Ⅰ 서 론
스포츠물리치료사는 운동선수의 신체기능향상을 위 하여 현재의 신체 기능수준을 파악하고 개인별 운동 목표에 도달할 수 있도록 운동 프로그램 설계를 수행해야 한다. 일반적으로 운동선수의 훈련 프로그램은 유연성 (flexibility), 지구력(endurance), 근력(muscle strength), 균형(balance), 민첩성(agility)의 증진을 목표로 한다 (Arazi, H. and A. Asadi, 2011; Triplett, N. T., et al. 2009). 세부적으로 임상에서 운동선수의 운동수행 능 력 증진을 위하여 스피드(speed), 파워(power), 지구력 (endurance) 등의 요소와 정적/동적 운동(static/dynamic exercise)을 선택적으로 실시하고, 코어 강화(core strengthening)를 동반한 전반적인 신체 기능 개선 및 안정화를 위해 지상 또는 수중 등의 환경에서 운동을 실시한다(Bavli, Ö, 2012; Kim, et al., 2010).
특히, 수중운동은 운동선수의 신체기능 향상에 중요한 훈련 방법 중 하나이다. 수중운동시 물의 깊이의 변화에 따라 신체에 전반적인 정수압(hydrostatic pressure)을 주어, 신체의 심혈관 계통 순환을 증진시킬 수 있다 (Becker, 2009). 또한, 일반적으로 수중은 지상보다 관절 의 압력을 감소시키고, 물의 점성을 이용한 저항력(Fluid resistance)을 통해 근지구력, 근력 등을 향상시키는데 좋은 환경을 제공해 준다(Becker, 2009; Oh et al., 2018).
지상에서는 인체의 무게 중심(center of gravity)이 엉치뼈(sacrum 2 level) 앞부분에 위치하게 되는데, 수중 에서 신체의 무게 중심은 흉추 수준(thoracic spine level) 으로 높아지게 된다(Eduard et al., 2015). 또한, 물의 깊이에 따라 부력에 의하여 체중이 감소하는 비율이 달라지는데, 신체의 목부분의 경추(cervical 7)는 약 10%, 가슴부분의 검상돌기(xiphisternum)는 약 25~30%, 골 반의 위앞엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine) 부분 은 약 50%의 감소가 나타난다(Becker, 2009). 이를 통하 여 수중에서는 인체의 무게 중심 및 체중변화를 통해 지상과는 달리 다양한 감각자극을 제공하고(Becker, 2009), 스포츠 선수들에게도 신체의 부상정도, 스포츠 경기 전·후로 근육 및 신체 상태 등 다양한 요소들을 고려하여 적용하여 훈련 할 수 있다.
수중운동은 지상운동과 비교하여 스포츠 선수의 초 기 재활에 있어서 지상보다 빠르게 신체회복이 될 수 있으며(Kim et al., 2010; Versey et al., 2013), 상·하지 및 코어 근육 강화, 균형 및 고유수용성 감각 촉진을 위해 다양하게 활용 될 수 있는 장점이 있다(Thein and brody et al., 1999). 또한 경추 레벨의 깊은 물속에서 러닝 등을 통하여 신체 기능을 향상시키고, 피로도와 부상을 빠르게 회복시킬 수 있다(Erin Rutledge et al., 2007). 수중에서 다양한 보폭과 속도 등의 걷기 및 러 닝을 통해 신체의 위치감각 자극을 줄 뿐 만 아니라 허 리, 골반 및 하체 근육을 강화 할 수 있다는 연구도 보 고되었다(Eduardo et al., 2015). 엘리트 선수들에게 깊 은 물속에서 러닝은 신체 기능 및 심폐기능에 도움을 주었다(Cuesta-vargas et al., 2009; Rutledge et al., 2007). 심폐기능의 경우 이처럼 운동선수들의 빠른 신 체회복을 위한 방법으로 수중운동은 대안이 될 수 있 으며, 오프시즌(off-season)시 신체 기능 유지 및 부상 방지를 위해 도움이 될 수 있다.
