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문제 정의
- 그 동안 기존의 비만관리프로그램 연구에서 단일운동의 효과를 포함한 다양한 비만관리 프로그램이 소개되어 왔으나 유산소 운동과 무산소 운동을 병행한 복합 운동효과에 대한 연구는 미진한 실정이므로, 본 연구에서는 유산소 운동과 무산소 운동의 순서를 다르게 적용 하였을 때 여러 생리학적 변인들에 대한 선행연구를 바탕으로 체지방 축적에 가장 큰 관심을 받고 있는 복부 지방의 구성과 혈중지질에 대한 변화를 비교분석함으로써 비만 여대생을 대상으로 12주간의 유·무산소 복합운동순서 적용이 비만여대생들에게 미치는 영향을 확인하여 추후 예상되는 비만으로 인한 만성질환비율을 감소시키고 올바른 비만치료 및 관리에 기초 자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 비만 여대생을 대상으로 12주간 유산소운동과 무산소운동의 순서를 다르게 적용한 복합운동이 복부지방 구성 및 혈중지질에 미치는 영향을 비교분석 함으로써 비만감소와 예방 및 효율적이고 능률적인 운동프로그램의 기초자료를 제공하고자 실시되었다.
- 비만 여대생을 대상으로 유산소(걷기운동)운동, 무산소(저항운동)운동의 순서를 다르게 적용하여 복부지방 구성 및 혈중지질에 미치는 영향을 비교분석함으로써 비만 감소와 예방을 목적으로 효과적이고 능률적인 운동 프로그램의 기초자료를 제시하고자하였다.
제안 방법
- 개인별 운동 강도 설정은 최대반복(1RM)간접 측정법[17]을 이용하여 중량부하의 7～8회 반복 가능하게 실시할 수 있도록 하여 다음의 운동부하(Weight: W)와 반복횟수(Repetition:R), 체중을 간접 측정법 공식[W1=W×0. 025×R, 1RM=W+W1]에 대입하여 1RM을 산출하였다.
- 검사 전 채혈 24시간 이내에 격렬한 운동과 음주 및 약물복용을 금지하게 하고 최소 한 12시간 공복상태를 유지하도록 권고하였고 12주 운동 전·후 채혈시간은 동일한 시간에 하였다.
- 복부내장지방 전산화 단층촬영(Siemens Somatom Volume zoom, Germany)을 이용하여 대상인의 4∼5번째 요추 상단을 횡단하는 부위에서 Hounsfield unit -200에서 -20에 속하는 부위를 측정하여 복부지방면적 (abdominal fat area)을 구한다. 복막을 경계로 안쪽을 내장지방면적(visceral fat area), 바깥쪽을 피하지방면적(abdominal subcutaneous fat)으로 나누어 각각의 지방량을 구하였으며, 이로부터 내장지방면적/피하지방면적 비를 산출하였다.
- 복부내장지방 전산화 단층촬영(Siemens Somatom Volume zoom, Germany)을 이용하여 대상인의 4∼5번째 요추 상단을 횡단하는 부위에서 Hounsfield unit -200에서 -20에 속하는 부위를 측정하여 복부지방면적 (abdominal fat area)을 구한다.
- 본 연구의 혈중 지질의 변인으로는 총 콜레스테롤(Total Cholesterol; TC), 중성지방 (TriGlyceride; TG), 고밀도지방단백질(HDL-C; High Density Lipoprotein-Cholesterol)을 측정하였다.
- 본 운동 프로그램 기간은 2013년 9월부터 2013년 12월까지 총 12주 동안 American College of Sports Medicine[ACSM][14]의 지침에 따라 운동 빈도는 근피로 누적과 관절의 손상을 줄이기 위해 격일제 주 3회로 설정하였다.
