신체활동과 근육 및 골격 건강

    이 장에서는 근육, 골격 및 관절에 대하여 알아보게 된다. 근육의 건강상태는 퇴행성 관절염과 성인성 당뇨병 발생과 밀접한 상관관계를 갖고 있다. 여기에 근육의 발달여부는 그대로 체력과 이어지는 양상을 보여주고 있다. 

   이에 신체활동이 근육의 양과 질에 대하여 어떤 영향을 끼칠 것인지에 대하여 알아보기로 한다.

   골격 건강에서 가장 중요한 것은 골다공증이라고 할 수 있다. 골다공증은, 특히 50세 이후의 여자들에게 많이 온다고 알려져 있는데, 이 사실에 묻혀서 남자들에게 오는 골다공증에 대하여는 별다른 주의를 기울이지 않는 것이 보통이다. 그러나 남자들도 여자들에 비하여 대략 30%정도는 골다공증으로 발전하게 된다.(여자 10 : 남자 3) 골다공증은 여자 남자 모두에게 오는 질병으로 점점 증가하는 추세에 있는데, 운동 특히 중력에 반하는 운동을 할 때 골다공증에 대한 대비를 하게 된다. 그러나 어떤 방식의 운동을 얼마나 해야하는지에 대한 정보는 빈약한 편이다.

   관절 건강은 주로 하지의 퇴행성 관절염(Osteo-Arthritis=OA) 을 통하여 알아보게 될 것이다.      OA는 남자에 비하여 여자에게 더 많이 오고 주로 무릎관절에 많이 온다. 운동과 OA 사이에는 복잡한 기전이 있어, 신체활동에 대하여 적절한 균형을 맞추어야 한다. 과도한 관절사용은 관절에 손상을 주어 OA로 발전할 가능성이 높아지게 된다.

1) 신체활동과 골다공증 : 

   신체활동과 골다공증은 반비례적인 상관관계를 갖고 있다. 신체활동의 양이 올라갈수록 골다공증의 발생빈도가 내려가게 된다. 그러나 어떤 운동을 얼마나 해야하는지에 대한 명확한 지식은 아직 없고, 역학적인 조사에 의한 추천만 있을 뿐이다.

   골다공증으로 인하여 발생하는 가장 어려운 문제는 골절인데 이를 피하려면, 일주일에 540-894 MET-minute(분) 정도의 신체활동은 해야한다. 골다공증에 의한 골절은, 다른 뼈에도 올 수 있지만, 엉덩이, 척추 및 손목 근처에 있는 뼈에 가장 많이 온다.

    고관절 골절과 척추골절은 임상적으로 중요한 의미를 갖고 있다. 고관절 골절이 오면 상당 기간동안 움직이지 못하게 됨으로 골다공증이 더 악화되기 쉬워지며, 또한 누워만 있는 자세는 하지의 정맥에 혈전색전증(혈액이 엉키는 병)이 올 수 있음으로 위험해진다. 척추골절은 어느 정도 진행되기 전에는 별다른 증상이 없기 때문에 병의 진전을 모르고 있다가 낭패를 당하게 된다. 

   중년 이후가 되면서 키가 줄어드는 이유는 바로 척추에 오는 골다공증으로 인하여 척추가 눌리는 결함이 오면서 키가 줄어들기 때문이다. 어디까지의 결함이 골절인지에 대하여는 그 선이 불분명하다. 남자들은 젊은 나이에 힘든 일을 하게되면, 척추에 결함이 오기 쉬워지나, 여자들에게서는 이런 일을 보기 힘든다. 여자들은 하루에 30분 이상 걷거나 자전거를 타게되면, 척추의 결함이 예방되는데 남자들에게는 도움이 안 된다.

