근저항트레이닝 훈련시 단백질 섭취형태의 차이가 상·하체 최대근력에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

근저항트레이닝 운동은 근육과 체력을 향상시키기 위한 운동방법으로 스포츠 현장에서 많이 활용되고 있다. 또한 모든 스포츠 활동의 기초체력(Basal Physical fitness)을 향상시키는데 도움을 주며 다양한 장비와 신체의 무게를 활용하여 좁은 공간에서 짧은 시간 내에 많은 운동효과를 거둘 수 있는 운동 방법이기도 하다. 최근, 이러한 특성 때문에 전문운동선수 뿐만 아니라 스포츠를 즐기는 일반인들에게도 운동능력 향상을 위한 방법으로 근저항트레이닝 운동이 많이 활용되고 있다.

근저항트레이닝 운동을 효과적으로 실시하기 위해서는 어느 정도의 무게로 체내에 부하를 줄 것인가를 결정하기 위해 운동강도(Exercise Intensity)가 설정되어야 한다. 운동강도를 설정하기 위한 방법으로는 최대반복횟수(RM; Repetition Maximum)가 많이 활용되고 있다. 1 RM은 최대한으로 1회 반복할 수 있는 횟수를 말하며 자신의 최대 근력을 의미한다.

일반적으로 근저항트레이닝 운동 시 운동강도는 각각의 세부운동 종목별로 최대근력의 상대적 비율에 해당하는 무게를 선택하여 근육 또는 근육군이 피로해지지 전가지 최대로 반복하는 것이 효과적이다. 따라서 근저항 운동의 운동강도는 1 RM의 몇%의 중량을 들어 올릴 것인가로 결정하는 것이 중요하다[1].

여러 선행 연구 결과에서 근육의 파워 및 최대근력에 관한 연구를 통해 근저항 트레이닝 운동이 최대근력의 향상에 기여하는 것으로 보고되고 있다[2]-[10].

한편, 근저항 트레이닝 운동으로 근육의 크기가 향상되는데, 근육은 대부분 단백질로 구성되어 있고 체내 단백질은 약 6개월 단위로 교체된다[11]. 근저항 트레이닝 운동을 통해 형성된 근육의 단백질은 운동을 하지 않은 근육의 단백질 보다 근육내의 단백질 함량이 높으며, 근육의 크기를 결정하는데 중용한 역할을 한다[12].

따라서 근육의 발달이 경기결과에 주요한 영향을 미치는 보디빌더들의 경우 단백질 섭취형태에 많은 관심을 보이게 된다. 이유는 단백질이 우리 몸의 골격근을 구성하고 있는 고형물질이기 때문이다[13]. 따라서 보디빌더들이 근육량을 향상시키기 위해서 기존 단백질 섭취량 보다 많은 량의 단백질을 섭취하여야 우수한 경기력을 나타낼 수 있다[14].

현재 보디빌더들이 단백질을 섭취하는 주요한 방법들 중에서는 크게 2가지 형태로 분류할 수 있다. 천연단백질을 섭취하는 방법과 단백질 보충제를 섭취하는 방법이다. 천연단백질은 영양소가 조화롭게 함유되어 있는 자연 그대로의 가공되지 않은 완전단백질 식품이며 육류, 생선, 계란, 치즈 등에서 얻을 수 있다[15]. 특히 생명을 유지하고 성장발달을 촉진하는 필수 아미노산의 종류와 양을 모두 가지고 있어 완전단백질이다[16]. 이러한 천연단백질의 효과성 때문에 보디빌더들의 경우 닭고기의 섭취 빈도가 높은데 이러한 이유는 단백질 함량이 22.9%이므로 20.7% 인 쇠고기에 비하여 높은 단백질을 함량하고 있기 때문에 보디빌딩 운동 시 주로 섭취되고 있는 단백질 식품이다[17].

