엎드린 플랭크 운동에서 브레이싱과 할로잉 적용 시 척추세움근과 복벽 근육의 활성에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

몸통은 팔과 다리가 연결되어 사지 움직임의 기반이 된다. 또한 팔과 다리가 움직일 때 발생하는 반동의 힘(reactive force)과 지면 반력(ground reaction force)이 전달되기 때문에 효과적인 신체의 움직임을 위해서 몸통은 이러한 섭동(perturbation)에 잘 견디고 안정성을 유지할 필요가 있다(Hasan, 2005). 특별히 요추부(lumbar region)는 몸통에서 관절가동범위가 가장 크게 나타나는 부위로 디스크나 척추의 퇴행성 질환 등이 많이 발생한다(Iorio 등, 2016). 따라서 요통의 예방과 치료를 위해서도 요추부의 안정화는 매우 중요하다(Barr 등, 2007; McGill, 2015).

몸통 안정화를 위해 척추와 배 주변의 코어 근육 활성화가 중요하다(Vezina와 Hubley-Kozey, 2000). 임상에서 몸통 안정화를 위한 운동 방법으로 할로잉(abdominal hollowing)과 브레이싱 (abdominal bracing) 기법이 주로 사용되고 있다. 할로잉 기법은 척추나 골반의 움직임이 없이 하복부를 안으로 당기는 방법이다(Richardson과 Jull, 1995; Urquhart 등, 2005). 주로 배가로근(transversus abdominis)의 선택적 활성화를 목표로 하며, 배속빗근(internal oblique)과 함께 심부 안정화 시스템을 구성한다. 배가로근의 활성도가 커질수록 협력근인 배속빗근의 활성도도 높아진다(Juker 등, 1998). 실시간 초음파 영상 피드백을 활용한 연구에서는 할로잉 수행 시 배가로근의 근육 두께가 유의하게 증가하며, 배속빗근의 활성화도 함께 높아지는 경향이 보고되었다(Kim과 Lee, 2017; Lee 등, 2018; Morales 등, 2018). 반면, 배곧은근(rectus abdominis)이나 배바깥빗근(external oblique)은 상대적으로 낮은 활성도를 보이며, 이는 할로잉이 표층근보다는 심층근 조절에 초점을 둔 기법임을 시사한다(Koh 등, 2014). 기법은 배벽을 팽팽하게 당겨 허리를 가쪽으로 벌어지게 실시하며, 수축 시 복내압(intra-abdominal pressure)을 상승시켜 척추관절을 단단히 고정시키는 방법이다(Grenier과 McGill, 2007). 이를 통해 네 개의 배근 모두가 동시에 활성화된다. Tayashiki 등(2016)의 연구에서는 8주간의 브레이싱 훈련이 배속빗근 두께, 복압 상승 속도, 그리고 척추신전 및 고관절신전 근력의 유의미한 증가를 이끈 것으로 나타났다. 한편 Koh 등(2014)은 건강한 성인 여성을 대상으로 두 기법을 적용하여 복부 근육 두께의 변화를 분석하였다. 할로잉 그룹은 배가로근과 배속빗근의 선택적 두께 증가를 보였으며, 반면 브레이싱 그룹은 배가로근뿐 아니라 나머지 배근까지 복부 전반의 근육 두께가 증가하여 보다 넓은 범위의 근육 동원 효과가 확인되었다. 이처럼 연구 결과들은 할로잉과 브레이싱은 근육 활성화의 범위와 기전에서 차이를 보여주고 있다.

할로잉이나 브레이싱은 플랭크 운동(Plank exercise)과 함께 적용될 수 있다. 플랭크 운동은 몸을 일직선으로 곧게 유지한 채, 팔이나 팔꿈치를 바닥에 대고 체중을 지탱하는 전신적 등척성 운동이다(Contreras, 2013). 기본적인 플랭크 운동은 엎드린 자세로 팔꿈치를 어깨 바로 아래에 위치시킨 뒤, 팔꿈치와 전완을 바닥에 붙이고 발끝을 세워 몸을 일직선으로 들어올린다. 이외에도 교각 자세, 옆으로 누운 자세에서 시행될 수 있다. 이러한 자세를 장시간 유지하는 동안 관련된 근육들, 즉 어깨 안정근, 배근, 척추 근육, 엉덩이 근육 등이 활성화된다. 특히 플랭크 운동은 배와 척추 근육을 활성화하는데 주요한 정적 운동으로 알려져 있다(Cortell-Tormo 등, 2017).

