근육의 원리

근력 운동을 통한 근육의 원리 및 근력 향상의 원리를 배워보겠습니다.

 

근력 운동은 근육량 증대와 지구력 상승을 목적으로 하는 운동들을 말합니다. 대표적인 근력 운동은 저항을 주는 '저항 운동'이 있습니다.

저항을 주는 법에는 여러 방법이 있는데, 특히 무게에 의한 저항을 이용하는 경우 '웨이트 트레이닝' 이라고 부릅니다. 웨이트 트레이닝의 기본적인 원리는, 우리가 일상생활에서 받는 것 이상의 부하를 걸어 근육에 자극을 주는 것입니다. 그 후, 휴식을 통한 회복을 가져 근육을 발달시킵니다. 근육을 발달시키기 위해서는 운동과 휴식 이외에 여러 영양소의 섭취가 필요한데요, 근육은 단백질이 주성분이기 때문에 특히 단백질 섭취가 중요하며, 운동 후 충분한 휴식(회복 기간)이 필요합니다.

 

 

근력 향상의 원리

 

1. 초과 회복과 근육 증가

우리 근육은 일상생활에서 받는 자극(걷기, 간단한 물건 옮기기 등)보다 강한 자극을 받으면 근육을 형성하는 근섬유의 일부가 손상되어

피로 상태에 빠집니다. 이때 일시적으로 근력이 떨어집니다. 하지만 운동 후 약 1일~3일 정도의 시간이 지나면 원래 근력 수준으로 회복되는데, 이때 우리 근육은 같은 부하에 또 걸릴 것에 대비해 원래 근력 수준 이상의 근섬유를 만드는 성질을 가지고 있습니다. 이 현상을 초과 회복이라고 부릅니다. 초과 회복 기간은 운동 후, 약 2~4일이 초과 회복 기간이며, 이 기간 동안에는 운동전보다 근육량과 근력이 향상되어 있습니다. 하지만, 그 후 운동을 하지 않으면 근력은 다시 원래 수준으로 되돌아오지만, 이 기간 중에 다시 웨이트 트레이닝을 하면 근육량과 근력을 계속 상승시킬 수 있습니다. 어깨, 이두와 같은 작은 근육일 수록 초과 회복까지 걸리는 시간이 짧습니다.

 

2. 글리코겐 초과 회복

우리 근육에는 글리코겐(당분)이 축적되어 있습니다. 유산소 운동을 하면 당질과 지질을 에너지로 사용하지만, 웨이트 트레이닝과 같은 무산소 운동을 하면 글리코겐을 중심으로 에너지로 사용합니다. 대표적인 유산소 운동인 마라톤도 평소 자신의 속도보다 빠르게 달리면 호흡에 의한 산소 공급이 부족하게 되고 무산소 운동처럼 글리코겐이 고갈되어 피로감이 쌓이게 됩니다.

운동 후 적절한 휴식이 필요한 이유는 다음의 실험에 의해 증명할 수 있습니다. 일본 응용당질 과학회 심포지엄 강연에서 발표된 쥐 헤엄 실험에서 볼 수 있는데요, 충분하게 글리코겐 회복이 되지 않은 상태에서 매일 한계까지 쥐를 헤엄시킨 경우, 피로가 축적되어 수영 가능한 시간이 줄어들었습니다. 반면에, 3일에 한 번 수영 훈련을 시킨 쥐들은 원래 최대 수영 시간이 40분이었는데, 2주 훈련 뒤 80분으로 늘어나게 되었습니다. 힘든 운동을 계속하면 해당 운동에 익숙해지고 그만큼 운동 스킬 향상은 시킬 수 있지만, 근력 자체로만 보면 향상되기 힘듭니다.

근육을 향상하기 위해서는 훈련 프로그램과 단백질, 당분의 섭취 방법과 섭취 타이밍을 제대로 짜는 것이 중요합니다. 쥐를 이용한 실험에서, 2주 동안 러닝머신으로 운동시킨 쥐의 세포막 입자의 글루코오스(단당류) 수송 운반체 수가 2배로 증가했습니다. 이때는 근육에서 글루코오스 섭취 속도가 평상시보다 2배 가까이 증가합니다. 글리코겐을 신속히 회복하기 위해서는 운동 직후에 당분과 탄수화물의 섭취가 중요합니다. 운동 직후에는 인슐린 레벨이 낮아지기 때문에(글루코오스 수송 운반체가 근육의 세포막 표면으로 수송되어) 당분의 흡수 능력이 최대 한계까지 높아집니다. 그래서 운동 후 당분과 더불어 단백질 섭취가 중요합니다.

 

 

3. 신경 발달 -> 근육 섬유 증가

종목 훈련 및 근육 트레이닝을 통해 신경 기능이 발달하면, 보다 많은 근육 섬유를 움직임에 동원할 수 있습니다. 우리의 근육은 운동 신경에서 신호를 받으면 근육 섬유가 수축해 힘을 생성합니다. 이렇게 운동할 수 있는 근육 섬유가 많을수록 큰 힘이 나옵니다. 결국은 트레이닝과 영양 섭취를 통해 근육 섬유를 많이 생성시켜야 합니다.

 

4. 순발력

근육은 수축 운동이며 이 수축 운동이 신속하면 높은 출력의 파워가 나오게 됩니다. 빠른 근육의 수축이 있어야 하는 웨이트 트레이닝 등의 운동을 하면 근육 수축과 신경 반응력이 발달해 민첩함을 향상시킬 수 있습니다.

 

5. 근육의 출력

근육에 의해 나오는 힘은 "근육량x신경발달(%)x순발력"의 공식에 의해 계산됩니다. 여기에 '지구력' 이라는 시간을 더한다면, 

"근육량x신경발달(%)x순발력x지구력"의 공식이 발휘되는 힘의 총합을 나타냅니다. 예를 들면, 근육량이 많아 100의 근육을 가지고 있는 사람이라도, 신경 발달은 비교적 낮아 50%밖에 발휘되지 못하고, 순발력이 떨어져 5 정도의 속도밖에 안 나올 경우 100x0.5x5=250의 힘이 계산됩니다. 그에 반해, 근육량이 비교적 적어 70의 근육량만을 가진 사람이라도 신경 발달이 우수하여 90%를 발휘할 수 있고 순발력이 좋아서 8의 속도를 발휘하는 경우, 70x0.9x8=504의 힘이 계산됩니다.

앞의 경우는 근육량에만 치우친 경우이며, 뒤의 경우는 근육량 뿐만 아니라 전체적인 질을 향상시킨 경우입니다. 어느 쪽이 우수하다는 이야기가 아니라, 트레이닝은 이처럼 근육,신경발달,순발력 모든 분야를 아울러 발달시켜야 할 필요가 있다는 말입니다.

즉, 근력 훈련을 통해 근육량으로 절대적인 힘을 증가시키고, 적잘한 휴식과 영양 공급을 통한 신경 발달로 그 근육의 동원력을 증가시키고, 유산소 훈련 등으로 순발력을 키워 발휘되는 속도를 증가시켜, 그 근력을 지속시키는 질적 향상을 얻는 것입니다. 이 요소들은 하나의 동일한 트레이닝을 통해 발달시키는 것이 아니라, 각각을 적절하고 다양한 트레이닝 방법과 더불어 휴식과 영양 섭취 등을 조합하는 것으로 달성해야 합니다.