한편, 단백질 보충제는 운동선수나 일반인들이 활동을 위해 필요한 영양소와 에너지를 빠르고 간편하게 얻을 수 있도록 만들어 놓은 식품으로 분말이나 캡슐로 되어 있다[15]. 특히 보디빌더들의 경우 단백질 보충제 중에서 우유에서 추출한 농축 유청단백질을 많이 활용하고 있다[12]. 유청단백질은 스포츠 영양에 서 중요한 역할을 한다. 특히, 강도 높은 훈련이나 근섬유의 회복 등에도 중요하며 운동선수들의 집중력과 계획적인 운동의 에너지원으로 이용된다[18]. 유청단백질은 단백질 함량에 따라 농축유청단백질(WPC; whey protein concentration)과 분리유청단백질(WPI; whey protein isolates)로 구분되는데 WPI는 80%이상의 단백질을 포함하고 있으며, 최근에는 WPI가 WPC보다 점도와 풍미, 항산화 능력에서 우수하다는 것으로 보고되고 있다[19]. 이러한 단백질 보조제는 근저항 트레이닝 운동 시 함께 섭취할 경우 근력과 근위의 효과에 긍정적인 효과가 있다는 연구결과도 보고되고 있다[20].

최근, 저항 트레이닝 운동 시 WPI와 닭고기 섭취가 근육량 및 신체구성의 변화에 영향을 미친다는 선행연구결과[21]를 미뤄 볼 때, 최대근력의 발달에도 2가지 단백질 섭취 방법에 따른 차별적인 영향이 있을 것으로 생각된다.

현재까지의 운동영양보조제 선행연구의 경우 크레이틴[22]과 카페인 섭취[23], 비타민 복합체 투여[24] 등에 따른 최대근력의 변화에 국한되어 연구되었다. 일부 연구에서 단백질 보충제 섭취[25, 26]와 천연단백질 섭취[27]에 따른 연구가 이뤄지고 있으나 보디빌더들이 주로 섭취되고 있는 단백질 보조제(WPI)와 천연단백질(닭고기)의 효과적 차이를 검증한 연구는 미비한 실증이다. 특히 전문운동선수 집단인 보디빌더들을 대상으로 근저항 트레이닝 훈련기간 동안 닭고기와 WPI 섭취에 따른 최대근력의 변화를 밝힌 연구와 최대근력을 상체와 하체를 구분하여 변화를 밝힌 연구는 더욱더 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 보디빌더들이 시경기를 준비하기 위한 12주 근저항 트레이닝 훈련 시 주요한 단백질 섭취 형태 인 단백질 보조제(WPI)와 천연단백질(닭고기)을 섭취하도록 하여 최대근력의 변화를 검증함으로서 전문 보디빌더와 일반인들에게 최대근력의 발달을 위한 효과적인 단백질 섭취방법을 제시하고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

2-1 연구 대상

본 실험의 대상은 2~3년 보디빌딩 선수경력을 가진 20대 남자 보디빌더이다. 본 실험을 위해 피험자들에게 연구의 목적과 방법에 대해 자세히 설명하였다. 그리고 자발적으로 참여하고자 하는 피험자에게 동의서를 받았다. 실험대상자는 실험을 시작하는 시점에서 2년 이내 의학적 질환이 없고 6개월 이내 약물 등의 투약이 없는 피험자로 하였다. 총 20명을 2개의 집단으로 분류하여 한 집단은 천연단백질 섭취집단 10명, 단백질 보충제 섭취집단 10명으로 무작위 배정하였다(표 1).

Table 1.

Physical characteristics of subjects

2-3 근저항 트레이닝 훈련 프로그램

본 실험에서 근저항트레이닝 훈련 프로그램은 보디빌더들이 시즌경기를 위한 12주 근저항 트레이닝 훈련프로그램을 적용하였다. 근저항트레이닝 훈련은 상체와 하체의 근력이 골고루 발달할 수 있도록 편성하였다. 상·하체 근저항운동의 세부 프로그램은 부하에 대한 적응을 고려해 1 RM의 50%의 중량으로 1set 1회식 총 2set를 실시하였다. 3주부터 12주 구간까지는 2주마다 1 RM의 재측정을 실시하여 중량을 조절 하였다. 마지막 1RM 70%의 중량으로 스스로 반복이 불가능할 때까지 최고 강도로 실시되도록 편성되었다. 운동시간은 첫 4주간은 준비운동 20분, 본 운동은 50분, 정리운동 10분으로 실시하였다. 8주, 12주 구간에서는 본 운동 시간만 60분에서 80분까지 늘려 진행하였다. 운동빈도는 첫 4주는 주6일 훈련을 하고 8주~12주 구간은 주3~6일로 분할훈련 하도록 편성되었다. 위와 같은 선행연구의 결과[32]는 12주 근저항트레이닝 훈련을 통해 상체최대근력이 향상된 결과로 나타난 본 연구결과(표 2)와 일치된 결과로 볼 수 있다.