- 운동 강도 증가는 체중감량 운동 프로그램이 진행되어 감에 따라 4주 간격으로 증가 시켜야 되며 운동시간은 1주일에 3일 격일제로 운동 수행시 80～90분 정도가 적당하다[18]는 지침을 바탕으로 본 연구의 운동 프로그램은 5주차, 9주차에 유산소 운동은 5%, 저항운동은 4%씩 증가시켰으며, 운동시간은 하루 약 80분의 본 운동 시간 중 유산소 운동, 무산소 운동 각 40분씩 두 집단 모두 동일하게 적용하였다. 두 집단에게 적용될 12주간 운동 프로그램은 [Table1]과 같다.
- 본 운동 프로그램 기간은 2013년 9월부터 2013년 12월까지 총 12주 동안 American College of Sports Medicine[ACSM][14]의 지침에 따라 운동 빈도는 근피로 누적과 관절의 손상을 줄이기 위해 격일제 주 3회로 설정하였다. 유산소 운동은 트레드밀을 이용한 걷기 운동, 무산소 운동은 저항성트레이닝 장비(Machine weight exercise)와 자유운동(Free weight exercise)장비를 이용한 저항운동으로 구성하였다.
- 저항운동은 복합관절 운동 후 단순관절 운동, 대 근육(핵심운동)에서 소 근육(보조운동)의 순서를 기초로 하여 진행하였으며[15], 근 기능 향상과 체중감량에 탁월한 효과를 위해 모든 운동 종목을 3세트로 설정하였다[16]. 개인별 운동 강도 설정은 최대반복(1RM)간접 측정법[17]을 이용하여 중량부하의 7～8회 반복 가능하게 실시할 수 있도록 하여 다음의 운동부하(Weight: W)와 반복횟수(Repetition:R), 체중을 간접 측정법 공식[W1=W×0.
- 이상, 체지방률이 30% 이상의 여대생으로 저항운동 후 유산소운동 집단 12명, 유산소운동 후 저항운동 집단 12명으로 분류하였다. 측정변인으로 복부지방검사는 내장지방면적, 피하지방면적, 내장지방면적/피하지방면적 비, 혈중지질 분석은 총 콜레스테롤, 중성지방, 고밀도지방단백질, 저밀도지방단백질을 분석하였다.
- 트레드밀의 운동강도는 ACSM[14]의 권장하는 운동 강도로서 본 연구의 대상들은 규칙적인 운동을 하지 않은 20대 비만 여대생이라는 것을 감안하여 대상자별 목표 심박수(Target Heart Rate) 60%HRmax의 운동 강도로 설정하였다. 목표 심박수는 최대심박수(220-나이)와 안정시 심박수를 측정한 후 카보넨 공식[14][Exercise Intensity%×(HRmax-HRrest)+HRrest]에 대입하여 계산하였다.
- 본 연구의 대상은 D시 H대학교에 재학 중인 여대생으로 체질량지수(Body Mass Index)25kg/m2이상, 체지방률이 30%이상, 최근 6개월간 규칙적인 운동에 참가하지 않은 대상으로 의학적인 특별한 질환이 없으며 실험에 참가하기 전 실험에 관련된 모든 정보와 절차에 대한 설명을 듣고 참가에 동의한 학생들로 선정 하였다. 표집 대상을 무선배정(Random assignment)하여 저항운동 후 유산소운동 집단(A group) 12명, 유산소운동 후 저항운동 집단(B group) 12명으로 분류하였다. 실험 전 신장 측정은 자동 신장계로 BSM-330(Biospace Co.
대상 데이터
- 9kg/m²2을 1단계 비만 또는 중등도 비만, 체지방률 30%이상일 때 비만으로 판단한다고 정의하였다. 본 연구의 대상은 D시 H대학교에 재학 중인 여대생으로 체질량지수(Body Mass Index)25kg/m2이상, 체지방률이 30%이상, 최근 6개월간 규칙적인 운동에 참가하지 않은 대상으로 의학적인 특별한 질환이 없으며 실험에 참가하기 전 실험에 관련된 모든 정보와 절차에 대한 설명을 듣고 참가에 동의한 학생들로 선정 하였다. 표집 대상을 무선배정(Random assignment)하여 저항운동 후 유산소운동 집단(A group) 12명, 유산소운동 후 저항운동 집단(B group) 12명으로 분류하였다.
