Ⅰ. 서 론

현대인들은 편리한 생활 속에서 운동부족이라는 문제 를 해결하기 위해 헬스장을 찾고 있으며 웨이트 트레이닝 (weight training)은 가장 쉽게 선택하는 운동방법 중 하 나이다(전희종, 2006). 기초체력 증진 운동인 웨이트 트 레이닝은 운동선수들의 기록향상을 위해서는 물론이고 일반인의 체력 향상을 위한 필수적 운동이라 볼 수 있다 (김선영 & 장경태, 2001).

웨이트 트레이닝은 팔과 다리운동으로 나뉘는데, 이 중 다리는 팔에 비하여 뛰거나 걷는 등 인간의 일상생활 활동 에 직접적으로 관여하기 때문에 외적인 힘을 조절하면서 엉덩관절과 무릎관절, 발목관절의 안정성을 제공하기 위 해서는 반드시 다양한 스포츠 경기와 일상생활에서 요구 되어 진다(박후성, 이성노, & 박기덕, 2014).

하지만 다리의 근육약화는 엉덩관절과 발목관절의 안 정성과 평형성을 떨어뜨리고 비정상보행과 낙상의 위험 을 증가시키고(박양선 & 이성노, 2012), 또한 당뇨와 혈관 질환을 유발하여 심혈관질환과 만성질환이 생길 수 있다 (최필병, 2012).

다리 근육의 손상과 예방하기 위한 재활운동으로 신체 의 안정성과 약화된 근육을 향상시킬 수 있는 닫힌사슬운 동(close Kinetic Chain, CKC)을 적용하게 되는데, 스쿼 트(squat), 런지(lunge), 풀업(pull up), 푸쉬업(push up) 등이 대표적인 운동이다(Escamilla, 2001). 최근에는 체중 과 중력만을 이용하여 특별한 기구 사용 없이 수행하는 에어 스쿼트(air squat), 브릿지(bridge), 플랭크(plank), 점핑 잭(jumping jack)을 포함한 여러 가지 맨몸운동 (street work out) 등이 주목받고 있다(김명철 등, 2018).

이 중 쉽게 접할 수 있는 웨이트 운동 중 하나이며, 재활 을 위한 운동방법으로 이용되고 있는 것이 스쿼트 운동이 다. 양발을 어깨 넓이로 벌리고 서서 가슴과 허리를 편 상태를 유지한 후 무릎 아래 부분과 허벅지가 서로 직각을 이룰 때까지 앉았다가 서서히 일어서는 복합관절 운동으 로(박한솔 등, 2016), 엉덩관절과 무릎관절, 발목관절을 이용하여 앉았다가 일어서는 수많은 근육이 개입되는 복 잡한 운동이다(임완기 등, 2013).

Escamilla et al.(2009)은 스쿼트 운동이 허벅지, 종아 리 근육뿐만 아니라 몸통 근육까지 동시에 발달시킬 수 있는 가장 적절한 운동이라고 하였다. 허벅지 근육들 중 에서는 무릎의 폄 작용을 하는 넙다리네갈래근이 대표적 이며, 앞정강근과 가자미근, 장딴지근으로 이루어진 종아 리 근육은 발목의 핵심 기능인 등쪽과 발등굽힘 및 발바닥 굽힘 작용을 한다(Neumann, 2010).

최근 연구들에서 다리 근육의 근활성도 증가와 균형능 력의 향상을 위해 스쿼트 운동 시 부하량, 운동 속도, 지지 면 변화 등과 같은 추가적인 조건들이 적용되는데(Wisløff et al., 2004;Cormie et al., 2010), 이 중 Hansen과 Cronin (2009)은 부하량 증가가 다리의 근력강화에 효과적이라고 하였다. 또한, 운동의 효과에 영향을 줄 수 있는 요인 중에 서 지지면의 불안정성이 있는데, 불안정성 기구를 이용한 저항성 트레이닝은 프리웨이트 운동보다 스쿼트 운동에 쉽게 적용할 수 있다고 하였다(Saeterbakken et al., 2011). 김수연 등(2015)은 스쿼트 운동을 통한 근력증가와 순발 력 증가는 동요 속도를 감소시켜 동적 균형능력을 향상시 킬 수 있다고 하였다.