Table 2.

Muscular resistance training exercise program for 1~12 weeks

Ⅲ. 연구 결과

본 실험에서는 12주간의 저항트레이닝 훈련 시에 천연단백질섭취(닭고기) 집단 10명과 단백질보조제(WPI) 섭취 집단 10명으로 구분하여 보디빌딩 선수들의 상·하체의 최대근력 변화를 확인한 결과는 다음과 같다.

상체 최대근력 변화는 표 3, 표 4, 그림 1에서 보는 바와 같이 천연단백질 섭취 집단은 운동 전 56.40±14.20kg에서 운동 후 81.10±8.55kg로 상체 최대근력이 24.70kg 증가하였으며 통계적으로도 유의하게(p< .01) 증가하였다. 단백질보조제 섭취집단은 운동 전 54.50±8.18kg에서 운동 후 72.10±8.33kg로 상체 최대근력이 17.60kg 증가하였으며 통계적으로도 유의하게(p< .01) 증가하였다.

Table 3.

The change of upper body Maximal muscular strength (kg)

Table 4.

The result of two-way repeated measure ANOVA of upper body Maximal muscular strength

Fig. 1.

The change of upper body Maximal muscular strength(kg)

수치의 차이는 천연 단백질 섭취집단, 단백질 보조제 섭취 집단 순으로 상체 최대근력이 차이가 있었다. 집단 간 차이 검정에서 운동 전·후에 따른 상체 최대근력 변화는 통계적으로 유의하게 증가하였다(p< .05). 단백질 섭취 형태에 따른 상체 근력 변화는 유의한 차이가 없었다. 운동 전·후와 단백질 섭취 형태 간 상호작용 효과도 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

하체최대 근력 변화는 표 5, 표 6, 그림 2에서 보는 바와 같이 천연단백질 섭취 집단은 운동 전 60.20±17.74kg에서 운동 후 85.60±14.09kg로 하체 최대근력이 25.40kg 증가하였으며 통계적으로도 유의하게(p< .01) 증가하였다. 단백질 보조제 섭취 집단은 운동 전 54.50±13.00kg에서 운동 후 71.30±9.77kg로 하체 최대근력이 16.80kg 증가하였으며 통계적으로도 유의하게 증가하였다(p< .01).

Table 5.

The change of lower body Maximal muscular strength(kg)

Table 6.

The result of two-way repeated measure ANOVA of lower body Maximal muscular strength

Fig. 2.

The change of lower body Maximal muscular strength(kg)

집단 간 차이 검정에서 운동 전·후에 따른 하체 최대근력 변화는 통계적으로 유의하게(p< .01) 증가 하였다. 단백질 섭취 형태에 따른 하체 근력 변화는 통계적으로 유의한(p< .05) 차이가 없었다. 수치의 차이는 천연 단백질 섭취집단, 단백질 보조제 섭취 집단 순으로 하체 최대근력이 차이가 있었다.

Tukey HSD에 의한 사후분석에서는 섭취 그룹 간 유의한 차이는 없었다. 운동 전·후와 단백질 섭취 형태 간 상호작용 효과는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

Ⅳ. 논의

상체 최대근력의 결과는 천연단백질(닭고기) 섭취집단에서 통계적으로 유의하게(p< .01) 증가하였다. 또한 단백질보조제(WPI) 섭취집단에서도 상체최대근력이 통계적으로도 유의하게(p< .01) 증가된 결과를 확인하였다.

근저항 트레이닝 운동은 최대반복횟수(repetition maximum: RM)를 통해 운동강도를 결정하게 되며 1RM은 어떠한 중량을 최대한으로 1회 반복할 수 있는 중량을 의미하는데 이를 최대근력이라 한다[33]. 단백질은 근육, 간장, 소화관 ,피부 등의 구성성분으로 인체의 약 15%를 차지하며 그 절반 정도가 골격근에 존재하여 기초체력의 우열과 밀접한 관계가 있다[11].