한편, 운동선수들의 수중운동에 관한 개별적인 연구 가 있으나 수중운동의 효과를 전체적으로 파악하기에 는 다소 어려움이 있다. 따라서, 수중운동을 통한 운동 선수의 효과를 종합적으로 파악하여, 스포츠 현장에서 실제 적용을 위한 연구 정보 제공의 필요성을 갖게 되 었다. 이에, 본 연구는 운동선수의 신체기능 증진을 위 한 수중운동의 효과를 체계적으로 고찰하고자 한다.
Ⅱ 방 법
1 검색전략
본 연구는 최근 10년간의 연구 분석을 위해 2006년 1월에서 2018년 5월까지 게재된 국제 논문을 선정하였 다. 대상자는 각 종목별 스포츠 운동선수로 수중운동 을 실시한 연구들을 포함하였다. 세부적으로 본 연구 의 임상적 질문(clinical question)이 구체화 될 수 있도 록 PICO (Participants, Interventions, Comparisons, Outcomes)의 기준을 적용하였다(Methley, 2014).
2 검색방법
검색은 총 4명의 연구자가, Pubmed, Scopus, Google scholar의 검색엔진 및 데이터베이스를 활용하여 검색하 였다. 검색은 “aqua”, “aquatic”, “water”, “exercise”, “underwater”, “underwater exercise”, “athlete”, “sports”, “sport”의 검색어로 하였다. 각 취합된 연구들 중 중복된 논문, 대상자 특성이 불분명한 논문 등을 스크리닝 과정 을 통해 적합성을 판정 한 후 선택 및 분석하였다.
3 선정기준
본 연구는 2006년 1월에서 2018년 5월까지 게재된 원저논문(original article)으로 하였다. 대상자는 운동선 수를 대상으로 수중운동을 적용한 중재연구로 구성하였 다. 또한 본 연구의 독립적인 질적 평가를 Scottish Intercollegiate Guidelines Network (SIGN)에 근거하여, 10가지 범주를 제시하였다(Healthcare improvement scotland, 2011) (Table 1). 제외기준은 운동선수를 대상으 로 중재하지 않은 연구논문은 제외하였으며, 논문의 종 류에서 학위논문, 리뷰논문, 학회포스터는 선정에서 제 외하였다.
Ⅲ 결 과
1 연구대상자의 특성
본 연구의 키워드 검색에 따른 추출 논문은 774편으로 최종적으로 선정기준에 의해 10편의 적합 논문이 선정되 었다. 최종 적합논문은 PRISMA flow diagram에 기반하 여 도식화 하였다(Figure 1). 본 연구에 포함된 총 10편의 대상자 특성은, 전체 총 인원 292명의 운동선수로, 평균 연령 20.67±11.11세, 평균키 178.04±13.95cm, 평균키 178.04±13.95cm, 평균몸무게 63.50±17.17kg, 평균운동 기간 5±1.58년으로 나타났다.
2 연구 결과
본 연구의 결과는 각 개별연구들의 변수의 양을 기초로 하여 스피드(speed), 근력(strength), 심박수(heart rate), 민첩성(agility), 유연성(flexibility), 균형(balance), 수 행(performance), 지구력(endurance), 파워(power), 통 증(pain), 인체형태 및 생리적 특성(anthropometric and physiological)의 분류를 통해 체계화 하였다(Table 2).
1) 스피드(Speed)
스피드는 총 7편에서 변수로 사용하였다. Arazi & Asadi, (2011) 연구에서 스프린트는 수중플라이오메트 릭군(aquating plyometric training; APT)과 지상플라이 오메트릭군(land plyometric training; LPT) 모두 36.5m 와 60m에서 모두 그룹 내·간 유의하였다 (p<0.05). Bavli, (2012) 연구에서 수중플라이오메트릭군(water plyometrics group)과 지상플라이오메트릭군(land plyometrics group) 모두 그룹내 사전·후 차이값은 모두 유의하였다(p<0.05). 하지만, 그룹간 차이값은 유의하지 않았다.