플랭크 운동에 할로잉이나 브레이싱 기법을 동시에 적용하면 배와 척추 근육의 활성화 효과를 더 높일 수 있을 것이다(Kim 등, 2018). Kim 등(2018)은 만성 비특이적 요통을 가진 노년 여성을 대상으로 할로잉과 브레이싱을 플랭크 운동과 함께 적용해보았다. 하지만 이 연구에서 배근과 척추 근육의 활성화에 대해서는 구분하여 살펴보지 않았다. 할로잉과 브레이싱을 적용한 훈련에 따른 복부 근육 두께의 변화를 분석 Koh 등(2014)의 연구에서는 플랭크 운동을 브레이싱에만 적용하였다. 이처럼 플랭크 운동에 할로잉과 브레이싱을 적용시켜 몸통 주위 근육의 활성도를 살펴본 연구는 여전히 부족하다.

본 연구에서는 엎드린 플랭크 운동을 하는 동안 할로잉과 브레이싱을 적용하여 몸통 주변 근육인 척추기립근, 배곧은근, 배바깥빗근, 배속빗근의 활성도를 알아보고자 한다. 기존 연구들을 살펴보았을 때 연구가설을 세워본다면 다음과 같다. 플랭크와 할로잉의 동시 적용은 배속빗근을 선택적으로 더 유의하게 활성화시킬 것이며, 반면 플랭크와 브레이싱의 동시 적용은 배근 및 척추 기립근 모두를 더 유의하게 활성화시킬 것으로 생각된다.

Ⅱ. 연구방법

2. 실험 과정

먼저, 피험자들은 무릎 세워 누운 자세(hooklying position)에서 브레이싱과 할로잉을 연습하였다. 브레이싱은 배에 힘을 주어 복부를 긴장시켜 복벽을 팽팽하게 하여 허리 쪽으로 벌어지게 교육하였다. 할로잉은 배꼽을 허리뼈 쪽으로 부드럽게 당겨 배가 약간 안으로 들어가도록 교육하였다. 브레이싱과 할로잉을 하는 동안 호흡에 대한 지시는 하지 않았고, 호흡에 대해 질문하는 대상자에게는 편안하게 호흡할 것을 지시하였다. 대상자들이 브레이싱과 할로잉을 충분히 연습한 다음, 플랭크 운동을 교육하였다. 엎드린 플랭크 자세를 하기 위해 대상자들은 어깨와 팔꿈치를 90도로 굽혀 아래팔과 발가락으로 전신을 지탱하는 동안, 몸통과 골반 그리고 하지를 들어 머리와 등, 그리고 하지가 직선이 되게 유지하도록 교육하였다<Figure 1>.

Figure 1.

Subjects performed the plank position. Hollowing and bracing were applied while performing the plank position.

대상자들은 3가지의 엎드린 플랭크 운동(기본 플랭크, 브레이싱-플랭크, 할로잉-플랭크)을 실시하였다. 브레이싱-플랭크(BP)는 플랭크 운동을 실시하는 동안 브레이싱을 적용하도록 지시하였고, 할로잉-플랭크(HP)는 플랭크 운동을 실시하는 동안, 할로잉을 적용하도록 지시하였다. 할로잉이나 브레이싱을 적용하지 않은 엎드린 플랭크(PL)를 항상 먼저 실시하였다. 이렇게 PL을 먼저 실시한 이유는 PL이 할로잉이나 브레이싱을 포함하지 않은 기본 조건(baseline condition)으로 역할을 하기 때문이다. 다시 말해, PL 이후의 BP와 HP의 수행에 미칠 수 있는 영향을 줄이기 위함이었다. 이후, BP와 HP에 대해서는 대상자마다 역균형화를 하여 순서 효과를 상쇄하였다. 각 운동은 3회씩 실시되었으며, 1회당 10초간 유지하도록 지시하였다. 피로 방지를 위하여 각 시행 사이, 3분의 휴식을 가졌다.