- 연구 대상자는 체질량지수 25kg/m2 이상, 체지방률이 30% 이상의 여대생으로 저항운동 후 유산소운동 집단 12명, 유산소운동 후 저항운동 집단 12명으로 분류하였다. 측정변인으로 복부지방검사는 내장지방면적, 피하지방면적, 내장지방면적/피하지방면적 비, 혈중지질 분석은 총 콜레스테롤, 중성지방, 고밀도지방단백질, 저밀도지방단백질을 분석하였다.
데이터처리
- 자료 분석은 SPSS통계 프로그램을 이용하여 항목별 평균 및 표준편차를 알아보기 위해 기술통계 (Descriptive analysis)를 실시하였고 집단 간에 동질성 검증은 독립 T-검증(Independent t-test)을 하였다. 종속변인에 유의성 검증을 위하여 집단 간 요인이 있는 반복측정에 의한 이원변량분석(Two-way repeated measuredANOVA)을 실시하였다.
- 자료 분석은 SPSS통계 프로그램을 이용하여 항목별 평균 및 표준편차를 알아보기 위해 기술통계 (Descriptive analysis)를 실시하였고 집단 간에 동질성 검증은 독립 T-검증(Independent t-test)을 하였다. 종속변인에 유의성 검증을 위하여 집단 간 요인이 있는 반복측정에 의한 이원변량분석(Two-way repeated measuredANOVA)을 실시하였다. 집단 간의 유의성이 나타나지 않고 상호작용효과가 유의할 경우 단순 주효과(Simple main effect)분석으로 집단 내 측정변인 간의 전·후차 변화를 검증하기 위해 대응 T-검증(Paired t-test)을 이용하였고 통계적 유의 수준은 α=.
- 집단 간의 유의성이 나타나지 않고 상호작용효과가 유의할 경우 단순 주효과(Simple main effect)분석으로 집단 내 측정변인 간의 전·후차 변화를 검증하기 위해 대응 T-검증(Paired t-test)을 이용하였고 통계적 유의 수준은 α=.
이론/모형
- 목표 심박수는 최대심박수(220-나이)와 안정시 심박수를 측정한 후 카보넨 공식[14][Exercise Intensity%×(HRmax-HRrest)+HRrest]에 대입하여 계산하였다.
- 표집 대상을 무선배정(Random assignment)하여 저항운동 후 유산소운동 집단(A group) 12명, 유산소운동 후 저항운동 집단(B group) 12명으로 분류하였다. 실험 전 신장 측정은 자동 신장계로 BSM-330(Biospace Co., Korea), 체중, 체지방 측정은 전기저항법 원리로 Inbody520(Biospace Co., Korea)을 이용하였다.
- 본 연구의 혈중 지질의 변인으로는 총 콜레스테롤(Total Cholesterol; TC), 중성지방 (TriGlyceride; TG), 고밀도지방단백질(HDL-C; High Density Lipoprotein-Cholesterol)을 측정하였다. 저밀도지방단백질은 (LDL-C; Ligh Density Lipoprotein-Cholesterol)은 Freidewald방법으로 계산하였다.
성능/효과
- 고밀도지방단백질의 변화는 두 집단 모두 측정시기에서 통계적으로 유의한 차이(p<. 001)로 증가하여 고밀도지방단백질에서 12주간 운동프로그램 효과를 보였으나 상호작용, 집단 간에 유의한 차이가 나타나지 않아 운동 순서에 따른 고밀도지방단백질의 효과는 나타나지 않았다.