    손목의 뼈도 골다공증에 의한 골절이 오기 쉬우나 고관절이나 척추의 골절에 비하면 그리 심각한 병발증은 초래하지 않는다. 손목뼈의 골절은 신체활동 여부와는 별 상관이 없이 올 수 있으나, 신체활동의 증가는 손목뼈 골절 위험도를 낮추어주는 것으로 보인다. 고관절이나 척추 뼈 골절 위험은 손목 뼈 골절에도 그대로 적용된다. 실험실 동물에 대한 연구조사 결과는 운동량 반응에 적응한다는 것이다. 동물실험 결과는 인간에게 적용할 수 있을 것으로 보인다.

   관찰에 의한 조사결과에 의하면, 골절위험을 낮추려면, 최저 수준의 신체활동으로 540 MET-minute(분)이 추천되고 있다. 그러나 다른 여러 연구조사에 의하면, 이보다 낮은 수준의 운동이라도 골다공증에 의한 골절위험도를 낮추어주게 된다는 보고도 있다.

   신체활동은 골다공증과 이로 인한 골절의 위험도도 낮추어 줄 뿐 아니라, 균형감각의 저하 및 하체 근육의 허약함을 신체활동으로 보완하는 효과도 같이 오게된다. 한번에 걸쳐서 오랜 기간 운동하는 것에 비하여 같은 양의 운동을 여러 번에 나누어서 하는 것이 골다공증 예방에 더 큰 효과를 낸다고 한다.

 

2) 신체활동과 골 밀도와의 상관관계 : 

   신체활동이 척수와 고관절 근처 뼈의 골 밀도를 올려주거나 골 밀도가 내려가는 속도를 늦추어주는 역할을 한다. 운동을 하지 않는 사람들에 비하여 운동 효과는 일년에 1-2%의 차이가 나게된다. 적은 증가처럼 보이지만, 일년에 이 정도의 차이는 골절여부를 결정하는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 약물치료(bisphosphonate이나 부갑상선 호르몬)에 의한 골 밀도의 증가는 골절 위험도를 개선시키는 것이 비례한다.

   운동에 의한 골 밀도의 개선은 갱년기 전 여성, 갱년기 후 여성 그리고 남자들에게도 해당된다.
 체중부하(weight bearing) 지구력 운동이나 저항운동이 골 밀도를 증가시키는데 효과적으로 작용한다. 특히 운동을 어느 특정 표적을 정해서 할 때 더 큰 효과를 볼 수 있다. 

   대퇴경부(femoral neck)나 요추(lumbar)에 골다공증에 의한 골절이 가장 많이 생기게 된다. 따라서 이 두 곳을 집중적으로 강화시키는 운동의 필요성이 대두된다.

   골 밀도는 장래의 골절 위험도를 측정하는데 유용하게 쓰일 수 있다. 골 밀도를 생체표식으로 정하고 연구조사를 진행하게 된다. 골다공증에 의한 골절이 가장 자주 나타나는 곳은 요추이고 그 다음이 대퇴경부이다. 따라서 대퇴경부나 요추의 골절 위험을 논하기 위해서는 이 두 곳의 골 밀도에 대하여 자주 언급하게 된다.

   요추에 대하여, 신체활동으로 인한 이익은 일년에 1-2%인데, 이는 1-4년에 들어선 갱년기 후 여성이나 노인 남자들이 일년에 잃는 골 밀도와 거의 맞먹는 수준이다. 그러나 신체활동이 대퇴경부에 미치는 영향은 요추에 비하여 적은 편이다. 

   거의 모든 연구조사의 결과는 1년을 기한으로 이루어진 내용이다. 1년 이후의 신체활동과 이로부터 얻게되는 골 밀도 상의 이익에 대하여는 정확하게 알려진 바 없으나 그 후에도 4년까지 그 효력이 유지될 것으로 보인다.

   메타 분석에 의하면, 골 밀도에 긍정적인 도움을 주는 신체활동으로는 유산소 운동과 근육저항 운동이 있는데, 유산소 운동은 요추에는 긍정적으로 작용하나 대퇴경부에는 별 이익이 없었다고 한다. 근육 저항운동도 대퇴경부에 별 작용이 없었다고 한다. 이에 대한 메타 분석 내용은 서로 상충되는 내용이 있었다.

