Ⅰ. 서 론

자전거 운동은 특정한 시간이나 장소에 구애받지 않고 쉽 게 즐길 수 있는 운동이며, 개인의 생활 패턴에 따라 자신의 체력에 맞게 운동의 힘과 양을 조절할 수 있는 장점을 가지 고 있다(정수원, 2010). 또한 자전거 운동은 심폐기능을 발 달시키는 유산소 운동으로서 달리기나 걷기 운동처럼 지루 하거나 인내를 필요로 하지 않기 때문에 누구나 안전하게 즐기며 운동할 수 있어 매우 유익한 운동이다(전용성, 2010).

다리의 근력강화를 위한 대표적인 등속성 운동인 자전 거 운동은 다리근육의 지속적인 수축과 이완작용을 유도 함으로써 근력을 증진시키고, 체중이 안장으로 집중되기 때문에 무릎으로의 체중부하를 감소시켜 관절의 손상을 예방한다(Cohen, Blatchly, & Gombash, 1993). Ericson et al. (1986)은 자전거의 페달링 동안 무릎 폄근이 굽힘근 과 엉덩관절 폄근보다 더 많이 작용하고, 특히 자전거 페달 링 동안 가쪽넓은근이 주 작용근으로 작용한다고 하였다.

자전거운동을 통해 근력강화를 할 수 있는 다리의 근육 들 중 특히 넙다리네갈래근은 넓적다리와 종아리를 펴는 작 용을 하여 보행을 원활하게 만들어 주는 중요한 근육이면 서, 근력약화 시 신체 균형의 불균형으로 인해 보행에 지장 을 초래하여 낙상의 위험을 증가시킨다(장원석 등, 2009).

그러나 실외에서 자전거운동은 여가시간의 부족(36.1%), 환경적 제약(장소와 시설, 날씨)(31.4%) 등의 제약 요인이 있다(유병열 & 심규성, 2010). 그러므로 실내에서 운동이 가능한 자전거 에르고미터 운동은 운동 속도와 강도의 조 절이 가능해 운동량을 조절하기 용이하고 신체의 관절에 주는 충격이 적으며 장소와 시간에 구애 받지 않고 가정에 서 운동이 가능하다(김성민 등, 2008).

일반적으로 운동 전이나 스포츠선수들이 경기 전 실시하 는 스트레칭은 조직을 상해로부터 보호하며 신체기능과 운 동수행능력을 향상시켜 오늘날 스포츠 분야를 넘어 다양한 치료분야에서 폭넓게 응용되어 적용되고 있다(Witvrouw et al, 2004). 스트레칭은 일반적으로 가벼운 유산소 운동에 정적스트레칭이나 동적스트레칭으로 구성되어 지며(Bixler & Jones, 1992), 본 연구에서는 동적스트레칭이 아닌 전통 적으로 스트레칭으로 이용되어지던 방식인 정적스트레칭 을 활용하였으며, 약 15-60초 정도 같은 동작을 일정시간 동안 움직임 없이 유지하는 방법을 말한다(Allerheiligen, 1994). 선행연구에서 정적스트레칭의 경우에는 무릎관절의 폄과 굽힘을 담당하는 주요 근육인 넙다리곧은근과 넙다리 두갈래근이 활성화 되었다는 연구가 있으며, 정적스트레칭 의 실시는 유연성을 향상시키고 근활성을 단기적으로 향상 시킨다고 하였다(정석률, 박상서, & 이해림, 2014).

무릎관절 주위의 근육 중 가장 중요한 근육은 넙다리네 갈래근으로 이 근육은 무릎관절의 폄 시 작용근이 되며, 기립자세에서나 보행 시 다리의 안정성, 특히 무릎관절의 안정성을 제공하는데 매우 중요한 근육인데, 이러한 넙다 리네갈래근을 강화시키는 대표적인 웨이트 트레이닝 운동 으로는 스쿼트, 레그 프레스, 레그 익스텐션 등이 널리 활 용되어 지고 있다(전희종, 2006). 그러나 스쿼트나 레그프 레스 동작에서는 넙다리네갈래근이 큰 힘을 지속적으로 발 휘하지는 못하는데 비해 레그익스텐션의 경우 무릎관절을 폄 시킨 상태를 오래 유지하면서 넙다리네갈래근의 최대 근수축을 지속적으로 만들어 내기 때문에 근육의 발달에 다른 운동보다 유리하다(Alkner, Tesch, & Berg, 2000).