저항운동의 효과적 측면을 연구한 선행연구에서 Hickson[34]은 16주간 웨이트트레이닝 프로그램을 실시한 결과, 벤치프레스가 23% 상체최대근력이 증가하였고 하였다. Lachowetz[35]도 야구선수를 대상으로 8주간의 상체 근저항 트레이닝을 실시한 결과 근력과 공의 속도 면에서 유의한 증가를 나타냈다고 하였다. 위와 같은 선행연구의 결과는 12주 근저항트레이닝 훈련을 통해 상체최대근력이 향상된 결과로 나타난 본 연구결과와 일치된 결과로 볼 수 있다.

한편, 근저항 운동 시 단백질 섭취를 통한 근력 변화의 효과적 측면을 연구한 선행연구에서 고윤석[25]은 적절한 근저항운동프로그램과 단백질 보충제섭취가 병행될 경우 주로 사용되는 근육부위 근력을 향상시키는데 매우 효과적이라고 하였으며, 김주영[36]도 단백질 보조제는 손상된 근육 내에서 호르몬과 신호전달 과정 등을 활성화시키고 세포의 단밸질 합성을 촉진시킨다고 하였다. 정국현[27]은 천연단백질 섭취의 효과적 측면에서 8주간의 복합운동 시 닭 안심 및 돼지고기 안심의 천연단백질을 섭취한 그룹에서 저항운동만 실시한 그룹보다 Chest press, Shoulder press의 상체 최대근력이 더욱 증가되었다고 보고하였다. 본 연구에서도 천연단백질(닭고기) 섭취와 단백질보조제(WPI)섭취가 하체최대근력이 유의하게 증가된 결과를 미뤄볼 때 선행연구와 일치된 결과로 볼 수 있다. 이 결과로 근저항트레이닝 운동과 단백질 섭취가 최대근력의 향상에 기여한다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 본 실험에서는 수치상에서는 차이가 있었으나 단백질 섭취 집단 간 유의한 차이는 없었으며 상호작용 효과도 나타나지 않은 결과는 단백질 섭취 형태는 상체최대근력의 향상에 크게 영향을 미치니 않는다는 것으로 증명하였다. 또한 보디빌더 들이 근육과 근력의 향상을 위해 천연단백질의 섭취 비중을 높게 두고 있는 점을 감안한다면 단백질 보조제(WPI)의 섭취를 통해서도 천연단백질(닭고기) 섭취 만큼의 최대근력을 구현할 수 있는 것으로 결부지어 생각 할 수 있어, 단백질 보조제의 효과성을 밝힌 결과로도 볼 수 있다. 그렇지만 천연단백질이 단백질 보조제 보다 수치상 높은 결과는 단백질 효과성 측면에서 간과해서는 안 될 결과로 보여진다.

이와 같이 단백질 보조제(WPI)의 효과는 근저항트레이닝 운동 후 섭취된 단백질 보조제의 아미노산이 근육과 간으로 빠르게 이동하고 일부는 혈중에 남아 유리 아미노산과 결합하여 혈액을 따라 세포로 이동하게 되면서 섭취 후 30~210분 뒤에 단백질 합성이 나타나기 때문에[37] 천연단백질(닭고기) 보다 흡수와 합성의 효율이 높아진 결과로 사료된다.

하체 최대근력의 결과는 천연 단백질 섭취 집단에서 하체 최대근력은 통계적으로 유의하게(p< .01) 증가된 것을 확인하였다. 또한 단백질 보조제(WPI) 섭취군에서도 하체 최대근력이 통계적으로도 유의하게(p< .01) 증가된 결과가 나타났다.