 

3) 신체활동과 퇴행성 관절염 :

   퇴행성 관절염은 상당히 흔히 볼 수 있는 질병으로, 어느 관절에라도 다 올 수 있다. 그러나 무릎과 고관절에 가장 많이 온다. 관절에 오는 염증으로 인하여 발생하게 된다. 퇴행성 관절염의 특징으로는 관절에 오는 통증, 부종, 뻣뻣함 그리고 약함을 들 수 있다. 종종 불구까지도 되면서 이로 인하여 겪게되는 개인적인 고통과 손실이 큰 편이다. 특히 기동력이 떨어지면서 행동 반경이 좁아지고 삶의 질까지도 떨어지게 된다.

   퇴행성 관절염의 원인으로는 유전적인 배경, 노령의 나이, 여성, 관절에 상해를 입었던 병력, 직업적인 과도한 부하 및 비만증을 들 수 있다. 예로부터 퇴행성 관절염에 대하여는 마모 및 손상이 가장 큰 원인으로 되어있었다. 실제로 직업적인 운동선수들이 은퇴 후에 이 병으로 고생하는 경우가 많이 있는데 이는 전형적인 마모 및 손상을 입은 후 관절에 온 염증 때문에 관절의 연골에 손상을 받거나 마모되었기 때문인 것이다. 따라서 신체활동을 할 때 어느 정도의 상한선은 지켜야 나중에 퇴행성 관절염으로부터 고생을 당하지 않게 된다.

   여러 연구조사를 통한 역학적인 조사에 의한 결론에 의하면, 정상적인 신체활동, 즉 중간정도나 이 보다 더 격심한 신체활동을 하더라도 이로 인한 관절의 염증은 발생하지 않는다는 것이다. 더 나아가 충격이 낮은 운동은 오히려 관절의 건강유지에 도움이 된다는 견해도 있다. 
   예를 든다면, 크로스 컨트리 스키, 걷기 및 수영과 같은 신체활동은 퇴행성 관절염 발생을 억제해주는 효과가 있다고 한다. 이는 실험실 동물을 통한 조사를 보더라도, 적당한 운동은 관절의 연골을 더 강하게 만들어주고 관절 활액의 건강상태도 양호하게 만들어 주면서, 관절 근처나 이를 싸고있는 근육의 강화로 관절 전체의 건강이 좋게 된다는 것이다.

   걷기 운동은 관절을 보호하는 것으로 보여지고 있다. 일주일에 8 km(5 마일) 이상 걷는 여자와 그 이내로 걷는 여자를 비교해 보았더니, 8 km 이상 걷는 여자들의 관절내 공간이 덜 좁아지는 경향을 보여주었다고 한다.

   다른 연구조사는, 낮은 관절 스트레스 운동, 예를 든다면, 걷기, 수영 및 자전거 타기와 같은 운동은 고관절과 무릎 관절에 오는 퇴행성 관절염의 발생률을 낮추어주었다고 한다. 그러나 높은 충격을 주는 운동을 할 경우에는 퇴행성 관절염 발생위험이 높아지게 됨도 관찰되었다. 퇴행성 관절염을 더 발생시키는 운동과 그렇지 않은 운동들은 다음과 같다.

 

관절을 손상시키는 스포츠/신체활동     관절을 손상시키지 않는 스포츠/신체활동

      발레 또는 모던 댄스                                                      크로스 컨트리 스키
     육상경기                                                                              뛰기
     축구                                                                                         수영
     농구와 같은 팀 스포츠                                                  배구와 같은 팀 스포츠
     권투                                                                                         걷기 
     역기                                                                                     기계체조
     레슬링                                                                             바위 타기(rock climbing)
     테니스(고관절과 무릎관절에 OA)

 

     어떤 운동이든지 국가대표 선수 정도 되려면 많은 훈련을 받아야 한다. 운동경기 자체만으로도 OA가 올 수 있지만, 경기에 대비한 심한 훈련을 받는 과정에서도 관절을 다칠 수 있게된다. 

     다음과 같은 운동경기는 OA로 발전할 수 있게된다. 

