산림운동이 노인의 생리 활성, 인지 및 정서에 미치는 효과 = Effects of Forest exercise on physiological activity, cognition and emotion of the elderly

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Regular physical activity in the elderly is effective in reducing not only chronic diseases such as hypertension and diabetes but also psychological issues like depression and stress. However, only about one in three elderly in South Korea engage in sufficient physical activity. Lack of physical activity leads to decreased physical fitness, and studies have shown that individuals with lower fitness levels have higher mortality rates. Therefore, systematic and sustained management of physical activity is essential for the health of the elderly.
Improved physical fitness is a key factor in maintaining independent daily living and extending healthy life expectancy. Additionally, regular exercise and participation in social activities contribute not only to enhanced quality of life but also to reducing societal costs. A survey revealed that 48.8% of elderly in South Korea walk on forest trails near their residence. Walking in forests is beneficial for reducing medical expenses and improving participants' well-being.
Forests contain various elements that activate physiological metabolism, enhancing resilience and maintaining homeostasis. However, the physical strain caused by forest slopes can lead to metabolic and muscular damage. This is especially concerning for elderly, whose ability to maintain homeostasis is diminished. Thus, it is necessary to establish appropriate forest exercise environments and protocols customized to the characteristics of elderly.
To achieve this, it is essential to determine the safe and effective intensity, frequency, and duration of forest exercises based on the physical fitness and health status of elderly. Additionally, the physiological effects of physical stimuli in forests on elderly need to be analyzed.
This study investigated the effects of forest exercise on physiological activity indicators, cognitive function, and emotional state in elderly to validate its health-promoting effects and to determine the effects according to exercise intensity. A total of 41 participants aged 65–89 were included in the study. They were randomly assigned to a control group (Daily Active Group, n=17) or an experimental group (Forest Exercise Group). The experimental group was further divided into a Moderate Intensity Forest-Exercise Group (n=12) and a High Intensity Forest-Exercise Group (n=12). The control group maintained their daily routines, while the experimental groups participated in a forest exercise program twice a week for 10 weeks. The program included breathing exercises, forest walking, strength training, and cognitive activities.
The Daily Active Group was assessed for physiological, cognitive, and emotional changes pre- and post-program. For the experimental groups, cognitive and emotional assessments were conducted before and after the program. Physiological changes in the Moderate and High Intensity Forest-Exercise Groups were analyzed using saliva samples collected before the program, before and after the 5th week, and after the completion of 20 sessions.
Physiological markers included Dehydroepiandrosterone (DHEA), Immunoglobulin A (IgA), and C-Reactive Protein (CRP). Cognitive function was evaluated using the Montreal Cognitive Assessment (MOCA), while emotional changes were analyzed using the Positive and Negative Affect Schedule (PANAS). Statistical analysis was performed using IBM SPSS 27.0.
Results showed that DHEA and IgA levels significantly increased in the Moderate Intensity Forest-Exercise Group after 5 and 10 weeks. However, CRP levels increased in both the Moderate Intensity Forest-Exercise Group and the Daily Active Group without statistical significance, while the levels decreased in the High Intensity Forest-Exercise Group but were also not significant. Cognitive function improved significantly only in the High Intensity Forest-Exercise Group, and positive affect significantly increased in this group as well. Conversely, negative affect significantly increased in the Daily Active Group.
This study concluded that moderate-intensity forest exercise is optimal for enhancing physiological activity in older adults, while high-intensity forest exercise is most effective for improving cognitive function and positive emotional states. Therefore, forest exercise environments for older adults should balance low-intensity settings for exercise sustainability, moderate-intensity settings for physiological activation, and high-intensity settings for cognitive and emotional improvements. Additionally, forest exercise programs should be tailored to individual needs and designed with appropriate intensity levels for effective implementation.
Keywords: Elderly, Intensity of forest exercise, DHEA, IgA, CRP, Cognition, Emotion

국문 초록 (Abstract)

