엘리트 선수들의 근신경 피로 모니터링

스포츠과학 2022년 2월 10일

개인별 맞춤형 훈련 프로그램을 구축하는데 필요한 기초자료 - 피로 모니터링

1. 피로 모니터링의 필요성

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엘리트 스포츠 현장에서 선수들의 근신경 피로는 훈련과 경쟁으로 발생하는 필연적인 현상이고, 누적된 피로는 선수의 정신적 또는 신체적 방해를 유도해 경기와 같은 경쟁에서 성과를 저해할 수 있다. 따라서 스포츠 과학자들은 근신경 피로를 측정할 수 있는 신뢰성 높은 프로그램을 구축하기 위해 노력해야 하고, 코치나 트레이너들은 이러한 피로의 생체 내 기전 및 이를 극복할 방법에 대한 전반적인 지식을 갖추어야 한다. 또한 스포츠과학자와 코치진은 피로 모니터링 결과를 바탕으로 한 개인별 맞춤 훈련 프로그램 적용 방법에 대해 구체적으로 논의해야 한다.


근신경 피로도가 높은 상태에서의 지속적인 훈련은 훈련의 효과 증대보다는 부상 발생률을 증가시킨다. 따라서 스포츠 현장의 모든 코치, 트레이너 또는 스포츠과학자들은 엘리트 선수들의 피로도를 예측하고, 선수의 상태에 따라 훈련 강도, 훈련량, 훈련 빈도를 최적화시키는 것이 중요하다.

2. 피로 모니터링 시스템

현재까지 보고된 신경 피로 모니터링은 유효성과 신뢰성이 평가된 주관적인 방법과 객관적인 방법으로 분류된다. 주관적인 피로 모니터링은 설문지를 이용해 선수가 본인의 생각에 따라 문항에 답을 표기하는 선수 자가 신고 방법으로 진행되고, 객관적인 모니터링은 인체의 피로를 확인할 수 있는 여러 생체 물질 측정을 통해 결과를 도출한다. 지금부터 엘리트 선수들의 근신경 피로 모니터링에 대해 구체적으로 알아보자.

2-1. 주관적인 피로 모니터링 - 웰니스 질문지

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주관적인 피로 검사 방법은 웰니스 질문지를 주로 사용하고, 선수 자가 신고 방법으로 진행된다. 본 질문지는 지난 밤에 어떻게 잤는가?, 현재 스트레스 수준은 어느 정도인가?, 신체 통증은 있는가? 또는 자신이 얼마나 피곤하다고 생각하는가? 등과 같은 다양한 주제를 다룰 수 있고(Knicker et al., 2011), 코치나 스포츠과학자는 피로와 관련 있는 중요한 사항들로 질문 목록과 설문지 구조를 재구성할 수 있다. 참가자가 평가를 더욱 더 쉽고, 정확하게 할 수 있도록 표에서 선택하는 방식을 적용하였다. 선행연구들은 피로도 등급 척도가 생리적 변인과 높은 상관관계가 있기 때문에, 피로를 모니터링하는 방법으로 사용함에 문제가 없음을 증명하였다(Micklewright et al., 2017). 또한, 웰니스 검사지는 비용이 적게 들고, 즉각적인 피드백을 제공 할 수 있다는 장점이 있다. Tayor 등(201)은 50개의 엘리트와 프로 구단에서 웰니스 설문지를 사용해 보았고, 이 중 84%의 응답자들이 맞춤형 설문지를 선호한다고 보고하였다.

2-2. 객관적인 피로 모니터링 – 반동동작 점프(Countermovement Jump, CMJ), 심박 변이(Heart Rate Variability, HRV), 타액 호르몬 측정(Saliva Hormone Measures)

● 반동 동작 점프 (Countermovement Jump, CMJ)
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CMJ 테스트는 단순 반복을 통해 피로를 모니터링하는 대표적인 방법으로, 측정 소요 시간이 짧은 것이 특징이다. CMJ는 파워, 속도 그리고 점프 높이를 측정할 수 있으며, 시합과 관련된 피로를 예측하는 데 유용하게 사용된다. CMJ의 신뢰성에 관한 151편의 선행연구에서는 평균 CMJ 높이가 가장 높은 CMJ 높이보다 신경 근 피로를 확인하는데 더욱 중요한 지표로 사용되고 있음을 보고하고 있다(Johnstone et al., 2015; Rose et al., 2016; Twist et al., 2012).