Sáez de Villarreal et al., (2015) 연구에서 수중추진 력(in-water boost)은 수중운동군(in-water-specific strength group; WSG)과 지상과 수중운동을 결합한 종 합운동군(combined training group; CG) 사이의 유의 한 증가가 있었다(p<0.05). 그룹간의 운동강도에 관해 서는 유의성이 나타나지 않았다. 폴로스로잉속력(polo throwing speed)은 수중과 지상 모든 그룹에서 유의하 게 증가하였다(p<0.05). 또한, 20미터 단거리 경주시간 (twenty-meter swim sprint time)은 모든 그룹에서 유 의하지 않았다. Kamalakkannan et al., (2011)은 스피 드부분에서 수중플라이오메트릭 저항운동군(plyometric training with weight group)이 수중플라이오메트릭 비 저항운동군(plyometric training without weight group) 과 대조군(control group; CG)과 비교하여 유의한 향상 이 있었다(p<0.05). Platanou & Varamenti, (2011)의 연 구는 폴로운동선수(polo players)의 속도부분에서도 수중에서의 점프(on-water jump)와 관계성이 있음을 나타냈다(p<0.05).
2) 근력(Muscle Strength)
근력은 총 3편에서 변수로 사용하였다. Arazi & Asadi, (2011) 연구에서는 수중플라이오메트릭군(aquating plyometric training; APT)과 지상플라이오메트릭군 (land plyometric training; LPT)을 비교했을 때, 하지의 1RM 근력이 양 그룹 모두 증가하였지만, 유의하지는 않았다. 또한, Bavli, (2012) 연구에서는 수중플라이오메 트릭군(water plyometrics group)과 지상플라이오메트 릭군(land plyometrics group)비교에서 1RM 하지 근력의 각 그룹 내 유의성은 있었지만, 그룹 간 유의성은 없었다. 수중플라이오메트릭군(water plyometrics group)과 지 상운동군(land group)은 대조군(control group)보다 유 의하게 향상되었다. Sáez de Villarreal et al., (2015)은 최대 동적 근력에서 지상과 수중운동을 결합한 종합운동 군(combined training; CG[12.5kg/14.20%]), 수중운동군 (in-water specific strength; WSG[10.30kg/11.55%]), 플 라이오메트릭군(plyometrics; PG[12.20kg/14.59%])의 모든 그룹에서 1 RM이 유의하게 증가하였다(p<0.001).
3) 심박수(Heart rate)
심박수는 총 2편에서 변수로 사용하였다 Cuestavargas et al., (2009)의 연구에서 깊은수중러닝운동군 (deep water running; DWR)과 지상러닝머신운동군 (treadmill running; TMR) 비교에서 평균최대심장박동 은 지상 검사 보다 수중 검사하는 동안 더욱 낮았다. 심장박동 3분 회복 시간(three-minute recovery heart rate)은 지상러닝검사(land running test)보다 수중운 동검사(aquatic exercise test) 더 낮았다. Rutledge et al., (2007)의 연구에서 수중트레드밀운동군(aquatic treadmill exercise; ATM)은 지상트레드밀운동군(land treadmill; LT)과 비교하여 심박수(Heart rate; HR)를 중심으로 산소소비량(VO2), 호기환기량(VE[BTPS]), 산소량 (O2 pulse), 운동자각도(ratings of perceived exertion; RPE)가 모두 유의하게 향상이 있었다(p<0.05). 또한, 여성은 남성보다 산소소비량(VO2), 호기환기량(VE[BTPS]), 산소량(O2 pulse)에서 모두 낮았으며, 일회호흡량(tidal volume; VT)과 심박수(HR)은 높았다(p<0.05).
4) 민첩성(Agility)
민첩성은 총 2편에서 변수로 사용하였다. Sáez de Villarreal et al., (2015)의 연구는 10m 수중 보행 민첩성 검사(ten-meter T swimming agility test)시 수중, 지상군 모두 시간단축의 감소가 나타났으며, 지상과 수중운동을 결합한 종합운동군(combined training)에서 유의적인 감소가 나타났다 (p=0.01). Arazi et al., (2012)의 연구는 수중플라이오메트릭군(aquatic plyometric training; AP), 지상플라이오메트릭군(land plyometric training; LP)의 민첩성검사(agility test) 및 점프능력(jumping ability) 에서 유의한 효과가 있었다(p<0.05). 수직점프검 사(vertical jump test)에서 수중플라이오메트릭군은 대 조군(control group; CON)과 지상플라이오메트리군과 비교하여 더욱 큰 증가를 보였다(p<0.05).