   축구경기, 미식 축구, 육상경기, 농구, 권투, 아이스 하키, 길 찾기 실행(orienteering running), 레슬링, 테니스, 발레 및 송구 등이다. 이런 운동경기는 관절에 가해지는 충격은 물론이지만, 직접 관절에 받는 상해로 인하여 나중에 OA로 발전하게 될 가능성이 올라가게 된다.

   여기에 무릎을 꿇어야 하는 직업이나 심하게 꼬아 합치는 행위를 하면서 계속적으로 같은 관절이나 근육을 사용할 때 또는 무거운 짐을 날라야 하는 직업과 같은 경우에는 OA로 발전할 가능성이 올라가게 된다. 

    OA는 다음과 같은 경우에 그 발생이 쉽게된다.

    여자는 남자에 비하여 무릎과 고관절 사이의 주된 근육인 사두근(quadriceps)이 약한 편이고 또한 해부학적과 생체 역학적(biomechanical)으로 다르면서 비만증이 더 많은 편이다. 사두근이 약하다는 것 자체가 OA로 발전하는데 하나의 중요한 요소로 작용하게 된다. 여자의 비만증 경향도 OA 발생과 연관되어 있다. 더 큰 무게의 하중은 관절에 부담을 주기 때문이다. 비만증인 사람이 운동을 하면서 관절에 주는 영향보다는 비만증 자체가 OA의 위험요소라는 견해가 많이 있다. 비만증인 사람이 신체활동을 꺼려해야 할 필요가 없다고 여겨지는 것이다.
 
    관절에 상해를 받은 것 자체가 OA의 위험요소이다.

   예를 든다면, 전방 십자인대(anterior cruciate ligament) 파열로 인하여 재건 수술을 받게 된 사람은 OA가 10여 년 정도 조기에 발생하게 된다. 또한 관절에 심한 상처를 받은 적은 없지만 축구선수와 같이 관절에 심한 충격을 많이 받게되는 경우에도 나중에 OA로 발전하게 될 가능성이 올라가게 된다. 그렇지만, 호주식 축구와 같은 격심한 운동을 하게되면 무릎 관절에 상해를 받은 여부와는 상관없이, 최소한 X-선 상의 OA 소견을 보게된다.

   결론적으로, 보통의 신체활동을 할 때 아무런 관절상해를 입지 않으면 관절 건강을 해치지 않게 되지만, 격한 스포츠나 운동을 오랜 시일에 걸쳐서 하게되면, 관절 상해 여부와는 상관없이 해당 관절에 OA가 발생할 위험도가 올라가게 된다. 이에 대한 사실을 알고 난 후에 신체활동의 범위를 결정해야 할 것이다.

 

4) 신체활동이 퇴행성 관절염 또는 류마티스 상태에 미치는 영향 :

    유산소 운동과 근육저항운동이 OA에 도움을 주고, 악화나 재발되지 않은 류마치스성 관절염에 도움을 준다는 강력한 과학적인 근거가 있다. OA를 갖고있는 성인들이 적당한 신체활동을 하면, 통증 감소, 신체기능 항진, 삶의 질 향상 및 정신건강의 개선이 있게된다. 충격이 낮은 운동을 일주일에 150분 정도 실시하게 되면, OA나 류마치스 상태(rheumatic condition : 류마치스성 관절염, 섬유근육통 및 낭창 및 통풍 등)로 인하여 불구로 되는 시기를 늦출 수 있게된다. OA를 갖고있는 환자가 낮은 충격의 운동을 할 때 병이 악화된다는 근거는 없다.
    인구의 고령화로 인하여 OA 환자가 점점 늘어나고 있다. 이들 중 상당한 숫자가 기동에 어려움을 겪으며 또한 통증과 피로를 호소하게된다. 이에 유산소 운동 및 근육저항운동을 통하여 통증감소, 기능개선 및 삶의 질 향상, 자기 효능(self efficacy) 및 불구로 되는 시기를 늦출 수 있는 방법을 찾고있는 중이다. 

