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문제 정의
- 본 연구는 운동강도에 의미있는 변화를 일으켜 성장 호르몬 활성화와 뼈 형성에 효과가 있도록 고안된 성장호르몬 활성화 신발의 성능 및 기능의 적합성 여부를 검증하기 위하여 일반 런닝화와 성장호르몬 활성화 신발에서의 운동역학적 변인과 성장호르몬 분비에서 어떠한 차이가 나타나는 지에 대한 평가 및 검증을 수행하였다. 연구 수행결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 이에 본 연구는 운동강도에 의미있는 변화를 일으켜 성장호르몬 활성화와 뼈 형성에 효과가 있도록 고안된 성장호르몬 활성화 신발의 성능 및 기능의 적합성 여부를 검증하기 위하여 일반 런닝화와 성장호르몬 활성화 신발에서의 지면반력의 크기, 후족착지시 최대압력 및 성장호르몬 분비에서 어떠한 차이가 나타나는 지에 대한 평가 및 검증을 수행하고자 한다.
제안 방법
- 본 연구에서는 단지 일반적으로 런닝화의 표준이 되는 파이론 중저와 경도가 55-60 내외의 런닝화를 토대로 3±0.3m/sec 수준에서 성장호르몬 활성화 신발과의 비교 분석을 수행 하였다.
- 후족착지형은 1차적으로 육안적인 방법에 의하여 선정하였으며, 2차적으로 지면반력측정을 통한 정점(peak)의 형태와 압력분포측정을 통한 압력중심선(center of line)의 위치로부터 선정하였다. 실제실험을 하기 전에 실험오차를 줄이기 위하여 피험자가 자연스럽게 후족착지형태로 지면반력판(AMTI)을 정확히 밟고 지나갈 수 있도록 충분한 연습을 하였다.
- 실험시 주행속도는 일반적인 주행속도인 3±0.3m/sec로 실시하였고, 걷기는 개인에 맞는 편한 보행속도로 수행하였다.
- 실험은 달리기와 걷기를 실시할 때 혈액내의 성장호르몬의 분비량의 변화를 관찰하기 위하여, 걷기의 경우 운동전, 5km/h의 속도로 3Km 걷기를 실시한 후, 1km 걷기를 더 실시한 후 총 3회 채혈을 실시하였고, 달리기의 경우 운동전, 9km/h의 속도로 2km 달리기를 실시한 후, 1km 달리기를 더 실시한 후에 채혈하였다. 실험시 주행속도는 일반적인 주행속도인 3±0.
- 일반 런닝화와 성장호르몬 활성화 신발에 대한 지면반력 크기 및 후족착지시 최대압력을 평가하고자 키슬러 지면반력기, Pedar 압력분포 측정기를 보행 및 달리기 동작시 동시에 사용하여 달리기시 지면반력의 크기, 부하율, 최대 압력크기를 분석하였다. 실험시 주행속도는 일반적인 주행속도인 3±0.
- 첫째, 운동역학적 평가는 30세 전후의 후족착지형 런닝을 하는 피험자 8명을 대상으로 하였고, 둘째, 성장호르몬 분비에 대한 검증은 중년층 남성 9명(40~50세)과 청소년 남학생 29명(중등 2~3학년)을 대상으로 하였다. 중년층의 경우 기능화와 일반화를 사용, 각각 달리기와 걷기를 실시하였으며, 청소년의 경우는 기능화와 일반화를 사용, 19명에게는 달리기를 실시하였고, 10명에게는 걷기를 실시하였다. 이들은 정상적인 발(normal foot)의 형태를 지니고 있으면서 후족착지형(heel striker)으로 구성되었다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 신발은 일반 런닝화, 성장호르몬 활성화 신발 두 종류이다. 일반 런닝화로 규정된 신발은 가장 일반적인 런닝용 신발로서 중저가 신발의 충격흡수 재료로 가장 많이 활용되는 파이론으로 구성된 신발이며 경도가 아스커 C 형 경도계로 58 전후의 경도 값을 갖는 신발이다.