이와 같이 스쿼트 운동 시 불안정한 지지면의 적용과 중량의 부하 등이 다리의 근활성도 증가와 균형능력에 효 과적임을 선행연구에서 입증하였으나 이 두 요인에 대해 직접적인 영향을 비교한 연구는 부족하였다.

따라서 본 연구에서는 정상인에게 스쿼트 운동 시 불안 정 지지면과 중량 부하를 스쿼트 운동과 병행했을 때 근활 성도와 균형의 변화를 관찰함으로써 다변적 스쿼트 운동 의 활용 가능성에 대해 검증해보고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상자

본 연구는 부산의 K대학교에 재학 중인 20대 남자 18 명, 여자 18명으로 선천적이나 후천적인 근골격계 질환을 가지지 않은 자, 뇌손상이나 시각, 전정기관에 문제가 없 는 자, 본 연구의 운동 이외의 개인적 운동을 실시하지 않는 자를 대상으로 안정지지면 그룹(대조군), 불안정 지 지면 그룹(실험군 1), 불안정 지지면에서 중량부하를 적용 한 그룹(실험군 2)으로 무작위로 나누고 스쿼트 운동을 4 주간 실시하였다. 모든 연구 대상자는 실험 전에 연구의 목적과 실험 방법에 대해서 구체적인 설명을 듣고 실험에 동의하였고 연구 참여 동의서에 서명하였다. 연구대상자 의 일반적인 특성은 다음과 같다<Table 1>.

2. 연구의 방법

대상자는 안정된 지지면에서 양 발을 어깨 넓이 간격으로 벌린 후 발을 11자로 만든 뒤 팔은 전방으로, 허리를 곧게 펴고 시선은 정면으로 향하게 한 뒤 무릎이 발 앞쪽으로 나가지 않도록 주의하여 스쿼트를 시행하였다(박성진 등, 2013). 불안정 지지면으로 토구점퍼(TOGU, 독일)를 적용 하였고<Figure 1>, 중량부하는 케틀벨(Schmidt, 중국) 4㎏ 을 적용하였다(박일봉, 장유태, & 김태석, 2014)<Figure 2>. 스쿼트 운동은 준비운동 10분, 본 운동 20분, 정리운동 10분, 총 40분으로 구성하였다. 본 운동은 스쿼트 운동을 15회 3세트 반복하였다. 세트 간 휴식시간은 3분간으로 하였으며, 주 3회 총 4주간 시행하였다.

3. 측정 도구 및 방법

1) 표면 근전도

본 연구에서는 스쿼트 운동을 통해 다리의 근활성도를 측정하기 위해 표면 근전도(Telemyo-DTS, NORAXON, USA)를 사용하였다.

넙다리곧은근, 앞정강근, 긴종아리근, 장딴지근의 근 활성도를 측정하기 위해 3초 동안 자세를 유지하였다. 피 부에서 생성되는 근전도 신호에 대한 저항 발생을 최소화 시키기 위해 알코올 솜을 이용해 이물질을 닦아낸 후 전극 을 부착하였다.

자료 수집을 위해 근전도의 표본 추출률(sampling rate) 을 512 Hz, 주파수 대역폭을 10~350 Hz의 대역필터(band pass filter)와 60 Hz 노치 필터(notch filter)를 사용해 잡 음을 제거하였다. 수집된 근전도 신호를 완파 정류(fullwave rectification)한 후 실효치(root mean square, RMS) 를 측정하고 RMS 값에 수의적 최대등척성 근수축(MVIC) 값으로 나누어 백분율로 환산한 값인 %MVIC 값을 사용하 였다.