5) 유연성(Flexibility)
유연성은 총 2편에서 변수로 사용하였다. Bavli, (2012)은 수중플라이오메트릭군(water plyometrics; W)와 지상플라이오메트릭군(land plyometrics; L)은 그룹내 사전･후 유의성이 있었다. 하지만, 그룹간 유 의성이 없었다. 수중 및 지상플라이오메트릭군은 대조 군(control group)보다 통계적으로 향상이 있었다. Sáez de Villarreal et al., (2015)은 역이동 높이뛰기 (height in countermovement jump)에서 수중운동군 (in-water-specific group; WSG), 지상과 수중운동을 결합한 종합운동군(combined group; CG) 및 지상플라 이오케트릭군(plyometric group; PG) 그룹에서 모두 유의하게 증가하였다(p≦0.001).
6) 균형(Balance)
균형은 총 1편에서 변수로 사용하였다. Arazi & Asadi, (2011)은 동적 균형(dynamic balance)에서 수중 플라이오메트릭군(aquating plyometric training; APT) 과 지상플라이오메트릭군(land plyometric training, LPT)에서 그룹내 사전･후 향상은 있었지만, 그룹간에 는 지상플라이오메트릭군은 수중플라이오메트릭군보 다 더 컸고, 유의성은 없었다(p<0.05).
7) 수행(Performance)
수행은 총 1편에서 변수로 사용하였다. Bavli, (2012) 은 수중플라이오메트릭군(water plyometrics group)과 지상플라이오메트릭군(land plyometrics group)이 그 룹내 사전-후로 유의성이 있었고(p<0.05), 수중플라이 오메트릭군와 지상플라이오메트릭군의 그룹간 유의 함은 없었다.
8) 지구력(Endurance)
지구력은 총 1편에서 변수로 사용하였다. Kamalakkannan et al., (2011)의 연구는 배구 선수들의 수중플라이오메트 릭 훈련(aquatic plyometric training)의 저항 유무에 따른 집단에서 모두 지구력이 유의하게 증가됨을 알 수 있었다 (p<0.05).
9) 파워(Power)
파워는 총 1편에서 변수로 사용하였다. Kamalakkannan et al., (2011) 연구에서 파워 결과들은 수중 모든 그룹 (aquatic polyometric training with and without resistance) 에서 유의함을 나타냈다(p<0.05).
10) 통증(Pain)
통증은 총 1편에서 변수로 사용하였다. Kim et al., (2010)의 연구는 통증을 위한 시각상사척도(visual analogue scale; VAS)를 통해 분석한 결과 2-4주내에 수중운동그룹(aquatic-based exercise group)은 초기: 5.70cm, 2주: 1.25cm, 4주: 0.17cm 지상운동그룹(landbased exercise group)은 초기: 5.66cm, 2주: 2.19cm, 4주: 0.73cm 감소하였지만, 두 그룹 간의 유의성은 없 었다(p>0.05).
11) 인체형태 및 생리적 특성(anthropometric and physiological)
인체형태 및 생리적 특성은 총 1편에서 변수로 사용 하였다. Platanou & Varamenti, (2011)의 연구는 수중 폴로운동선수의 인체형태인 신체길이(body lengths) 와 공스로잉속도(ball throwing velocity)의 관계성이 있으며, 세부적으로는 체형에 따른 수영스피드와 어깨 내·외회전력의 유의한 관계가 있었다(p<0.05). 생리적 특성에는 신체비만지수(body mass index; BMI) 및 체 질량(body mass)과 수중점프(on-water jump)의 관계 성이 있었다(p<0.05).
