후진을 일깨우는 「캠페인·시리즈」(2)|훈련 중 심장 및 폐 기능 적응 과정에 관한 연구

과격한 운동이나 훈련이 인체에 미치는 영향, 외부적인 것보다 심장 및 호흡기 계통에 미치는 영향을 연구한 이 심폐기능 적응 과정 연구는 그 영향이 반영되는 양상과 시기 및 실제 훈련과의 연관성을 고찰했다.
실험은 연세대 「스포츠」 과학 연구소가 연세대 심장 연구소와 제휴하여 국내에서는 처음으로 시도된 것으로 운동 선수 아닌 사람 6명을 대상으로 했다.
4주 실험을 토대로 한 이번 연구는 6명을 AB 두 「그룹」으로 나누고 A군은 매분 127 「미터」의 속도로 10분씩, B군은 2백「미터」의 속도로 6분간 달리기를 시키면서 이때의 ①지구력 ②심박 수 변화 ③분시환기량 ④산소 소비량 등 네가지 심폐기능 변화를 측정했다.
달리기에 있어서 지구력 실험은 8·6% (90도=100%)의 경사도를 채택 (「트레드밀」실험)했는데 이때 A군은 처음 7분5초에서 32분23초로 증가되었고 B군은 1분28초에서 4분2초로 AB모두 약 4배의 진보를 보였고 심박 수는 처음 177까지 올라갔으나 4주 훈련 후 A군은 152, B군은 153 (1분을 단위 시간으로 함)까지 떨어졌고 그 회복 시간도 처음은 40분을 소비했으나 20분으로 줄었다.
1분 동안 폐 속의 기체 움직임을 측정하는 분시환기량은 평상시가 7ℓ정도인데 훈련을 실시한 후부터 A군이 처음 74ℓ에서 59ℓ로 줄었고 B군은 78ℓ에서 58·6ℓ로 줄었으며 이때의 산소 소비량은 A군이 3·2ℓ에서 2·3ℓ로, B군이 3·1ℓ에서 2·5ℓ로 각각 줄었으며 이러한 변화는 모두 2주일을 최저 한도로 더 이상의 변화를 보이지 않은 채 2주 후부터 4주까지 평균 상태를 지속했다.
심박 수의 증가와 분시환기량 및 산소 소비량의 증가가 2주일을 한계로 상당한 하락 현상을 보인 것은 이 세가지 변화의 증가가 운동량의 증가와 정비례하는 것인 만큼 감소량만큼의 예비 능력의 증가를 반응하고 있다.
이밖에 1,000㎏-m/min (1분에 1천㎏의 무게를 1「미터」움직이는 힘)에 해당하는 운동량을 주입시킨 「엘고메트리」 실험에 의하면 1분 동안 심박 출량은 안정시 5ℓ에서 15ℓ로 약 3배의 증가를 보였고 이 현상 역시 2주일을 한계점으로 4주까지 더 이상의 변화가 없었으며 이때 1회 심박 출량은 70㏄에서 91㏄로 증가되었다.
152회를 한계로 하는 동일 조건하에서의 이같은 심박 출량의 증가는 운동할 때 심장 기능이 훨씬 능률적인 움직임을 보인 결과였다.
또한 이때의 동맥 변화는 수축기 혈압이 운동을 시작한 후 30초만에 220까지 급상승했으나 4주 훈련이 끝난 후에는 200으로 저하되었고 이완기 혈압은 100까지 상승했다가 80으로 저하되어 운동시의 혈압 변화는 수축기 혈압만이 200을 한계점으로 하는 상승 변화를 보일 뿐 그 이상의 변화를 보이지 않았다.
4주 훈련을 토대로 측정한 이 실험 결과에 의하면 운동시 폐 기능은 AB양군이 별다른 차이를 나타내지 않은 채 심박 수의 증가와 이에 따르는 심박 출량의 증가, 분시환기량의 증가 및 산소 소비량의 증가 및 산소 소비량의 증가가 모두 2주일을 한계점으로 감소되는 양상을 나타냈고 이러한 변화는 그만큼의 운동량에 예비 능력의 증가를 말하는 것으로 실제 훈련을 2주 단위로 실시함이 이상적임을 증명해 주고 있다.
심박 수나 분시환기량 및 산소 소비량의 증가가 많을수록 운동량의 증가를 나타내는 것이므로 심폐 기능이 한계선에 이르는 2주일을 계단으로 단위 훈련의 중요성을 말한다. 즉 심폐 기능이 가장 활발해지는 2주일 훈련을 끝낸 후 종목별 기술 향상에 대한 새로운 계단식 훈련 방법을 강구해야 한다는 결론이다.
이번 연구에 참여한 사람은 다음과 같다. ▲홍갑기 (「스포츠」 과학 연구소 연구 부장) ▲이종관 (공군 소령·동 연구부 차장) ▲조강하 (연구원) ▲박철빈 (경희대 강사) ▲윤정애(연구원) ▲차홍도 (연세대 강사) ▲박해근 (연구원) ▲홍철기 (연구원)