● 심박 변이 (Heart Rate Variability, HRV)
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HRV는 단순히 심장 박동과 심장 박동의 시간 차이를 측정한 것으로, 자율신경계의 반응을 예측 할 수 있다. HRV는 측정하기가 다소 어렵고 시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 현재 스포츠 현장에 서는 훈련에 대한 신체 반응 및 관련 피로도를 측정하기 위해 자주 사용되고 있다. HRV를 가장 정확하게 측정하기 위해서는 선수가 완전히 신체적/정신적으로 이완될 수 있는 휴식이 되도록 시간을 충분히 제공해야 한다(Flatt and Esco, 2015). 한 가지 주의할 사항은 HRV 결과 하나만으로 피로도를 예측하지 않아야 한다는 것이다. 왜냐하면 HRV는 선수의 측정 자세(예: 앉은 자세 vs 선 자세) 또는 선수의 회복 정도에 따라 결과가 다르게 해석될 수 있기 때문이다. 따라서 HRV를 이용하여 선수의 피로를 관찰하고자 한다면, 반드시 HRV이외의 다른 측정 방법들이 동원되어야 한다.


● 타액 호르몬 측정(Saliva Hormone Measures)
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타액을 이용한 피로 관련 호르몬 농도를 측정하는 것은 앞서 설명한 두 가지 피로도 예측 방법보다 더욱 정확한 측정 결과를 제공한다. 많은 타액 호르몬 중 코티솔(신체활동 시 증가)과 테스토스테론(신체활동 시 감소)은 신체활동 중/후에 변화하기 때문에 피로를 예측할 수 있는 중요한 변인이다. 예를 들어 럭비 경기에서 코티솔 수치는 경기 전 안정 시 수준의 약 2.5배 증가하고, 경기 후 4시간 이내에 다시 안정 시 수준으로 회복되는 반면, 테스토스테론 수치는 감소한다. 5일간의 회복 후 코티솔 수치는 낮아지고 테스토스테론 수치는 안정 시보다 높게 나타나 테스토스테론-코티솔 비율이 높아진다. 시합 후 또는 회복 중에 관찰되는 높은 테스토스테론-코티솔 비율은 럭비 시합 때문에 유발된 항상성 파괴로 발생한 것으로 생각할 수 있다(Elloumi et al., 2003). 테스토스테론 - 코티솔 비율은 안정 시와 비교할 때 선수가 훈련이나 경쟁에 어떻게 대처하고 있는지, 어느 정도 회복했는지를 알 수 있는 중요한 지표가 된다. 타액을 이용한 호르몬 분석은 매우 정확한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 검사를 수행하는데 경제적인 부담이 크다는 단점도 가지고 있다.

3. 피로 모니터링 - 훈련 프로그램 구축의 필수 기초 데이터

매일 반복되는 훈련을 수행해야 하는 엘리트 선수들은 피로에 쉽게 노출되고, 이러한 피로는 선수의 경기력 저하뿐만 아니라 부상을 초래하여 선수 생명을 단축할 수 있다. 따라서 선수들의 근신경 피로도를 측정하기 위한 테스트 방법을 선택할 때, 코치진과 스포츠과학자들은 “어떤 측정 방법을 선택할 것인가?”, “어떻게 정확하게 측정할 것인가?”를 고민해야 한다. 신뢰성 높은 피로 모니터링 결과는 선수들의 정신적/신체적 상태를 파악할 수 있고, 이는 코치나 트레이너가 개인별 맞춤형 훈련 프로그램을 구축하는데 필요한 기초자료가 될 것이다.



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내용 출처
한국스포츠정책과학원 스포츠과학, 서태범, [스포츠과학② / 엘리트 선수들의 근신경 피로 모니터링] 내용 발췌

서태범
제주대학교 일반대학원 체육학과 교수로 운동생리학을 전공하며, 스포츠 의학, 트레이닝, 운동생화학, 운동역학에 관심을 두고 있는 전문가이다.
● 한국체육과학연구원 체육과학연구 편집위원
● 한국체육학회지 편집위원
● 한국 사회체육학회지 심사위원


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