일반적으로 스트레칭과 근력운동의 연구는 미국 스포 츠의학회(ACSM, 2006)에서는 스트레칭이 유산소 운동 전후 준비운동이나 정리운동에 효과적이며 근골격계 손 상예방차원에서 운동 프로그램에 포함시켜야 한다고 권 장하고 있고, 최대근력 및 유연성을 극대화하기 위해서는 근력 트레이닝 중간에 스트레칭을 삽입하여 실시하는 병 행 트레이닝을 적용한 훈련이 효과가 있다는 것을 제안하 였다(정영민 등, 2009).

하지만 장기간의 스트레칭이 근력 향상에 효과적이라는 연구결과가 있으나(Bandy et al., 1997;Young & Elliott, 2001), 자전거운동 직전에 하는 스트레칭과 자전거운동 직 전에 하는 근력운동의 효과에 대한 비교 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 자전거에르고미터 운동 직전에 스트레 칭이 근활성도를 증가하는데 도움을 준다는 것과 자전거에 르고미터운동 전 일반적으로 운동 전에 실시하는 스트레칭 이 아닌 근력운동을 실시한 후 넙다리네갈래근의 근활성도 에 미치는 영향을 알아보고 비교하는데 목적이 있다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상자

본 연구는 20~30대의 성인 남성 15명, 여성 9명을 대상 으로 4주 동안 주 3회 운동을 실시하였다. 대상자들의 선 정 기준은 실험에 요구되는 운동을 수행할 수 있는 근력, 관절가동범위를 가진 자, 최근 6개월간 무릎통증이나 다 리의 상해 경험이 없는 자, 최근 6개월 간 주기적으로 다 리 근력 운동을 하지 않은 자로 선정하였다. 모든 연구 대상자는 실험 전에 연구의 목적과 실험 방법에 대해서 구체적인 설명을 듣고 실험에 동의하였고 연구 참여 동의 서에 서명하였다. 대상자들의 일반적인 특성은 다음과 같 다(Table 1).

2. 중재 방법

1) 운동프로그램

운동은 실험에 동의한 대상자를 무작위로 분배하여 두 그룹으로 나누어 각각 자전거 운동 직전 스트레칭과 근력 운동을 실시하였다.

(1) 정적 스트레칭그룹

자전거 운동 직전 대상자는 자신의 우세한 다리의 무릎 관절 폄근과 굽힘근의 스트레칭 2가지 정적 스트레칭 운 동을 순서대로 시행하였다. 정적 스트레칭은 통증이 없 고, 중증도의 불편함이 있는 범위에서 30초를 유지하고, 15초 휴식 하는 방법으로 3세트를 실시한다.

첫 번째는 스트레칭 매트에 앉아 다리를 앞으로 나란히 뻗은 후 숨을 내쉬며 무릎과 등을 곧게 편 상태로 윗몸을 앞으로 숙여 가슴이 넙다리네갈래근에 닿도록 실시한 후 30초를 유지하였다. 두 번째 스트레칭은 스트레칭 매트에 앉아 왼발은 곧게 뻗어주고 오른발은 무릎과 넙다리네갈 래근 안쪽이 바닥에 닿도록 뒤로 굽혔다. 발끝은 뒤를 향 하여 종아리와 일직선상에 놓이도록 이완된 자세를 취했 다. 숨을 내쉬며 허리를 곧게 한 채로 오른쪽 팔을 굽혀 팔꿈치를 바닥에 대고 비스듬히 뒤로 기대고 등이 곧게 펴질 때까지 몸을 뒤로 기댔다. 오른쪽 다리의 발이 옆으 로 벌어지지 않도록 엉덩이 옆에 밀착시켰다. 오른발, 왼 발을 교대로 15초씩 실시하고, 15초 휴식, 3세트 실시하였 다(이용수, 박종수, & 강덕모, 2008).