Ⅳ 고 찰
본 연구는 운동선수의 신체기능 향상을 위한 수중운 동 효과를 체계적 고찰을 통해 알아보고자 하였다. 본 연구에 포함된 10개의 연구는 수중운동의 단독 효과 또는 지상운동과 수중운동의 비교효과를 분석하였다. 분석결과 본 연구에 포함된 연구의 종속변수들은 스피 드 7편, 근력 3편, 심박수, 민첩성, 유연성 각 2편, 균 형, 수행, 지구력, 파워, 통증, 인체형태 및 생리적 특 성 각 1편으로 나타났다(Arazi & Asadi, 2011; Bavli, 2012; Cuesta-vargas et al., 2009; Sáez de Villarreal et al., 2015; Rutledge et al., 2007; Arazi et al., 2012; Kamalakkannan et al., 2011; Kim et al., 2010; Platanou & Varamenti, 2011; Triplett et al., 2009). 모든 요인에 서 수중운동의 향상이 있었지만, 특히, 심박수, 민첩 성, 지구력, 파워 부분에서는 지상운동 보다 효과적인 것으로 나타났다. 하지만, 균형부분에서는 지상운동 보다 낮은 효과를 보였다.
운동선수의 스피드(speed)는 5편의 논문에서 수중운 동시 스피드가 모두 향상이 있었다. 특히, 공스로잉속 도(water polo throwing speed)의 증가로 기능적 향상 이 있음을 확인하였다(Arazi & Asadi, 2011). 하지만, 수중과 지상운동의 차이는 없었다(Kamalakkannan et al., 2011). 운동선수의 스피드는 운동에 있어서 중요한 요소로서 지상과 더불어 수중운동이 운동수행에 있어 서 도움을 줄 수 있다는 긍정적인 결과들을 제시하고 있다. 다만, 지상운동과의 차별성을 알기위해서는 운 동 초기, 중기, 후기 등의 세분화된 스피드 수행 능력 을 평가가 필요해 보이며, 스피드와 다른 운동요소의 관계에 따른 요인분석에 관한 연구가 필요해 보인다.
근력(muscle strength)은 총 3편에서 변수로 사용하 여 수중운동시 모두 향상이 있었다(Arazi & Asadi, 2011; Bavli, 2012; Sáez de Villarreal et al., 2015). 하 지만, 수중과 지상의 그룹간의 유의성이 없었기 때문 에, 실질적으로 임상에 도입할 시에는 선수의 컨디션 과 종목에 따른 이점 등을 신중히 고려하여 재활훈련 환경을 조성해 줄 필요가 있다. 또한, 근력 향상을 위 한 수중운동은 신체의 움직임 방향과 물의 점성 및 부 력에 의한 도움(assist) 또는 저항(resistance)의 원리를 이용하여 선택적으로 활용되어야 한다.
심박수(heart rate)는 총 2편에서 변수로 사용하였다 (Cuesta-vargas et al., 2009; Rutledge et al., 2007). 기계적 사용 없이 바닥에서 러닝하는 수중 러닝(deep water running)과 트레드밀 러닝(land treadmill, treadmill running)으로 연구에서 사용되었다. 수중운 동에서 심박수가 모두 지상보다 낮았으며, 특히, 심장 박동이 운동 직후 3분 동안 회복시간(three-minute recovery heart rate)에서 수중운동에서의 회복력이 더 욱 빨랐다(Cuesta-vargas et al., 2009). 물론, 이에 대 한 연구는 더욱 필요해 보이지만, 같은 심폐 지구력 운 동을 실시하더라도 수중운동에서 더욱 피로도가 적고, 회복력이 빠를 수 있다는 고무적인 결과로 보인다.
민첩성(agility)은 10m 수중 보행 민첩성 검사(10-m T-agility test)를 통해 수중에서의 효과를 검증하였는 데 특히 지상과 수중운동을 결합한 운동의 효과가 컸 으며(Sáez de Villarreal et al., 2015), 농구선수의 수직 점프검사(vertical jump test)에서는 수중운동에서 더 큰 효과를 나타내었다(Arazi et al., 2012).
유연성(flexibility)은 수중운동이 지상운동과의 차이 성이 없었지만(Bavli, 2012), 수중운동의 역이동 높이 뛰기는 지상 운동과 대조군과 비교하여 효과가 있었다.