- 이 연구는 두 가지 측면에서 진행하였다. 첫째, 운동역학적 평가는 30세 전후의 후족착지형 런닝을 하는 피험자 8명을 대상으로 하였고, 둘째, 성장호르몬 분비에 대한 검증은 중년층 남성 9명(40~50세)과 청소년 남학생 29명(중등 2~3학년)을 대상으로 하였다. 중년층의 경우 기능화와 일반화를 사용, 각각 달리기와 걷기를 실시하였으며, 청소년의 경우는 기능화와 일반화를 사용, 19명에게는 달리기를 실시하였고, 10명에게는 걷기를 실시하였다.
데이터처리
- 성인과 청소년에서 신발의 종류, 걷기 또는 달리기 거리, 신발과 거리의 상호작용에 따른 성장호르몬 분비의 차이를 알아보기 위하여 일반선형모형(General Linear Model)의 반복측정(Repeated Measures)을 실시하였으며, 유의도 p<.05 수준으로 검정하였다.
- 자료처리는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 이용하여 성인과 청소년에서 걷기와 달리기에 따른 성장호르몬의 평균과 표준편차를 각각 구하였다. 성인과 청소년에서 신발의 종류, 걷기 또는 달리기 거리, 신발과 거리의 상호작용에 따른 성장호르몬 분비의 차이를 알아보기 위하여 일반선형모형(General Linear Model)의 반복측정(Repeated Measures)을 실시하였으며, 유의도 p<.
성능/효과
- MPF(Maximal Passive Force)에서 걷기시 성장호르몬 활성화 신발에서 1059N으로 가장 크게 나타났으며 맨발시 1048N, 일반 런닝화 1015N 으로 나타났다. 이러한 결과는 성장호르몬 활성화 신발이 걷기 시에 보다 큰 자극(지면반력)을 신체로 전이시킴으로서 운동 강도를 높여 성장호르몬 분비를 촉진시킨다는 메카니즘 측면에서 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 이러한 결과는 어린이, 청소년기에 비해 상대적으로 성장호르몬이 작게 나타나는 성인들의 특성이 달리기라는 운동강도가 조금 큰 상황에서도 변화를 주지 못한 결과로 판단된다. 거리 변인에서는 신발의 종류에 관계없이 거리가 증가됨에 따라 성장호르몬이 더 활성화 된다는 결과가 나타났다. 따라서 성인의 달리기에 있어서 신발에 대한 차이는 나타나지 않았으나 거리변인(운동량)에 따라서는 운동 거리의 증가에 따라 성장호르몬 분비가 더 많이 발생하는 것으로 나타났다.
- 거리와 신발*거리 상호작용의 경우는 구형성 검정을 통하여 구형성이 가정된 경우는 일변량 분석결과를 취하였고, 구형성이 가정되지 않은 경우는 다변량 분석결과를 취하였다.
- 5ng/ml 로 약 4ng/ml 의 차이가 난 결과로 판단해 볼 때 성장호르몬 활성화 런닝화는 운동을 시작해서 2km 전후까지의 운동에는 일반 런닝화에 비해 2배 이상의 큰 효과가 있다. 그러나 운동 강도의 증가(운동거리의 증가)에 의한 성장호르몬의 분비에서는 점차 운동강도에 의한 성장호르몬 분비효과에 의해 그 미치는 영향이 적어지는 것으로 나타났다.
- 이러한 결과는 성장호르몬 활성화 신발이 걷기 시에 보다 큰 자극(지면반력)을 신체로 전이시킴으로서 운동 강도를 높여 성장호르몬 분비를 촉진시킨다는 메카니즘 측면에서 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다. 달리기시에는 중저의 경도가 70 내외이고 반발탄성율이 70% 인 성장호르몬 활성화 신발이 일반 런닝화보다 작은 값을 보였다. 이러한 결과는 곽창수(1993)가 경도가 클수록 충격력이 증가할 것이라는 일반적인 생각과는 달리 경도가 연질일수록 충격력이 크게 나타났다고 보고한 내용과 Nigg(1986)이 경도는 충격력의 크기에 영향을 미치지 않는다고 보고한 내용으로 판단해 볼 때 중저의 경도 70은 충격력을 크게 하는 요인이라고 말 할 수 없으며 오히려 경도가 큼에 의해 특정지역으로 집중되는 압력을 분산시켜 충격력의 최대크기를 줄이기 때문에 이러한 결과를 나타냈을 것으로 사료된다.
