근육훈련에 따른 근육에서의 변화들 - 근육의 비대

근력훈련에 따른 근육에서의 변화들

건강한 신경근육계통은 여러 외적인 요구나 환경적 자극에 적응하는 뛰어난 능력을 가지고 있습니다. 이런 가소성(plasticity)은 근력 훈련 후에 신경근육계통의 구조와 기능에서 나타나는 즉각적인 변화를 보면 명확히 알 수 있습니다. 여기서 말하는근력(strength)은 최대 수의적 노력 동안 근육이나 근육무리에 의해 생산된 최대 힘을 말합니다.

 

 

 

 

 

점진적으로 저항을 증가시키면서 반복적으로 근육활성을 일정기간 수행한다면, 근력의 증가와 비대(hypertrophy)를 초래하게 됩니다. 근력의 획득은 한 번의 최대반복(one-repetition maximum)또는 1RM을 통해 흔히 정량화됩니다. 정의에 따라, 1RM은 관절의 완전한 또는 거의 완전한 가동범위를 통해 근육이 수축하여 한 번에 들어 올릴 수 있는 최대 부하를 말합니다(안정성과 임상적 이유 때문에, 1RM을 직접 측정하기보다는 조금 작은 부하로 할 수 있는 만큼 반복을 시킨 후 공식을 이용하여 1RM을 간접적인 방법으로 구하게 된다). 근력 훈련에 이용되는 저항의 양은 1RM의 배수로 흔히 결정됩니다. 예를 들어, 3RM은 3번의 완전한 가동범위를 통해 들어 올릴 수 있는 최대의 부하를 의미합니다.

훈련으로 인한 근력의 증가는 운동 프로그램의 유형과 강도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 12주 동안 일주일에 3회를 통해 동심성과 편심성의 활성으로 높은-저항 훈련을 수행한 경우에는 1RM의 근력이 30~40% 정도 증가한다고 보고되고 있습니다. 평균적으로, 이건은 하루의 훈련마다 약 1%의 증가를 나타내는 것입니다. 그러나 같은 동적인 훈련운동(동심과 편심활성)이 등척성 근력에서는 단지 10%만을 증가시킵니다. 대부분의 근력-훈련 프로그램들은 편심활성의 요소를 포함하고 있습니다. 편심활성은 단위 근육에 대해 더 큰 힘을 생산 하기 때문에, 이런 형태의 훈련은 등척과 동심활성을 사용한 같은 훈련보다는 근육 비대의 증진에 좀 더 효과적일 수 있습니다. 예측할 수 있겠지만, 낮은-저항 훈련으로 얻은 1RM 근력에서의 증가는 높은-저항 훈련에서 얻은 것 보다 더 적지만, 근육 지구력에서의 증가는 훨씬 더 큽니다.

 

 

 

 

근육의 비대

근력 훈련으로 인한 가장 극적인 반응들 중의 하나가 바로 근육의 비대입니다. 비대는 근섬유 내의 단백질 합성의 증가로 얻어진 것이기 때문에 근육의 생리학적 가로단면적은 증가하게 됩니다. 비대된 근육에서는 깃각(pennation angle)이 증가하는 것으로 설명되어 왔는데, 아마도 이는 많은 양의 수축단백질을 수용하기 위한 방법으로 보입니다. 인간 근육에서의 증가된 가로단면적은 원래 섬유 비대의 결과로 발생한 것으로, 실제적인 섬유 수의 증가(과증식, hyperplasia)에 대한 증거가 거의 없습니다. Staron과 그의 동료들은 젊은 남성에 대해 20주에 걸친 높은-저항 근력 훈련 이후에 근육의 가로단면적에서 30% 이상의 증가가 있다고 보여주었는데, 섬유 크기에서의 증가는 6주 후부터 나타났습니다. 훈련이 운동된 모든 근섬유에서 비대를 유발하기는 하지만, 대개 빠른 단일수축섬유들에서 가장 크게 나타납니다. 근육에서의 증가된 근력은 근섬유들의 안이나 사이에서 힘을 전달하는데 도움이 된다고 알려진 구조단백질 중의 하나인 데스민(desmin)이 증가한 결과라고도 제안되어 왔습니다. 

 

 

 

 

저항 훈련으로 얻어진 근력은 또한 신경계통 내의 적응에 의해서도 유발됩니다. 신경의 영향은 특히 훈련 프로그램의 초기 동안에 나타납니다. 이러한 신경계통에서의 적응에 대한 내용 중의 일부로 운동과제 동안 대뇌겉질 내에서의 증가된 활동영역(fMRI로 보여줌), 증가된 축추위(supraspinal) 운동 자극, 증가된 운동신경세포의 흥분성, 그리고 척추와 척추위 수준 둘 다에서의 신경성 억제에서의 감소와 함께 운동단위들의 방전 빈도의 증가가 있습니다. 아마도, 근력 훈련을 위한 신경학적 원인에 대한 가장 신뢰성 있는 증거는 상상 훈련을 통해 근력이 증가한다는 것을 보여준 것이나, 운동한 근육의 반대쪽에 위치한 (비훈련)근육에서의 근력 증가가 예가 될 것입니다. 대부분의 신경성 적응이 작용근의 더 큰 활성을 유발하기는 하지만, 훈련은 대항근의 더 적은 활성을 초래할 수 있다는 증거도 제시되고 있습니다. 반대 근육에서의 감소된 힘은 작용근에 의해 생산된 최종적인 힘에서의 증가를 초래할 것입니다.

 

 

 

 

앞에서 제시한 개념들 중의 일부는 전통적인 근력 훈련이 실패할 때 임상가들이 사용하기도 합니다. 이것은 근력-훈련 운동에 따른 신체적 고됨을 견딜 수 없는 신경학적 또는 근육신경학적 병리를 가진 사람들에게서 특히 적절하게 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 뇌졸중이후 마비된 팔다리의 초기 회복단계에서 마비된 팔다리의 사용을 제한한 경우 상상훈련이 효과적일 수 있습니다. 궁극적으로, 약화된 근육에 대한 가장 효과적인 근력강화의 방법은 신경계통뿐만 아니라 근육 구조에서의 변화를 유발하기 위해 특수하고 적절한 점진적 과부하를 제공해야 합니다.