2) 균형 측정도구

균형능력을 측정하기 위해 실험 대상자들에게 균형 측 정도구(Balance Master, Neuroco International, USA)를 사용하였다. 안정 한계 검사는 동적자세 균형조절 검사방 법으로 Balance Master 화면상 피검사자의 압력 중심이 화면상의 중심에 나타나도록 한 다음 시계 방향으로 1에 서 8까지의 도착점에 압력 중심이 이동하도록 하였다. 1에 서 8까지의 도착점을 향해 이동하는 시간은 10초간 측정 하였다. 반응 시간(reaction time)은 화면상에 움직이라는 지시가 나타난 후 피검사자가 반응할 때까지의 시간을 초 (second)로 나타내게 하였다. 이동속도(movement velocity) 는 신체의 압력 중심이 1에서 8까지의 도착점에 도달하 는 데 걸리는 시간을 초당 각속도(deg/sec)로 나타낸다. 신체의 압력 중심의 주행 경로가 중심에서 도착점을 향 하여 처음 움직일 때의 거리를 정점 이동 거리(end point excursion)로 나타낸다. 그리고 도착점에 도달할 때까지 소 요된 총 거리를 최대 이동거리(maximal excursion)로 나 타내며 백분율(%)로 표시하였다. 방향 조절력(directional control)은 신체의 압력 중심이 1에서 8까지의 도착점에 도달할 때 일직선에 대해 수직으로 동요된 정도를 백분율 (%)로 나타낸다.

4. 자료 분석

본 연구에서 수집된 자료는 SPSS 24. for window 프로 그램을 이용하여 분석하였다. 안정지지면 그룹(대조군), 불안정지지면 그룹(실험군 1), 불안정지지면에서 중량부 하를 적용한 그룹(실험군 2)으로 무작위로 나누고 4주간 실시하였다. 세 그룹의 실험 기간에 따른 근활성도와 균 형능력의 변화를 비교하기 위하여 반복측정 분산분석 (repeated ANOVA)를 실시하였으며, Scheffe의 사후검증 을 사용하였다. 통계학적 유의수준 ɑ = .05로 하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 실험기간에 따른 근활성도 변화

4주간의 실험기간에 따른 세 그룹 간의 넙다리곧은근, 앞정강근, 긴종아리근, 장딴지근의 근활성도 변화는 넙다 리곧은근, 앞정강근, 긴종아리근, 장딴지근의 근활성도 변화량은 유의하게 증가하였고(p<.05), 또한 훈련기간과 그룹 사이에 상호작용의 효과는 있었다(p<.05). 그룹에 따 른 개체-간 효과 검정을 비교한 결과 유의한 차이가 없었 다(p>.05)<Table 2>.

2. 실험기간에 따른 균형 변화

4주간의 실험기간에 따른 세 그룹 간의 균형 변화는 훈련 기간에 따른 정점 이동거리 변화와 방향조절력에서는 유의 한 차이가 있었고(p<.05), 반응속도, 이동속도, 최대 이동 거리의 변화는 유의한 차이가 없었다(p>.05). 훈련기간과 운동군 사이에 상호작용 효과는 없었고(p>.05), 그룹에 따 른 개체-간 효과 검정을 비교한 결과 정점 이동거리와 방향 조절력에서 유의한 차이가 있었다(p<.05)<Table 3>.

Ⅳ. 고 찰

본 연구는 스쿼트 운동 시 지지면의 차이와 중량부하가 실험기간에 따라 미치는 영향을 알아보기 위해 안정지지 면 그룹과 불안정 지지면 그룹, 불안정 지지면에서 중량부 하 그룹으로 나누고 4주간 실시한 후 각 그룹을 실험기간 에 따른 다리 근육의 근활성도와 균형능력을 비교하였다.

스쿼트 운동은 일상생활을 하는데 필요한 다리 근육을 강화하기 위한 대표적인 운동으로 다른 다리 강화 운동보 다 안정적인 자세로 효과적인 근력 증진을 할 수 있으며 넙다리, 엉덩부위 등의 근력 향상에 영향을 미치고 몸통 근육까지 함께 강화시킬 수 있는 운동이다(Escamilla, 2001). 이러한 스쿼트 운동을 불안정 지지면에서 실시할 경우 균형을 유지하는 근육을 강화시켜 다리 근육의 활성 화뿐만 아니라 몸통 안정화 근육의 활성화를 증가시켜 균 형능력에도 영향을 미친다고 하였다(유진호 등, 2013).

