근력과 근지구력을 향상시킨다(김지원 등, 2017; Callaghan 등, 2002; Karlsson와 Andreasson, 1992). 발목 관절에 적용되는 키네시오 테이프는 발목의 안정성과 기능적인 향상에 큰 도움을 준다. 발목 관절의 불안정성이 있는 유소년 축구선수를 대상으로 키네시오 테이프를 ABT 방법으로 적용했을 때 정적과 동적 균형능력이 증가했으며(Lee와 Lee, 2017), 만성 발목 불안정(chronic ankle instability; CAI)이 있는 대상자에게 키네시오 테이프를 적용했을 때 발목의 안쪽 들림과 가쪽 들림의 관절가동범위가 감소하여 역학적인 안정성을 제공했고, 키네시오 테이프를 적용하지 않았을 때 보다 발목 관절의 고정력을 향상시켰다(Hubbard와 Cordova, 2010; 김창인 등, 2001). 그러므로 이러한 키네시오 테이프의 발목 관절 안정성 증진하는 효과를 스쿼트 운동 중에 적용하여 다리 근육의 근육 활성의 증진에 긍정적인 영향을 주는지 알아볼 필요가 있다.

발목 관절은 일상생활에서 흔히 손상되는 관절 중에 하나로 한 번 손상되면 빈번하게 재발되는 부분이다. 이로 인해 CAI를 가지게 되고 주변 근육의 약화와 고유수용성 감각의 기능저하로 인해 잦은 재발을 일으키게 되는 악순환을 낳게 된다(Hardy 등, 2008; Wang와 Cochrane, 2001). 게다가 선 자세로 이루어지는 운동들은 발목 관절의 안정성이 필수적이기 때문에 적절한 발목 관절의 안정성을 제공할 수 있는 훈련들이 필요하다. 발목 관절 손상 후에 주변 근육의 근력 향상과 균형 능력 증진을 위한 재활, 또는 키네시오 테이프를 실시하고 있다(김지원 등, 2017). 본 연구에서는 발목관절에 키네시오 테이프를 하지 않을 때 보다 키네시오 테이프와 함께 스쿼트 운동을 실시했을 때 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 근육 활성이 증가했다. 이러한 이유는 키네시오 테이프가 발목 관절의 구조적인 지지와 고유 수용기의 자극을 통해 운동 능력이 향상되는 효과가 있기 때문에 발목의 안정성이 무릎 관절의 근육까지 영향을 준 것으로 보이며, 키네시오 테이프로 인해 좀 더 고정된 정강뼈에 대한 넙다리뼈의 움직임으로 인해 순수한 무릎관절의 폄이 일어났기 때문에 넓은근들(vastus muscles)의 근육 활성이 증가된 것으로 보인다(Lim 등, 2013; Hinman 등, 2003). 게다가 Khamis와 Yizhar (2007)은 아래-위 기전(bottom-up mechanism)에 의해 발목관절의 과도한 엎침(pronation)은 정강뼈(tibia)와 넙다리뼈(femur)의 과도한 안쪽 돌림(internal rotation)을 유발하고 골반의 뒤쪽 경사(pelvic posterior tilt)를 유발하게 된다. 이로 인해 스쿼트 운동 시 정강뼈의 안쪽 돌림 위치로 앉은 자세가 정강뼈의 중립 자세 보다 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 활성도가 작게 나타났고 이것은 발목 관절의 중립 위치의 안정성이 다리 근육의 활성도에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다(김현희와 송창호, 2010). 하지만 키네시오 테이프로 인해 충분한 안정적인 역할을 하지 못해서 활성도의 유의한 차이가 없었기 때문에 추후 연구에서는 발목을 고정하고 실시하는 스쿼트 운동 기구와 키네시오 테이프를 비교해서 발목의 안정성이 스쿼트 운동에 미치는 영향을 알아볼 필요가 있다.

뒤넙다리근은 모두 유의한 차이를 나타내지 못했는데, 이전 연구에서 무릎 각도에 따른 뒤넙다리근의 활성도의 차이가 무릎 각도가 90°에 가까울수록 근육 활성이 증가했지만 최대수의적등척성활성에 최대 24%정도만 나타났다(장혜인 등, 2015). 이러한 이유는 스쿼트 동작 시 선 자세에서 무릎 굽힘 60°까지 앉을 동안 뒤넙다리근의 활성을 통해 무릎을 굽히는 것이 아니라 넙다리 네갈래근의 원심성 활성에 의해 체중을 이기며 내려오기 때문에 뒤넙다리근의 활성이 크지 않게 된다(유원규 등, 2004). 게다가 스쿼트 동작 시 앉은 자세에서 선 자세로 돌아올 동안 뒤넙다리근은 이미 짧은 상태이기 때문에 근육의 활성이 어렵게 되고 넙다리 네갈래근의 구심성 수축이 이루어지기 때문에 뒤넙다리근의 활성도가 떨어지게 된다(Neumann, 2013). 본 연구에서도 뒤넙다리근의 활성이 14%이하로 나타났으므로 뒤넙다리근의 활성도에 큰 영향은 없다고 생각된다. 이전 연구에서는 뒤넙다리근의 활성도를 증가시키기 위해 두 발로 지지한 상태로 스쿼트를 하는 것보다 한발로 스쿼트 하는 것이 안쪽과 가쪽 뒤넙다리근의 활성도를 증가시키는데 효과가 있었다(Monajati 등, 2019). 추후 연구에는 발목 관절에 키네시오 테이프를 하고 한발로 스쿼트 동작을 실시했을 때 뒤넙다리근에 나타나는 근육 활성의 변화를 알아볼 필요가 있다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 정상인을 대상으로 스쿼트 동작 시 발목 관절의 안정성이 넙다리 네갈래근과 뒤넙다리근의 근육 활성에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 본 연구의 결과 키네시오 테이프로 제공된 발목 관절의 안정성이 스쿼트 운동을 하는 동안 넙다리 네갈래근의 근육 활성은 증가시켰지만 뒤넙다리근은 큰 변화가 없었고 모두 유의한 차이는 없었다. 그러므로 키네시오 테이프만으로 발목의 안정성을 유지하기는 힘들었지만 발목 관절의 안정성이 넙다리 네갈래근의 근육 활성에 영향을 미치는 것으로 보아 발목관절에 좀 더 안정적인 장치를 통해 스쿼트 운동의 효과를 증대시키는 연구를 진행할 필요가 있다고 생각된다.

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