Ⅲ. 연구결과

2. 각 근육에 대한 운동 조건 간 비교

척추세움근에 대한 일원반복분산분석은 유의하였다(p<0.01)<Table 1>. 사후분석 결과, BP는 나머지 두 방법보다 더 큰 근활성도를 나타냈다(p<0.01)<Table 1>. 배곧은근에 대한 분석은 통계적으로 유의하였으며(p<0.01), 사후분석은 BP가 나머지 두 방법보다 더 큰 근활성도를 나타냈다(p<0.01)<Table 1>. 배바깥빗근 및 배속빗근에 대한 분석은 통계적으로 유의하였으며(p<0.01), 사후분석은 HP가 나머지 두 방법보다 더 큰 근활성도를 나타냈다(p<0.01)<Table 1>.

Table 1.

Comparison of Trunk Muscle Activation (mean±SD) across Plank, Bracing-Plank, and Hollowing-Plank Conditions

Ⅳ. 고 찰

본 연구는 플랭크 운동 시 할로잉과 브레이싱의 적용이 몸통근 활성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 연구 결과, 척추세움근과 배곧은근은 브레이싱-플랭크(BP)를 통해 가장 크게 활성화되었고, 배속빗근과 배바깥빗근은 할로잉-플랭크(HP)를 통해 가장 크게 활성화되었다.

먼저 BP 조건에서 척추세움근과 배곧은근이 가장 강하게 활성화된 결과는 기존 연구에서 보고된 브레이싱의 생리적 특성과 일치한다(Arab와 Chehrehrazi, 2011, Tayashiki 등, 2016, Kim 등, 2018). 브레이싱은 배가로근뿐만 아니라 배곧은근, 배속빗근, 배바깥빗근을 포함한 복부 전체의 동시수축을 유도하며, 복내압 상승을 통해 척추 고정력을 강화한다(Tayashiki 등, 2016). 실제로 Koh 등 (2014)의 연구에서도 브레이싱은 플랭크 동작 수행 시 네 개의 배 근육 모두에서 근육 두께 증가를 유도했으며, Kim 등 (2018) 또한 브레이싱을 포함한 체간 안정화 운동이 체간 근력과 기능 회복에 효과적이라고 보고하였다. 또한 Marshall 등(2013)은 옆 플랭크 자세에서 브레이싱을 적용했을 때, 척추세움근과 배곧은근의 근활성도가 유의하게 증가한다고 보고하였다. 이처럼 브레이싱은 체간 고정성 향상을 위한 전방 및 후방 체간근의 전반적 동원에 효과적이다(Park 등, 2023).

반면, 본 연구에서 HP 조건은 배속빗근과 배바깥빗근의 활성을 가장 많이 이끌어냈다. 기존 연구들은 할로잉이 배가로근과 배속빗근과 같은 심부 근육의 선택적 활성화에 효과적임을 반복적으로 보여주고 있다(Morales 등, 2018; Tsao 등, 2010; Bjerkefors 등, 2010). 특히 배속빗근은 배가로근과 함께 복부 내압을 조절하는 중심 근육으로서, 할로잉 기법을 통해 조절 가능하다는 점이 강조된다(Moghadam 등, 2019). 할로잉이 배곧은근의 활성을 억제하고 대신 심부 근육의 선택적 재활성화를 유도하는 신경조절적 전략임은 Kahlaee 등(2017)의 연구에서도 뒷받침된다.

본 연구에서 흥미로운 발견은 배바깥빗근도 HP에 의해 더 활성화가 되었다는 것이다. 특히 최근의 Moon 등(2013)과 Tayashiki 등(2017)의 연구들은 할로잉보다 브레이싱에서 배바깥빗근이 더 높은 활성도를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 본 연구 결과가 이전 연구들의 결과와 차이를 나타내는 이유는 할로잉을 적용한 자세 때문으로 생각된다. 본 연구에서는 엎드린 플랭크 자세에서 할로잉을 적용하였으나, 반면 앞서 두 연구들은 교각 자세에서 할로잉을 적용하였다. 교각 운동은 척추 폄근을 활성화하는 반면, 엎드린 플랭크 운동은 척추 굽힘근을 상대적으로 더 활성화한다(Contreras, 2013; Jemmett 등, 2004). 따라서 본 연구 결과에서 배바깥빗근이 더 많이 활성화되는 이유는 엎드린 플랭크를 하는 동안 몸통 굽힘근인 배바깥빗근이 활성화되었고 이는 할로잉하는 동안 더 크게 활성화된 것으로 생각된다. 이는 브레이싱이 같은 몸통 굽힘근이지만 배바깥빗근보다 배곧은근을 좀 더 선택적으로 활성화시켰다는 것을 암시한다. 나아가 할로잉의 경우, 배곧은근의 활성도를 상대적으로 떨어트리기 때문이기도 하다 (Kahlaee 등, 2017). 이러한 결과는 수축 전략과 자세에 따라 선택적으로 목표 근육을 자극할 수 있다는 가능성을 보여준다. Kim 등(2018)이 보고한 바와 같이 플랭크 자세에서의 할로잉과 브레이싱이 모두 효과적임에도 불구하고 활성화되는 근육군은 다르다는 점을 실증적으로 보여주었다. 이는 Koh 등(2014)이 제안한 수축 전략별 근육 동원 특성과도 일치한다.

