저항 운동과 유산소 운동이 에너지 대사물질, 호르몬과 초과산소소비량에 미치는 영향 = Effect of Resistance Training and Aerobic Training on Energy Metabolites, Hormone and Excess Post-exercise Oxygen consumption

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 저항 운동 (60% 1-RM) 과 유산소 운동 (60% VO_(2max)) 에 따른 운동전 (안정시), 운동직후 및 회복시간의 경과에 따른 초과산소소비량, 호흡 교환율, 에너지 소비량과 에너지 대사물질 (젖산, 글루코스, 유리 지방산) 및 호르몬 (에피네프린, 노르에피네프린, 성장 호르몬, 코티솔) 의 변화를 구명하는 것이다. 이 연구의 대상자는 건강한 남자 대학생 8명을 대상으로 하였으며 피험자들은 브루스 프로토콜 (bruce protocol) 에 의해 점증 운동부하 검사와 free weight 기구로 1-RM을 측정하였고 개개인의 최대산소섭취량과 1-RM을 기준으로 운동강도를 설정하였다.
유산소 운동에서는 60% VO_(2max)로 운동하였으며 저항 운동은 60% 1-RM으로 운동을 실시하였다. 운동량은 두가지 운동방법 모두에서 동일하게 300㎉를 소비하였다. 안정시 및 운동직후 및 회복기에 관찰된 호흡계 주요 변인은 호흡 교환율, 산소 소비량, 분당 에너지 소비량, 초과산소소비량과 총 에너지 소비량이며, 호기가스의 분석은 Quinton (U.S.A) 의 QMC를 이용하여 실시하였다. 혈액분석은 피험자들의 전완 정맥에서 안정시, 운동직후 및 회복기 30분, 회복기 60분에 각각 10㎖의 혈액을 채혈하였다.
피험자의 신체적 특성은 연령 (year) 20.75±.50, 신장 (㎝) 176.25±l.50, 체중 (㎏) 75.90±7.84, 체지방율 (% fat) 12.25±1.98이다. 자료처리는 저항 운동과 유산소 운동에 따른 호흡순환계 변인, 에너지 대사물질 및 호르몬의 변화를 검증하기 위하여 일원변량분석 (one way ANOVA) 과 운동 유형간 초과산소소비량과 총 에너지 소비량에 차이가 있는지의 여부를 검증하기 위해 t검증 (t-test) 을 실시하였다. 분석 결과 운동유형별 시기간에 p<.05수준에서 통계적으로 의의있는 차이가 있을 경우 SNK (Student Newman-Keuls) 를 이용한 사후개별 비교하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.
첫째, 스트레스 호르몬인 에피네프린, 노르에피네프린 및 코티솔의 경우, 유산소 운동의 에피네프린 평균치 (X=73.22±25.84pg/㎖), 노르에피네프린 평균치 (X=445.40±245.87pg/㎖) 와 코티솔 평균치 (X=14.4±4.18㎍/㎗) 수준이 저항 운동의 에피네프린 평균치 (X=58.63±16.74pg/㎖), 노르에피네프린 평균치 (X=392.70±108.75pg/㎖) 와 코티솔 평균치 (X=13.07±4.04㎍/㎗) 수준에 비해 높게 나타나 결과적으로 유산소 운동이 저항 운동에 비해 지방 분해와 관련이 깊은 스트레스 호르몬의 긍정적 변화와 아울러 초과산소 소비량과 에너지 소비량 측면에서 유산소 운동이 저항 운동보다 효과적인 운동방법인 것을 알 수 있다. 반면, 성장 호르몬, 젖산과 유리 지방산의 평균치 경우, 저항 운동의 성장 호르몬 (X=9.84±3.81pg/㎖), 젖산 (X=4.46±0.24mmol/ℓ) 과 유리 지방산 평균치 (X=370.90±95.39Eq/ℓ) 수준이 유산소 운동의 성장 호르몬 (X=8.71±3.09pg/㎖), 젖산 (X=2.74±1.00mmol/) 과 유리지방산 평균치 (X=264.20±108.63Eq/ℓ) 수준에 비해 높게 나타나 저항 운동이 유산소 운동에 비해 인체에 가해지는 자극 정도가 높아 피로도가 보다 빠르게 유발시킨다는 것을 알 수 있다. 혈중 글루코스는 유산소 운동 (X=47.38±6.02㎎/dl) 이 저항 운동 (X=43.01±4.19㎎/dl) 에 비해 높음을 확인할 수 있었다.
둘째, 유산소 운동과 저항 운동 중 어떤 운동이 초과산소소비량 증가를 위한 운동인지를 명확하게 판단할 수는 없으나, 동일하게 300㎉를 소비하는 운동량으로 유산소 운동과 저항 운동을 실시하였을때 운동후 총 초과산소소비량과 총 에너지 소비량은 유산소 운동 (X=108.25±27.27㎖/㎏/min, X=111.43±11.51㎉/min) 이 저항 운동 (X=97.48±23.52㎖/㎏/min, 111.43±11.51㎉/min) 에 비해 높게 나타났으며 호흡 교환율은 유산소 운동이 X=0.88±.08, 저항 운동은 X=0.82±.07로 나타났다.