- 둘째, 4km 이내의 걷기 운동에서는 성인에 있어서는 성장호르몬 활성화 신발에 대한 효과가 나타나지 않았으나 청소년기에서는 일반 런닝화보다는 성장호르몬 활성화 신발에서 평균적으로 성장호르몬이 많이 분비되는 것으로 나타났다. 그러나 통계적으로는 유의하게 나타나지 않았고, 피험자내의 편차가 크다는 것을 알 수 있었다.
- 거리 변인에서는 신발의 종류에 관계없이 거리가 증가됨에 따라 성장호르몬이 더 활성화 된다는 결과가 나타났다. 따라서 성인의 달리기에 있어서 신발에 대한 차이는 나타나지 않았으나 거리변인(운동량)에 따라서는 운동 거리의 증가에 따라 성장호르몬 분비가 더 많이 발생하는 것으로 나타났다.
- 또한, 2km 운동시에는 일반 런닝화가 16.7ng/ml, 성장호르몬 활성화가 38.7ng/ml 로 2배 이상이 차이가 났으나 3km 운동시에는 일반 런닝화가 23.5ng/ml, 성장호르몬 활성화가 27.5ng/ml 로 약 4ng/ml 의 차이가 난 결과로 판단해 볼 때 성장호르몬 활성화 런닝화는 운동을 시작해서 2km 전후까지의 운동에는 일반 런닝화에 비해 2배 이상의 큰 효과가 있다. 그러나 운동 강도의 증가(운동거리의 증가)에 의한 성장호르몬의 분비에서는 점차 운동강도에 의한 성장호르몬 분비효과에 의해 그 미치는 영향이 적어지는 것으로 나타났다.
- 셋째, 성장호르몬 활성화 신발은 운동강도가 약한 걷기동작에서는 일반 런닝화보다 더 큰 부하를 신체에 전이시키고, 달리기에서는 일반 런닝화보다 더 큰 충격량을 신체에 전달하여 보다 큰 운동강도를 생성하고, 동시에 신체 일부분에 집중되는 부하를 분산시키고 작은 부하율을 통한 부상 발생원인을 제거함으로써 부상 없이 몸에 자극을 크게 전달, 성장호르몬 분비를 활성화 시킬 것으로 판단된다.
- 위의 결과로 판단해 볼 때 성장호르몬 활성화 신발은 청소년기의 키성장에 효과가 있는 것으로 판단되며 보통 2km 전후 정도의 달리기 운동에서 그 효과를 크게 얻을 것으로 판단된다. 물론 그 이상 운동기간이 증가될수록 더 큰 효과를 나타낸다.
- 위의 결과를 토대로 판단해 볼 때 성장호르몬 활성화 신발은 운동강도가 약한 걷기동작에서는 일반 런닝화보다 더 큰 부하를 신체에 전이시키고, 운동강도가 큰 달리기에서는 일반 런닝화보다 더 큰 충격량을 신체에 전달함과 동시에 부하를 분산시키고 작은 부하율을 통한 부상 발생원인을 제거함으로써 일반신발에 비해 부상 없이 몸에 자극을 크게 전달함으로써 성장호르몬 분비를 활성화 시킬 수 있을 것(Jedex, et al., 1997, 박동호, 2002)으로 사료된다.
- 청소년 걷기의 경우 일반화와 기능화의 비교에서 평균에서는 3km, 4km 운동 중에서 증가를 나타냈으나 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 거리에 다른 통계적 차이는 나타났다. 이는 청소년기에서 걷기시 일반화보다는 성장호르몬 활성화 신발에서 평균적으로 성장호르몬이 많이 분비하는 것으로 나타났으나 통계적으로는 유의하게 나타나지 않아 피험자내의 편차가 크다는 것을 알 수 있었다. 거리 변인에서는 신발의 종류에 관계없이 거리가 증가됨에 따라 성장호르몬이 더 활성화 된다는 것이다.