균형(balance)은 동적균형(dynamic balance)를 중점 으로 한 연구 중 수중운동에서도 효과가 있었으나, 오 히려 지상운동에서 더 큰 효과가 있었다(Arazi & Asadi, 2011). 하지만, 단편적으로 한 연구에서 실시하였으며, 환자의 경우 균형에 대한 효과를 물의 와류(turbulance) 를 이용한 저항감, 경심효과(metacentric effect) 등을 활용하고 자세(posture)를 다양화 시키면서 물의 특성 을 적용하는 테크닉에 따라 균형에 대한 효과는 다를 수 있으므로 추가적인 연구가 필요하다(Becker, 2009; Oh et al., 2018). 따라서, 스포츠 재활을 위한 수중운동 전문가 역시 물의 특성을 이해하고 활용하는 수중전문 교육 등을 이수하고, 임상적 경험을 축적시켜 수중에서 의 다양한 접근법을 활용할 필요가 있다.
수행(performance)은 총 1편에서 변수로 사용하여 농 구선수에게 플라이오메트릭(plyometric)을 결합한 수중 및 지상운동 모두 효과가 있었다(Bavli, 2012). 하지만, 물속에서의 수중 및 지상운동의 통계적 차이가 없었으므 로, 추후 각 스포츠 유형의 동작들과 체형 등을 고려하여, 수행부분의 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
지구력(endurance) 및 파워(power)는 배구선수들의 수중플라이오메트릭군(aquatic plyometric training)에 서 지상플라이오메트릭군(land plyometric training) 보 다 향상이 있었지만, 1개의 연구에서 시행하여 (Kamalakkannan et al., 2011), 앞으로 지구력에 관한 수중운동의 효과가 더욱 필요한 실정이다.
통증(pain)은 수중운동이 지상운동과 마찬가지로 통 증에 효과가 있었지만 두 그룹의 큰 차이가 없었다 (Kim et al., 2010). 수중운동은 근골격계환자 등의 통 증 효과가 있었고, 이는 운동선수의 근골격계 통증에 도 할 수 있는 연구가 필요함을 시사한다.
인체형태 및 생리적 특성(anthropometric and physiological)은 수중운동에 효과가 있음을 나타냈다 (Platanou & Varamenti 2011). 특히 polo 선수의 어깨 내･외 회전력에서 효과가 나타났다. 따라서, 야구, 농 구, 테니스 등 주로 상지(upper extremity)을 이용하는 운동선수를 수중운동에서의 연계성을 갖고 운동적 요 소를 고려해 보며, 추후 다양한 대상군의 연구가 필요 할 것으로 사료된다.
본 연구의 제한점은 다양한 운동선수군의 연구가 부 족했다는 점과, 개별연구별 각 측정변수의 인원수의 편차가 있다는 점이다. 하지만, 본 연구의 각 종속변수 에 따른 결과들을 스포츠 현장에서 실질적으로 적용해 보며, 운동선수의 각 상황에 맞는 컨디션 조절 및 통증 등의 개선을 위한 지표가 될 수 있을 것으로 기대한다.
Ⅴ 결 론
본 연구는 운동선수의 신체기능 향상 및 재활을 위 한 수중운동의 효과에 관한 실험 연구를 고찰하였다. 결과적으로 스피드, 근력, 심박수, 민첩성, 유연성 ,균 형, 수행, 지구력, 파워, 통증, 인체형태 및 생리적 특 성의 모든 요인에서 수중운동의 향상이 있었지만, 특 히, 심박수, 민첩성, 지구력, 파워 부분에서는 지상운 동 보다 더 효과적인 것으로 나타났다. 하지만, 균형부 분에서는 지상운동보다 낮은 효과를 보였다. 본 연구 를 통해 각 운동선수의 기능적 필요 요소를 고려하여 임상적 적용을 고려해 볼 수 있을 것이다. 다만, 각 요 인에 관한 논문 편수의 편차가 있어, 향후 이에 대한 수중운동의 추가적인 연구가 필요해 보인다.