(2) 근력운동그룹

자전거 운동 직전 무릎이 침상 끝으로 향하게 하며, 발과 무릎이 정렬이 되게 한 후, 다리를 펼 때 상체를 움직이지 않게 고정한 다음, “다리 올리세요”라는 지시에 따라 3초 동안 유지하고, “내리세요”라는 지시에 따라 천천히 다리 를 내렸다. 해당 운동을 15회 반복하는 것을 1세트로 하며, 세트 간 휴식은 15초, 총 5세트 운동을 실시하였다(전희종, 2006). 이러한 레그익스텐션 동작에 부하로 사용한 도구는 모래주머니(남성 각 4 kg, 여성 각 2 kg)였다.

(3) 자전거에르고미터 운동

스트레칭과 근력운동 직후 자전거에르고미터(Pro Ⅱ All Body Ergometer, SCIFIT, USA)를 이용하여 각 대상자 의 최대심박수를 측정하고 각 대상자들에게 60%HRmax 로 15분간 자전거 운동을 시행하였다(Figure 1).

3. 측정 도구 및 방법

1) 표면 근전도

근육활성도 측정도구인 EMG 분석법은 근육의 수축과 이 완을 반복 할 때 발생하는 활동전위를 측정하는 것으로써, 실제 생성된 근육힘과 EMG 사이에는 선형적인 관계를 가 지고 있다는 근거로 개발된 연구방법이다(문영진, 2009).

본 연구에서는 스트레칭과 근력운동 후 에르고미터 운 동이 넙다리곧은근과 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성 도를 비교하기 위해 무선 표면 근전도기(Telemyo-DTS, NORAXON, USA)로 측정하였다(그림 2). 측정방법 및 자 세는 넙다리곧은근과 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성 도를 측정하기 위해 앉은 자세에서 무릎을 0°까지 폄 시킨 자세에서 3초 동안 유지하였다(그림 3). 자료 수집을 위해 근전도기의 표본추출율(Sampling rate)을 512 Hz, 주파수 대역폭을 10~350 Hz의 대역 필터(band pass filter)와 60 Hz 노치 필터(notch filter)를 사용해 잡음을 제거하였다. 수집된 근전도 신호를 완파 정류(full-wave rectification) 한 후 RMS(root mean square)로 계산하여 MR-XP 1.07 Master Edition으로 분석하였다.

4. 자료 분석

본 연구에서 수집된 자료는 SPSS 24. for window 프로 그램을 이용하여 분석하였다. 정적스트레칭 후 에르고미 터 운동을 한 스트레칭그룹과 근력운동 후 에르고미터 운 동을 한 근력운동그룹으로 나누어 근활성도에 미치는 영 향을 비교하기 위해 대응표본 t검정과 독립표본 t검정을 사용하였다. 통계학적으로 유의성을 검증하기 위한 유의 수준은 ɑ=.05로 하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 두 그룹의 운동 전·후 근활성도 비교

대상자 24명의 스트레칭그룹과 근력운동그룹의 운동 전·후 넙다리곧은근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성 도를 측정하였다. 스트레칭그룹의 운동 전·후를 분석한 결과, 넙다리곧은근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근 모두 통계 학적으로 유의한 차이가 있었고(p＜.05), 근력운동그룹에 서도 운동 전·후를 분석한 결과 넙다리곧은근, 가쪽넓은 근, 안쪽넓은근 모두 통계학적으로 유의한 차이가 있었다 (p＜.05)(Table 2). Figures 2, 3

2. 두 그룹의 운동 전·후 근활성도의 차이값 비교

스트레칭그룹과 근력운동그룹의 운동 전·후의 근활성 도의 차이값을 비교한 결과, 넙다리곧은근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근에서 유의한 차이가 없었으나(p＞.05), 넙다리 곧은근과 가쪽넓은근에서는 스트레칭그룹이 안쪽넓은근 에서는 근력운동그룹에서 운동 전보다 근활성도가 더 증 가하였다(Table 3).

Ⅳ. 고 찰

본 연구는 스트레칭과 근력운동 후 에르고미터 운동이 넙다리네갈래근에 어떠한 영향을 미치는지 비교하여 일 반적으로 운동 전 실시하는 스트레칭과 그렇지 않은 근력 운동을 비교하여 운동 전에는 어떤 유형의 운동이 더 나은 지를 알아보고자 하였다.