노년기의 규칙적인 신체 활동은 고혈압, 당뇨병과 같은 만성 질환뿐만 아니라 우울증과 스트레스 같은 심리적 문제를 감소시키는 데 효과적이다. 그러나 한국 노인의 약 3명 중 1명만이 충분한 신체활동을 하는 것으로 나타났다. 신체 활동의 부족은 체력 저하를 초래하며, 체력이 낮은 사람이 사망률이 더 높다는 연구 결과도 있다. 따라서 노인의 건강을 위해 체계적이고 지속적인 신체활동 관리가 필요하다.
증가한 체력은 독립적인 일상생활 유지와 건강 수명 연장에 중요한 요인으로 작용하며, 지속적인 운동과 사회적 활동 참여는 삶의 질 향상뿐만 아니라 사회적 비용 절감에도 기여할 수 있다. 한국 노인의 48.8%는 거주지 인근 숲 길을 걷는 것으로 조사 되었으며, 산림에서 걷기 운동은 의료비 절감과 참가자의 복지 증진에 도움을 준다.
산림은 생리적 대사를 활성화하는 다양한 요소를 포함하고 있어, 산림 활동은 회복탄력성을 개선하고 신체의 항상성을 유지하는 데 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 그러나 산림의 경사로 인한 운동 부하는 생리적 손상과 근 손상을 초래할 수 있다. 특히 고령 노인은 항상성 유지 능력이 저하되어 있어, 노인 특성에 적합한 산림 운동 환경의 구성과 절차의 확립이 필요하다.
이를 위해 노인의 체력 수준과 건강 상태에 맞춘 안전하고 효과적인 산림 운동의 강도, 빈도, 시간을 규명해야 하며, 산림의 물리적 자극이 노인에게 미치는 생리적 영향을 분석할 필요가 있다.
본 연구는 산림 운동이 고령 노인의 생리 활성 지표, 인지 기능, 정서적 상태 개선에 미치는 영향을 조사하여, 산림 운동이 노인 건강 증진에 미치는 효과를 검증하고, 산림 운동 강도에 따른 효과를 규명하기 위해 수행되었다.
연구 참여자는 65세에서 89세 노인 41명이었다. 참여자는 무작위로 대조군(Daily Active Group, n=17)과 실험군(산림운동 집단)으로 분류되었으며, 실험군은 다시 중강도 산림운동 집단(n=12)과 고강도 산림운동집단(n=12)으로 나뉘었다. 대조군은 일상생활을 유지했으며, 실험군은 주 2회, 10주 동안 산림 운동 프로그램에 참여하였다. 운동 내용은 호흡 체조, 산림 걷기, 근력 운동, 그리고 인지 프로그램으로 구성되었다.
일상생활 집단은 사전·사후 생리적 변화와 인지·정서 변화를 측정했으며, 실험군의 인지·정서 검사는 프로그램 시행 전후에 진행되었다. 또한, 중강도 산림운동 집단과 고강도 산림운동 집단의 생리적 변화는 프로그램 시작 전, 5주 차 프로그램 전·후, 그리고 20회 프로그램 종료 후에 타액 검사를 통해 분석되었다.
생리 검사에는 Dehydroepiandrosterone(DHEA), Immunoglobulin A(IgA), C-Reactive Protein(CRP) 지표가 사용되었으며, 인지 기능 변화는 Montreal Cognitive Assessment(MOCA)를 통해 평가되었다. 정서 변화는 Positive and Negative Affect Schedule(PANAS)를 활용해 분석되었다. 수집된 데이터의 통계 처리는 IBM SPSS 27.0을 사용하였다.
연구 결과, DHEA와 IgA 수준은 중강도 산림운동집단에서 5주와 10주 후에 통계적으로 유의미하게 증가하였다. 그러나 CRP 수준은 중강도 산림운동집단과 일상생활 집단에서 증가했으나 통계적으로 유의하지 않았고, 고강도 산림운동집단에서는 감소했으나 역시 유의미하지 않았다.
인지 기능은 고강도 산림운동집단에서만 통계적으로 유의미하게 증가했으며, 긍정 정서 또한 동일 집단에서 유의미하게 증가하였다. 반면 일상생활 집단에서는 부정 정서가 통계적으로 유의미하게 증가하는 결과를 보였다.
본 연구는 중강도 산림 운동이 노인의 생리 활성 증진에 최적이라는 결과를 도출하였으며, 인지 기능 향상과 긍정적 정서 증진을 위해서는 고강도 산림 운동이 가장 효과적임을 확인하였다. 따라서, 노인을 위한 산림운동 환경은 운동 지속성을 위해 저강도 환경, 생리활성 증진을 위한 중강도 환경, 인지기능 향상과 긍정 정서 함양을 위한 고강도 환경이 균형 있게 구성될 필요가 있다. 또한, 산림 운동 프로그램은 대상자의 특성과 요구에 맞춘 맞춤형 강도 설계와 실행이 중요함을 제안한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ 서론 1
• 1. 연구의 배경 및 필요성 1
• 2. 연구목적 7
• 3. 연구가설 8
• Ⅱ 이론적 배경 9
• 1. 산림치유 9
• 1) 정의 9
• 2) 이론 11
• 2. 운동 17
• 1) 운동의 원리 17
• 2) 운동강도 21
• 3) 운동과 스트레스 23
• 4) 운동 역치 26
• 3. 산림운동 28
• 1) 정의 28
• 2) 특성 30
• 3) 대사기능 34
• 4) 산림운동과 항상성 37
• 5) 운동과 노화 45
• 4. 노화 48
• 1) 정의 48
• 2) 기전 50
• 3) 노화의 생리적 변화 51
• 4) 노화의 인지적 변화 52
• 5) 노화의 심리적 변화 54
• Ⅲ 연구방법 55
• 1. 연구설계 55
• 2. 연구대상자 57
• 3. 프로그램 59
• 1) 호흡운동 61
• 2) 산림 걷기 63
• 3) 근력운동 69
• 4) 인지활동 70
• 4. 측정 도구 71
• 1) 타액 변인 71
• 2) 생리 활성 지표 74
• 3) 인지척도 78
• 4) 긍정·부정 정서 척도 79
• 5. 자료 분석 81
• Ⅳ 결과 및 고찰 82
• 1. 생리 활성의 변화 82
• 1) 노화 호르몬(DHEA)의 변화 82
• 2) 고유 면역 기능(IgA)의 변화 90
• 3) 염증 수준(CRP)의 변화 99
• 2. 인지기능의 변화 106
• 1) 인지기능의 변화 106
• 2) 인지기능 변화에 대한 고찰 108
• 3. 정서의 변화 111
• 1) 긍정 정서·부정 정서의 변화 111
• 2) 정서 변화에 대한 고찰 115
• Ⅴ 논의 118
• Ⅵ 결론 및 제언 135
• 1. 결론 135
• 2. 제언 139
• 3. 한계점 및 후속 연구 142
• 참고문헌 143
• 국문요약 177