- MPF(Maximal Passive Force)에서 걷기시 성장호르몬 활성화 신발에서 1059N으로 가장 크게 나타났으며 맨발시 1048N, 일반 런닝화 1015N 으로 나타났다. 이러한 결과는 성장호르몬 활성화 신발이 걷기 시에 보다 큰 자극(지면반력)을 신체로 전이시킴으로서 운동 강도를 높여 성장호르몬 분비를 촉진시킨다는 메카니즘 측면에서 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다. 달리기시에는 중저의 경도가 70 내외이고 반발탄성율이 70% 인 성장호르몬 활성화 신발이 일반 런닝화보다 작은 값을 보였다.
- 05) 또한, 성장호르몬 활성화와 거리의 상호작용의 효과가 나타났다. 이러한 결과는 일반 신발 (중저의 재질이 파이론이며, 경도가 55-60)보다 신발의 중저 경도를 약 10 내외정도 더 높이고 반발탄성을 약 40-50% 가량 높인 성장호르몬 활성화 신발을 통해 달리기시 더 큰 충력량을 신체에 전달함으로써 호르몬 분비기관인 시상하부에 더 큰 자극을 제공하고 그 결과 성장호르몬 분비촉진호르몬(GHRH) 분비의 촉진과 뇌하수체에서의 성장호르몬(GH) 분비를 더 크게 촉진하기 때문에 나타난 결과로 사료된다. 또한, 이러한 결과는 운동에 의한 성장호르몬과 IGF의 반응은 운동강도와 운동지속시간에 의해 좌우된다(Brahm et al, 1996; Grossman et al.
- 첫째, 신발의 경도를 일반 신발보다 약 10 내외정도 더 높이고 반발탄성을 약 40-50% 가량 높인 성장호르몬 활성화 신발이 일반 런닝화(경도가 55-60)에 비해 달리기시 통계적으로 성장호르몬 분비가 유의하게 증가됨으로써 2km 이내 달리기시 청소년기의 성장호르몬 분비를 더 활성화 시키는 것으로 나타났으며, 따라서 키성장에 있어서 효과가 있을 것으로 판단된다.
- 청소년 달리기의 경우 일반 런닝화와 성장호르몬 활성화의 비교에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.(p<.
- 달리기시에는 맨발에서 다른 신발보다 작은 값을 보였는데 이는 Nigg(1987)이 외적인 충격력이 크게 들어 올 때 신체에서는 외적인 충격력을 일정하게 유지하려는 보호메카니즘을 발현하여 충격을 줄이는 현상을 보이게 된다는 내용을 토대로 판단해 볼 때 맨발시에는 지면반력기라는 단단한 물체 위에서 달리기를 해야 하기 때문에 신체 보호메카니즘을 발현하여 충격력을 줄이는 변화가 있었을 것으로 사료된다. 한편, 성장호르몬 활성화 신발이 일반신발보다 더 작은 LR을 보임으로써 부상과 관련하여 일반 런닝화에 비해 충격력에 의한 부상은 크게 문제되지 않을 것으로 판단된다.
- 후족착지시 최대압력(MPRC)에서는 걷기시 성장호르몬 활성화 신발이 230.26kpa로 일반 런닝화 215.93kpa 보다 크게 나타났으며, 달리기시에는 반대로 성장호르몬 활성화 신발이 211.69kpa로 일반 런닝화 261.31kpa 보다 작게 나타난 운동 강도가 낮은 걷기에서는 최대 압력이 크고 충력량이 커 신체로의 부하전이를 크게 시키고 운동 강도가 높은 달리기에서는 경도가 높고, 신발에서의 압력 분산효과가 커 후족부위에서 한곳으로 집중되는 최대 압력 값이 낮게 나타나고 있다.
후속연구
- 3m/sec 수준에서 성장호르몬 활성화 신발과의 비교 분석을 수행 하였다. 따라서 추후에는 다양한 운동강도, 달리기속도, 제품 등을 토대로 다양한 측면에서의 검증연구를 통해 좀 더 명확한 결과를 도출할 수 있도록 계속적인 연구노력이 요구된다.
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