- 이러한 결과는 저항성 운동 중에는 해당과정(Glycolysis System)을 통하여 신체에 저장된 글리코겐의 빠른 에너지 동원 후 유산소 운동을 실시함으로써 지방산화기전이 충분히 활성화되는 것과 동시에 유산소 운동 시 추가적으로 효율적인 에너지 소비가 이루어진 것이다. 그러므로 사전에 실시한 운동은 연이어 실시하는 운동의 산소 소비, 글리코겐 분해와 혈중 젖산 농도, 심박수 등에 영향을 미치는 것으로 나타났으며[19], 저항운동 후 유산소 운동은 유산소 운동 후 저항 운동에 비하여 높은 VO2와 HR, RPE를 나타난 것으로 보아 본 연구 결과의 일정부분을 뒷받침한다고 할 수 있다[20]. 또한 비만 여성의 16주간 저항 운동프로그램 참여가 복부 지방에 변화에 관한 연구에서는 복부 피하 지방, 내장지방에 유의한 차이가 있었으며BMI와 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다[21].
- 첫째, 복부 피하지방에서는 상호작용이 통계적인 유의한 차이가 나타나 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단이 유의한 차이로 감소하여 운동 순서에 따른 복부 피하지방의 효과가 나타났다. 둘째, 혈중 지질은 중성지방 요인에서 상호작용 효과가 통계적으로 유의한 차이가 나타났고 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단만이 유의한 차이로 감소하여 저항운동 후 유산소 운동 순서가 중성지방 감소에 효과가 나타났다.
- 모든 대상들의 혈중 지질 요인에 대한 긍정적 영향은 12주간의 저항 운동프로그램 구성의 효과가 나타난 것이며, 저항운동은 해당작용 관련 효소들의 활성도를 증가시키고 근육내의 ATP와 인산크레아틴 저장량과 근섬유의 크기를 증가시켜 근력 향상 및 근 비대를 유발 한다는 연구결과와 관련이 있으며[25], 에너지 대사량과 안정 시 대사량의 증가가 혈중 지질에 영향을 미치는 것으로 예측된다.
- 복부 내장지방 면적의 변화에서는 두 집단 모두 측정 시기에서 통계적으로 유의한 차이(p<. 05)로 감소하여 두 집단 각각에 적용된 12주간의 운동프로그램 효과를 보였으나 상호작용, 집단 간에 유의한 차이가 나타나지 않아 운동 순서에 따른 복부 내장지방의 효과는 나타나지 않았다.
- 복부 피하지방 면적의 변화는 두 집단 모두 측정시기에서 통계적으로 유의한 차이(p<. 001)로 감소하여 복부 피하지방 면적에 12주간의 운동프로그램 효과를 보였다.
- 본 연구에서 두 집단 모두 복부지방과 혈중지질의 모든 요인에서 긍정적인 결과가 나타난 것은 12주간의 운동 프로그램의 효과로 볼 수 있으며 저항운동 후 유산소 운동 집단에서 복부 피하지방, 중성지방에 유의한 차이가 나타난 것은 선 저항운동, 후 유산소 운동이 복합운동 프로그램 구성에 있어 효율적인 방법을 제시하였다고 볼 수 있다.
- 운동 중 체내 탄수화물과 지방의 에너지 이용률은 중강도의 운동에서 20분을 전후하여 탄수화물과 지방의 소모가 거의 같은 비율로 이용되지만, 다른 에너지원으로서의 지방질인 중성지방은 Free fatty acid(FFA)와 glycerol로 분해되어 에너지 원료로 사용되고, 운동시 지방산 산화로 에너지 공급이 증가되는데, 유산소성 운동에 의해 혈장 FFA증가는 20∼30분이 소요된다고 하였다[26]. 본 연구의 경우 저항운동 후 유산소 운동 집단의 중성지방 감소 효과도 선 저항운동 시 근육과 혈장의 글루코스의 에너지 동원이 유산소 운동에서 유리지방산의 이용을 가속하게 되었고 저항운동 시 주로 사용된 활동근을 통해 유산소 운동에서 지질의 분해 효과를 증가시킨 것으로 예상할 수 있다.