   이에 다음과 같은 운동처방이 추천되고 있다.

   24개의 연구조사 결과의 평균인, 일주일에 중간정도 강도의 운동, 예를 든다면, 걷기, 자전거 타기 및 워터 에어로빅을 146분(회수는 일주일에 2.8일), 일일 51.8분을 했더니 좋은 결과를 가져왔다고 한다. 이는 정상인들에 주는 추천과 대동소이한 것이다.

   다른 연구조사 결과도 이와 비슷한 내용을 보여주고 있다. 통증 감소와 기능개선이 유산소 운동으로 얻게된 가장 큰 효과였다. 근육저항 운동도 비슷한 결과를 보여주었다.
   이런 환자들에 대한 운동처방은 상당히 예민한 면을 갖고 있다. 여러 가지의 연구조사 결과에 의한 추천은, 일주일에 146분, 하루에 30분의 낮은 충격의 운동을 중간정도 강도로 하는 운동이다. 이들에게 가장 적당한 운동은 걷기, 자전거 타기 및 수영이라고 볼 수 있다. 이중에서도 걷기 운동이 가장 안전하고 불구를 막아주는데 좋다. 류마치스 상태에 있는 사람들도, 걷기 운동은 통증을 줄여주고 또한 기능 증진이 기대된다. 이 정도의 운동계획이 섰다면, 이를 제대로 지킬 때 좋은 효과가 기대되지만, 이를 끝까지 지키려는 노력이 있어야 한다.

   낮은 충격의 운동으로 올 수 있는 부작용으로는 관절통증의 악화와 요통을 호소하는 것이다. 그러나 그 비율은 낮았고, 대단치 않았기 때문에 OA나 류마치스 상태인 경우에도 낮은 충격의 운동이 추천되고 있다.

 

5) 신체활동과 근육의 양 및 근육으로부터 나오는 힘 :

   신체활동의 특별한 양식과 강도는 골격근육의 양, 힘 그리고 본질적인 신경근육 활성화를 가져오게 된다. 이 효과는 남자나 여자 모두에게 일생 동안 지속되나, 나이를 먹어갈수록 그 효과는 줄어드는 경향을 보여준다. 특히 지속적이고 반복적이고(일주일에 2-4번), 강한 강도일 때 큰 효과가 나오게 된다. 이때 근육저항 운동을 점진적으로 증가시키면 근육의 크기가 상당히 커지게 된다.
    한편 유산소 운동은 근육의 크기에는 별 영향을 끼치지는 않지만, 근육을 잃는 것은 막아주게 된다. 노인들에게는 근육의 힘이 아주 중요하다. 생활에도 중요하지만 여러 가지의 기능적인 면에서도 근육의 힘은 절대로 필요하게 된다. 노인들에게는 근육의 힘이 건강을 유지하는데 유리하게 작용한다.
   노인들에게 근육감소증(sarcopenia)은 허약감, 제한된 기능과 불구로 이어지기 쉽게된다. 이와 함께 점점 늘어나는 지방질은 근육감소증으로 오는 모든 증상과 문제점들을 더 악화시키게 된다.

   노인들에게 운동은 여러 면으로 중요하지만, 근육을 제대로 보존한다는 아주 중요한 뜻을 내포하고 있는 것이다. 특히 지방질이 따라오지 않는 근육질을 늘린다는 것은 노인들에게 자신감의 증진과 함께 향상된 삶의 질을 의미하는 것이다.
   근육은 감소하면서 지방질은 늘어난다는 것은 여러 가지의 만성질병을 의미할 뿐 아니라 불구로 이어지는 길로 들어섰음을 말해주는 것이다. 지방질 감소와 근육질 보존은 노인들 건강계획의 중심에 있는 아주 중요한 과제라고 볼 수 있다. 신체활동은 골격근육의 양의 보존은 물론 크게 만들어주게 되면서 신체의 기능의 증진으로 이어지게 된다.