마지막으로 본 연구 결과는 플랭크 운동을 단독으로 하는 것 보다 할로잉이나 브레이싱을 통해서 특정 몸통 근육을 보다 선택적으로 활성화시킬 수 있음을 보여주었다. 다시 말해, 플랭크 운동은 널리 사용되고 있는 정적 체간 안정화 운동이지만, 필요로 하는 근육을 선택적으로 더 크게 활성화하기 위해서 할로잉이나 브레이싱을 사용할 수 있는 것이다. 이렇게 할로잉이나 브레이싱을 하는 동안 자세적 자극을 주는 것은 특정 몸통 근육을 더욱 활성화시킬 수 있는 방법이 된다. 최근 Kim 등(2017)은 할로잉 수행 중 체중 부하를 증가시켰을 때, 배가로근과 배속빗근의 활성도가 유의하게 증가함을 보여주었다. 이는 단순한 수축 전략뿐 아니라 그에 적합한 자세 자극의 병행이 특정 근육을 더욱 효과적으로 자극할 수 있음을 나타낸다. 이러한 접근은 재활 상황에서 목표 근육의 기능 회복을 위한 치료적 개입으로 활용될 수 있다. 실제로 Kim 등(2018)은 비특이성 요통을 가진 여성 노인을 대상으로 할로잉과 브레이싱을 각각 적용한 플랭크 운동을 실시한 결과, 두 전략 모두 통증 감소와 기능 향상에 효과적임을 보고하였다. 이처럼 몸통 안정화 전략과 자세 자극의 결합은 임상적 개입의 정밀성과 효율성을 높이는 유용한 방법이 될 수 있다.

본 연구의 제한점은 소수의 남자 대학생만을 대상으로 하였다는 점이다. 연구 결과를 일반화하기 위해 나이와 성별에 대한 고려, 그리고 연구대상자의 수도 확보할 필요가 있을 것이다. 둘째는, 연구대상자들이 할로잉과 브레이싱에 대한 사전교육을 받았지만, 연구자들은 이 대상자들이 정확하게 할로잉과 브레이싱을 숙지하였는지에 대한 검사나 평가는 이루어지지 않았다는 것이다. 게다가 사전 교육 시 이루어진 자세는 무릎 세워 누운 자세였고, 실험에서는 엎드린 플랭크 자세로 할로잉과 브레이싱을 하였다. 이 두 자세 간의 차이는 아마도 연구대상자들이 엎드린 플랭크를 하는 동안 정확하게 할로잉과 브레이싱을 제대로 수행하지 못했을 가능성이 있을 것으로 생각된다. 생각된다. 향후 연구에서는 다른 자세에서 할로잉과 브레이싱 기법의 적용이 몸통 근육의 활성도에 미치는 영향을 살펴볼 수 있을 것이다.

Ⅴ. 결 론

본 논문은 건강에 문제 없는 남자 대학생을 대상으로 엎드린 플랭크 수행 중 할로잉과 브레이싱 기법이 주요 몸통 근육의 근활성도에 미치는 영향을 비교하였다. 연구 결과, 브레이싱은 척추세움근과 배곧은근과 같은 표층 체간근의 활성도를 유의하게 증가시켰으며, 할로잉은 배속빗근과 배바깥빗근의 선택적 활성화에 효과적임을 보여주었다. 이러한 결과는 동일한 플랭크 자세 내에서도 몸통 안정화 기법의 차이에 따라 활성화되는 근육이 달라질 수 있음을 시사한다. 본 연구의 결과는 특히 복부 및 요추 안정화가 필요한 환자군에 있어 임상적으로 유용한 기초 자료를 제공한다.

Acknowledgments

본 연구는 교신저자의 2024년 대구가톨릭대학교 연구년에 수행되었습니다.

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