이처럼 스쿼트 운동이 다리의 근력 증진과 균형능력 향 상에 영향을 미친다고 하였는데, 특히 기존의 많은 연구 에서 불안정 지지면에서 스쿼트 동작 시 근활성도의 유의 한 증가를 가져온다고 보고하였으며(최남영 등, 2015;Almeida et al., 2006), 이석호 등(2018)은 불안정 지지면 에서 스쿼트 운동이 안정 지지면에서 운동보다 근활성도 가 높게 나타난다고 하였다. 또한 스쿼트 운동 시 중량부 하가 있는 경우 더 큰 근활성도 증가를 보인다고 하였다 (박한솔 등, 2016;석민화 등, 2014). 본 연구에서도 다리 의 근활성도 변화를 보기 위해 무릎과 발목의 기능을 담당 하는 주요 근육인 넙다리곧은근, 앞정강근, 긴종아리근, 장딴지근의 근활성도 변화를 실험 전, 2주, 4주에 측정하 였고, 세 그룹 모두에서 근활성도의 증가가 있었으나 실 험 기간에 따른 그룹 간 차이는 없었다. 하지만 선행연구 결과들과 같이 안정 지지면보다는 불안정 지지면에서 더 큰 근활성도의 증가가 있었고, 불안정 지지면에서 중량부 하가 가장 큰 근활성도의 증가를 보였다.

균형에 영향을 미치는 요소로는 시각, 청각, 고유수용 성감각, 근력약화, 근 기장도 변화 등이 있는데(Bonan et al., 2004), 기존 연구에서 안정 지지면보다 불안정 지지 면에서의 스쿼트 운동이 정상성인의 균형조절능력에 효 과적이라는 연구(김민수 등, 2013;허병훈 등, 2008)와 스 쿼트 운동 시에 중량부하가 균형능력 향상에 효과적이라 는 연구(석민화 등, 2014)와 박만석 등(2015)은 스쿼트 운 동이 신체의 균형능력을 유지해야 하기 때문에 중량이 증 가할수록 근 활성도가 높게 나타난다고 하였다.

본 연구에서는 균형능력의 변화를 알아보기 위해 안정 성한계 검사를 실시하여 대상자의 반응시간, 이동속도, 정점이동거리, 최대이동거리, 방향 조절력을 비교하였다. 세 그룹 간의 균형 변화는 정점 이동거리 변화와 방향조절 력에서는 실험기간에 따라 유의한 향상을 보였고, 반응속 도, 이동속도, 최대 이동거리의 변화는 차이가 없었다. 실 험기간 동안 그룹 간 비교에서는 정점 이동거리와 방향조 절력에서 불안정 지지면에서 중량부하 그룹이 다른 그룹 들보다 유의한 향상을 보였다.

이러한 결과는 다리근육의 강화를 목적으로 하는 스쿼 트 운동은 안정 지지면에서의 운동도 효과적이며, 몸통 안정화 근육을 증가시키는 목적의 스쿼트 운동 시 불안정 성의 증가와 중량부하는 더 높은 운동효과를 유도할 수 있을 것으로 생각된다.

따라서 본 연구에서는 다리근육의 근력 증진과 균형능 력 향상을 위한 운동으로 스쿼트 운동이 효과적이며, 선 행연구들과 같이 안정 지지면 보다는 불안정 지지면에서 운동이 효과적이며 불안정 지지면에서 중량부하를 주는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구의 제한점 은 실험대상을 신체 건강한 20대 젊은 성인을 대상으로 하여 결과를 일반화하여 해석하기에는 제한적이며 앞으 로 이러한 제한점을 보완하여 좀 더 다양한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 스쿼트 운동시 지지면의 변화와 중량부하가 다리근육의 활성도와 균형능력에 미치는 영향을 비교하 였고 결과는 다음과 같다.

첫째, 실험 기간에 따른 근활성도 변화는 안정 지지면 그룹과 불안정 지지면 그룹, 불안정 지지면에서 중량부하 그룹 모두에서 증가가 있었고, 중량부하 그룹에서 가장 큰 증가가 있었다.

둘째, 실험 기간에 따른 균형능력 변화는 불안정 지지면 에서 중량부하 그룹이 다른 두 그룹보다 정점 이동거리 변화와 방향조절력에서 실험기간에 따라 가장 향상되었다.

이상의 연구결과와 같이 스쿼트 운동이 기존 연구들과 같이 불안정 지지면과 중량부하가 다리 근육 활성도 증가 와 균형능력 향상에 긍정적인 영향을 미친다는 결과를 얻 었다. 또한 불안정한 지지면에서 중량부하가 스쿼트 운동 시 효과가 가장 큰 것으로 나타나서 근력증진과 균형향상 에 가장 도움이 되는 방법으로 생각된다.