근저항트레이닝운동을 통한 하체 최대근력의 선행연구를 살펴보면 Hickson[34]는 16주간 웨이트트레이닝 프로그램을 실시한 결과, 스쿼트에서 하체근력이 37% 증가했다고 하였다. 홍승우[8]도 저항성 트레이닝을 통해 Shoulder press와 Squat에서 최대근력 모두에서 유의하게 증가되었다고 보고 하였다. 박기덕[9]은 12주 근저항 트레이닝 후 운동강도에 영향 없이 Leg press와 Sloulder press의 근력이 유의하게 증가되었다고 보고 하였다. 최근, 정국현[27]은 8주간의 복합운동 시 닭 안심 및 돼지고기 안심의 천연단백질을 섭취한 그룹에서 Leg press와 Leg extension의 최대근력이 단백질을 섭취하지 않은 그룹 보다 더 향상되었다고 보고 하였다. 본 실험에서도 근저항트레이닝 훈련 시 단백질 섭취를 통해 하체 최대근력이 향상된 결과는 선행연구와 일치된 결과로 볼 수 있다. 하지만 단백질 섭취 집단 간 유의한 차이는 없으며 상호작용효과도 나타나지 않은 결과는 하체 최대근력의 변화에서도 단백질 섭취 형태가 차별적인 영향을 미치지 않는다는 것을 증명한 결과로 상체 최대근력과 비슷한 결과다. 최근 WPI와 닭고기 섭취에 관한 선행 연구에서 12주 저항운동 시 WPI와 닭고기 섭취 집단에서 근육량과 제지방량이 유의하게 증가된 연구결과를 통해 박원덕[21]는 근력과 근육량이 밀접한 관계성이 있는 점을 고려해 볼 때, 최대근력의 효과적 부분과 같은 맥락에서 생각해 볼 수 있다. 또한 단백질 보조제(WPI)의 섭취만으로도 하체 최대근력의 효과를 나타낼 수 있게 됨으로써 보디빌더들이 시즌 근저항트레이닝 훈련에 대한 영양섭취 계획 시 본 연구결과가 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

이와 같이 근저항트레이닝 훈련 시 단백질 섭취를 통한 상, 하체 최대근력의 유의한 효과는 저항트레이닝 운동 후 섭취된 단백질이 근육량을 증가시키는데 작용함으로써 근수축에 필요한 ATP, Pc 등의 에너지를 다량 근육 내 저장되어 단시간 폭발적 파워를 낼 수 있게 됨으로서 최대근력의 향상에 영향을 미친것으로 사료된다.

종합해보면 보디빌딩 선수들이 근저항 트레이닝 훈련 시 상체와 하체 최대근력의 향상을 위해서는 단백질 섭취가 효과적이며 단백질 섭취 형태는 최대근력의 변화에 크게 영향을 미치지 못한다는 것을 증명하였기에 보디빌더들이 시즌훈련 프로그램계획 시 휴대와 섭취방법이 용이한 WPI 섭취를 적극적으로 고려함으로써 최대근력 향상에 기여할 수 있을 것을 것으로 생각된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 20대 남자를 보디빌더를 대상으로 12주간의 저항트레이닝 훈련 시 천연단백질( 닭고기)와 단백질 보조제(WPI) 섭취에 따른 상체와 하체 최대근력에 미치는 변화를 밝혀 효과적인 단백질 섭취방법을 규명하고자 하였다. 그 결과 상, 하체 최대근력의 발달은 천연단백질 섭취군(p< .01)과 단백질보조제 섭취군(p< .01) 모두에서 최대근력이 통계적으로 유의하게 증가하였다. 하지만 단백질 집단 간 유의한 차이는 없었으며 상호작용효과가 나타나지 않았다. 따라서 보디빌딩 선수들이 근저항 트레이닝 훈련 시 최대근력의 향상을 위해서는 단백질 섭취가 필요하며, 천연단백질(닭고기)와 단백질보조제(WPI)의 차이는 최대근력의 발달에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다.

위와 같은 연구결과를 통해 보디빌더들이 최대근력 향상을 위한 운동프로그램 계획 시 단백질 섭취방법에서 좀 더 효율적이며 편리한 단백질 식품을 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

하지만 본 실험간에 아쉬운 점은 천연단백질을 닭고기에 국한하였고 단백질 보조제는 WPI에 국한되었기 때문에 모든 단백질 섭취형태를 두고 효과성을 일반화 하는 데는 제한사항이 있으며 이를 보완하기 위한 다양한 후속연구가 필요하겠다.

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