- 본 연구의 주요한 결과로 복부피하지방에서는 상호작용에서 통계적인 유의한 차이가 나타나 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단만이 유의한 차이로 감소하여 저항운동 후 유산소 운동 순서가 복부 피하지방의 효과가 있다는 결과를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 저항성 운동 중에는 해당과정(Glycolysis System)을 통하여 신체에 저장된 글리코겐의 빠른 에너지 동원 후 유산소 운동을 실시함으로써 지방산화기전이 충분히 활성화되는 것과 동시에 유산소 운동 시 추가적으로 효율적인 에너지 소비가 이루어진 것이다.
- 본 연구의 혈중 지질의 결과에서는 모든 요인에서 두 집단 모두 12주간 운동 프로그램에 대한 유의한 효과가 나타났으며 또한 집단 간의 유의한 차이가 나타나지 않았으나 중성지방 요인에서는 상호작용 효과가 나타났고 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단만이유의한 차이로 감소하여 저항운동 후 유산소 운동순서가 중성지방 감소에 효과가 있다는 결과를 보였다. 비만 여성의 운동 순서 차이에 따른 혈청지질농도의 변화를 관찰한 연구에서는 저항성트레이닝 후 유산소 운동을 실시한 집단이 모든 혈청지질 요인에서 통계적으로 유의한 효과가 나타난 연구에서[24]본 연구와 유사한 결과를 보고하여 본연구의 결과가 일부 의미 있는 결과임을 입증할 수 있다.
- 비만 여대생의 체지방 감소와 예방을 목적으로 효과 적이고 능률적인 운동 프로그램 구성에 있어서 저항운동 후 유산소 운동이 복부 피하지방 및 중성지방에 효과가 나타난 것을 확인하였다. 무산소 운동과 유산소운동을 이용한 복합운동 프로그램 구성을 기초하는데 효율적인 방법을 제공할 것이라고 사료된다.
- 상호작용에 대한 사후 분석을 위해 단순 주효과 분석을 실시한 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단이 유의한 차이(p<. 01)로 감소하여 운동 순서에 따른 중성지방에 효과가 나타났다.
- 상호작용에 대한 사후분석을 위해 단순 주효과 분석을 실시한 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단이 유의한 차이(p<. 05)로 감소하여 운동 순서에 따른 복부 피하지방의 효과가 나타났다.
- 저항운동 후 유산소운동 집단과 유산소운동 후 저항 운동 집단의 신체적 특성과 종속변인은 등분산이 만족되며, 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않아 두 집단 간의 동질성은 검증되었다[Table2].
- 중성지방의 변화는 두 집단 모두 측정시기에서 통계적으로 유의한 차이(p<. 001)로 감소하여 중성지방에서 12주간의 운동프로그램 효과를 보였다.
- 첫째, 복부 피하지방에서는 상호작용이 통계적인 유의한 차이가 나타나 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단이 유의한 차이로 감소하여 운동 순서에 따른 복부 피하지방의 효과가 나타났다. 둘째, 혈중 지질은 중성지방 요인에서 상호작용 효과가 통계적으로 유의한 차이가 나타났고 사후분석 결과, 저항운동 후 유산소운동 집단만이 유의한 차이로 감소하여 저항운동 후 유산소 운동 순서가 중성지방 감소에 효과가 나타났다.
- 총 콜레스테롤 변화는 두 집단 모두 측정시기에서 통계적으로 유의한 차이(p<. 001)로 감소하여 총 콜레스테롤에서 12주간 운동프로그램 효과를 보였으나 상호작용, 집단 간에 유의한 차이가 나타나지 않아 운동 순서에 따른 총 콜레스테롤의 효과는 나타나지 않았다.
후속연구
- 비만 여대생의 체지방 감소와 예방을 목적으로 효과 적이고 능률적인 운동 프로그램 구성에 있어서 저항운동 후 유산소 운동이 복부 피하지방 및 중성지방에 효과가 나타난 것을 확인하였다. 무산소 운동과 유산소운동을 이용한 복합운동 프로그램 구성을 기초하는데 효율적인 방법을 제공할 것이라고 사료된다.
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