   근육은 신진대사에 중요한 장소이면서 에너지를 저장해놓는 기능도 있다. 특히 만성 질환이나 스트레스에 직면했을 때 신진대사 평형에 중요하게 작용하게 된다. 따라서 근육질을 보존한다는 것은 단순히 근육으로부터 나오는 힘만 의미하는 것이 아니고, 신진대사의 평형유지, 에너지 저장 및 여유분, 균형을 잡는데 그리고 일반 건강유지에 일생을 두고 중요하게 여겨야 할 몸의 일부분임을 인식해야 한다. 

    이는 반드시 노인들에게만 해당되는 것이 아니고, 남자나 여자 상관없이 또한 나이와도 상관없이 모두에게 해당되는 내용인 것이다.

   가만히 앉아만 있다가 운동을 하게되면, 제일 먼저 나타나는 것은 근육이 커지면서 힘이 생긴다는 것이다. 그대로 자신감으로 이어지면서 새롭게 생긴 지구력에 의존하여 전에 하지 못하던 여러 가지의 활동을 할 수 있는 용기와 동기가 생기게 된다.

   운동부족은 근육의 쇠퇴로 이어지면서 줄어든 근육 자리를 지방이 메우게 된다. 몸의 기운은 점점 없어지면서 앉아서 생활하는 시간이 점점 늘어나게 될 수밖에는 없게된다. 운동부족은 비만증을 부르고 비만증은 몸을 움직이겠다는 의욕이 없어지면서 더 심각한 운동부족으로 이어지는 악순환의 고리가 형성된다. 이런 악순환의 고리를 끊으려면, 운동을 시작점으로 생각하고 과감하게 운동을 실천으로 옮겨야만 악순환의 고리가 끊어지게 되는 것이다.

   노인들이 운동을 하면서 하체의 근육이 충실하게 되면, 우선 보폭이 넓어지면서 뼈의 건강이 좋아지고 몸의 여러 가지 기능의 개선이 오게되면서 지구력이 높아지게 된다. 현대인들의 생활은 운동부족으로 특정 지워질 수 있는데, 이 경향의 시작은 젊었을 때부터라고 볼 수 있다. 

   결과적으로 노인이 되면서 근육의 양과 힘이 현저하게 떨어지면서 체력이 낮아져서 일반 건강도 기울어지기 시작하는 것이다.

 

6) 신체활동의 종류와 근육에 미치는 영향 :

    여러 연구조사가 보여주는 것으로, 젊은 사람들이 근육의 양과 근육의 힘을 최고로 얻으려면, 운동의 반복회수와 저항운동의 강도가 복합적으로 같이 하는 것이 필수라는 것이다. 신체활동을 통하게 되면 신체구성(composition)의 변화가 가능하게 된다. 젊은 남녀에게 실시한 누진적 저항훈련은 근육의 크기는 물론 이로부터 나오게 되는 힘과도 연결된다. 이때 남자와 여자의 근육저항 훈련의 내용에 약간의 차이가 있음이 관찰된 바 있다.

    한 연구팀(Campos)은 8주간에 걸친 3 가지의 누진적(progressive) 저항훈련을 실시한 결과를 비교했다. 무작위 방법으로 젊고 건강한 사람들에게, 하지에 낮은 반복회수/높은 강도, 중간 정도의 반복회수/ 증간 정도의 강도 그리고 높은 반복회수/낮은 강도의 누진적 저항운동을 실시하게 한(leg press=다리에 무게를 가한, 앉는 운동, 무릎 펴기) 후, 그 결과를 비교해 보았다. 
    낮은 반복회수/높은 강도와 중간정도 반복회수/중간정도의 강도 운동이 높은 반복회수/낮은 강도에 비하여 근육섬유질을 비대하게 만들어주면서 더 큰 힘을 갖게되었다.

    다른 연구팀(Hisaeda)은 8주간에 걸쳐서 높은 강도/낮은 반복회수 또는 높은 반복회수/낮은 강도의 저항운동을 젊은 여자들에게 시켰더니 최고의 비트는 힘과 근육을 얻게되는 결과가 있었다고 한다.

  

추천 0