결과적으로, 300㎉를 소모시킬 수 있는 동일한 운동량으로 저항 운동과 유산소 운동을 실시하였을 때, 유산소 운동후 총 초과산소 소비량과 총 에너지 소비량이 높게 나타나 에너지원 동원 측면에서 볼 때, 지방 분해를 위한 유산소 운동을 수행하는 것이 효과적인 운동방법으로 나타났다. 그러나 이 연구에서 호흡 교환율을 이용하여 회복기 동안의 지방 산화를 살펴보면, 저항 운동 후에 지방연소 비율이 유산소 운동보다 낮게 나타났기 때문에 유산소 운동만을 실시하는 것보다는 지방 연소 측면에서 저항 운동을 병행하여 실시하는 것이 보다 효율적인 운동 방법이 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To investigate effect of resistance training and aerobic training on post-exercise oxygen consumption (EPOC), oxygen consumption (VO_(2)), total energy consumption, hormone (catecholamine, cortisol, growth hormone) and energy metabolites (free fat acid, lactate), two groups of men participated in acute resistance and aerobic training.
To know each subject's VO_(2max), 8 each healthy male college students (19.7±2.3, 19.3±0.5 years; height 176㎝; %body fat: 12.6%) performed graded exercise test using bruce protocol and then four subjects performed resistance training which consist of three sets of six exercises at 60% of each subject's one repetition maximum with a work of 300㎉ for 47min bout and other four subjects performed aerobic training, 24min bout of treadmill running to consume 300㎉ at matched rates of 60% VO_(2max) Blood was obtained at rest and immediately after and 30min, 60min after exercise for analysis of total epinephrine, cortisol, growth hormone, lactate and free fat acid.
EPOC, RER, energy consumption and VO_(2) was measured continuously during exercise and the first 5min into recovery, 10min, 15min, 20min, 30min, 45min and at 60min into recovery. VO_(2) during resistance training (6.80㎖/㎏/min) and aerobic training (9.80㎖/㎏/min) were increased immediatey after exercise (p<.001) and then gradually decreased untill value of rest, respectively.
Total excess post-exercise oxygen consumption (97.48㎖/㎏/min) during resistance training and aerobic training (108.25㎖/㎏/min) were not significantly (p>.05) different whereas total energy consumption during resistance training (107.25㎉/min) and aerobic training (111.43㎉/min) were significantly (p<.05) different Respiratory exchange rate of resistance training (0.82) is lower than that of aerobic training (0.88).
The period of epinephrine level in resistance exercise (58.63pg/㎖) and that of aerobic exercise (73.22pg/㎖) were increased immediatey after exercise (p<.001) and then gradually decreased untill value of rest, respectively. also, the period of norepinephrine level in resistance exercise (392.70pg/㎖) and that of aerobic exercise (445.40pg/㎖) were similiar pattern (p<.001) in that of resistance exercise (58.63pg/㎖) and that of aerobic exercise (73.22pg/㎖) as above. The period of growth hormone level in resistance exercise (9.84pg/㎖) and that of aerobic exercise (8.71pg/㎖) were increased immediatey after exercise (p<.001) and then gradually decreased untill value of rest, respectively.
FFA during aerobic training (370.90μEq/ℓ) were increased 30min after exercise (p<.001) and then gradually decreased untill value of rest, respectively. There are a significant difference among period of lactate level in resistance exercise (4.46mmol/ℓ) but not a significant difference among period of lactate level in aerobic exercise (2.74mmol/ℓ) The period of glucose level in resistance exercise (58.63pg/㎖) and that of aerobic exercise (73.22pg/㎖) were increased immediatey after exercise (p<.001)
The results suggest that, in general, aerobic training elicit a greater elevated total post-exercise oxygen consumption, total energy consumption, oxygen consumption and epinephrine and free fat acid than resistance training when two activites are perforemed at mached 300㎉ energy consumption of work and equal duration whereas resistance training elicit a greater elevated lactate, growth hormone and RER. Therefore, RER as consequence of resistance training will be overemphasized if based on exercise for oxidation of fats.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅰ
• 목차 = ⅰ
• 표목차 = ⅲ
• 그림목차 = ⅳ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 = 1
• 2. 연구 목적 = 2
• 3. 연구 가설 = 3
• 4. 용어의 정의 = 5
• Ⅱ. 이론적 배경 = 6
• 1. 운동과 에너지 대사물질 및 호르몬의 변화 = 6
• 2. 운동에 따른 호흡 순환계의 변화 = 8
• 3. 운동 유형에 따른 초과산소 소비량의 변화 = 9
• Ⅲ. 연구방법 = 11
• 1. 연구대상 = 11
• 2. 실험설계 = 11
• 3. 실험절차 및 내용 = 12
• 4. 자료처리방법 = 17
• Ⅳ. 결과 = 18
• 1. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 에니테프린 수준의 변화 = 18
• 2. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 노르에피네프린 수준의 변화 = 19
• 3. 유산오 운동과 저항 운동에 따른 혈중 성장 호르몬 수준의 변화 = 21
• 4. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 코티솔 수준의 변화 = 22
• 5. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 유리 지방산 수준의 변화 = 23
• 6, 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 젖산 수준의 변화 = 25
• 7 유산소 운동과 저항 운동에 따른 혈중 글루코스 수준의 변화 = 26
• 8. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 호홉 교환율의 변화 = 27
• 9. 유산소 운동과 저항 운동에 따른 산소 소비량의 변화 = 28
• 10. 유산소 운동과 저항 은동에 따른 회복기 분당 에너지 소비량 = 30
• 11. 유산소 운동과 피항 운동에 따른 총 초과산소소비량과 총 에너지 소비량의 변화 = 31
• Ⅴ. 논의 = 33
• 1. 운동유형에 따른 스트레스 호르몬의 변화 = 33
• 2. 운동유형에 따른 호흡 순환계 대사변인의 변화 = 38
• Ⅵ. 결론 = 41
• 참고문헌 = 43
• ABSTRACT = 52
• 부록1 : 사후검증 결과 = 54
• 부록2 : 저항 운동의 6가지 종목 실시 요령 = 56