자전거 운동은 다리의 근력을 증가시키고, 근력의 증가 에 의해 신체의 활동 능력은 균형 있게 향상된다고 하였고 (Tanaka et al., 1993), 박윤경 등(2011)은 자전거 운동 자 세에 따른 근활성도를 알아보았을 때 무릎관절이 최대 펴 지는 각도 120도에서는 미는 전략을 이용하여 넙다리곧은 근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성도가 증가한다고 하 였다.

본 연구에서는 정적 스트레칭을 적용 후 에르고미터 운 동을 하였더니 운동 전·후 넙다리곧은근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근 모두 근활성도에서 유의한 증가가 있었다. 선 행연구들에서 정적스트레칭의 경우에는무릎관절의 폄과 굽힘을 담당하는 주요근육인 넙다리곧은근과 뒤넙다리근 이 활성화되었으며(정석률, 박상서, & 이해림, 2014), 김 태호(2015)는 스트레칭이 근력, 지구력, 순발력, 유연성을 증가시키며 스트레칭 유형에 따라 훈련에 사용하면 더 효 율적이라고 하였다. 하지만 최근 스트레칭에 대한 연구에 서 스트레칭의 부정적인 영향에 대해서도 언급되어지고 있는데, 정적스트레칭의 경우 유연성의 증가에는 도움이 되나 근력이 감소된다고 하는 연구 결과도 있다(Cornwell, 2001;Kokkonen, Nelson, & Cornwell, 1998).

근력강화를 위해 레그 익스텐션을 적용 후 에르고미터 운동을 한 본 연구에서도 운동 전·후 넙다리곧은근, 가쪽 넓은근, 안쪽넓은근 모두 근활성도에서 유의한 차이가 있 었다. 전희종(2006)은 선행연구에서 레그 익스텐션, 스쿼 트, 레그 프레스 운동으로 넙다리네갈래근 근력강화를 시 켜 보았을 때, 특히 레그 익스텐션 운동이 가장 높은 근활 성도를 보였고 그 중 가쪽넓은근에서 가장 높은 근활성도 를 보였다.

본 연구에서도 기존의 스트레칭과 근력운동의 선행 연 구들과 대부분 일치한 결과를 보였으며, 스트레칭그룹에 서 넙다리곧은근과 가쪽넓은근에서 근활성도의 차이값이 근력운동그룹보다 더 큰 차이가 있었고 근력운동그룹에 서는 안쪽넓은근에서 스트레칭그룹보다 더 큰 차이를 보 였다. 따라서 이러한 결과를 볼 때 에르고미터 운동 전 스트레칭이 근력운동 보다는 넙다리네갈래근의 근활성도 변화에 더 큰 영향을 미친다고 생각되며, 전통적인 스포 츠 활동이나 운동 전 실시하던 스트레칭이 근력운동 보다 는 더 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

본 연구의 제한점은 대상자들의 키와 몸무게, 나이를 고려하지 않고 시행하였고, 근력운동 시 저항을 일정한 강도로 적용을 하였고, 스트레칭의 유형에 따른 비교가 없었으며 20~30대 일반인을 대상으로 연구를 진행 하였 기에 환자를 대상으로 하거나 모든 연령대의 사람들에게 연구를 일반화하기에는 제한이 있다. 이러한 여러 제한 점은 추후의 연구를 통해 보완할 필요가 있을 것으로 생 각된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 에르고미터 운동 전에 정적스트레칭을 실시 한 스트레칭그룹과 근력운동을 실시한 근력운동그룹으로 나누어 넙다리곧은근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성 도를 비교한 결과는 다음과 같다.

첫째, 스트레칭그룹과 근력운동그룹 모두 넙다리곧은 근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근의 근활성도의 유의한 증가가 있었다.

둘째, 스트레칭그룹에서는 넙다리곧은근, 가쪽넓은근 에서 근력운동그룹에서는 안쪽넓은근에서 더 큰 근활성 도 증가가 있었다.

이상의 연구결과와 같이 운동 전 스트레칭이나 근력운 동은 모두 넙다리네갈래근의 근활성도에 도움이 된다고 할 수 있으나, 스포츠 재활을 위한 운동 직전에는 스트레 칭이 근력운동 보다는 근활성도 증가에 보다 도움이 될 것이라고 생각된다.