컬업(curl up) 복근운동(abdominal exercise) 시, 안정 및 불안정한 지지면(stable and labile surface)에서의 차이

 논문 읽어주는 남자

 세상에 존재하는 다양한 복근운동(abdominal exercise) 중에서, 가장 보편적으로 널리 행하고 있는 복근운동(abdominal exercise)은 컬업(curl up)이 되지 않을까 생각합니다. 컬업(curl up)은 하늘을 바라보고 누워있는 상태(supine position)에서, 복부(abdominal)의 힘(force)으로 몸통(trunk)을 구부리는 동작(flexion)이 됩니다. 이때 어깨(shoulder) 후면부(posterior)와 등(back) 상부(upper)가 바닥에서 떨어지게 됩니다.(lift) 컬업(curl up)은 이외의 복근운동(abdominal exercise)들보다도, 난이도가 어렵지 않은 운동(exercise) 중 하나로 꼽힙니다.

 그렇다 보니 컬업(curl up)을 하는 데에 있어, 난이도를 향상시키기 위해 다양한 방법들을 사용합니다. 다리(leg) 및 손(hand)의 위치(position), 혹은 추가적인 움직임(movement), 도구의 이용 등이 됩니다. 하지만 무엇보다도 가장 간편한 방법은, 지지면(surface)을 변화시키는 방법입니다.

 

 컬업(curl up)을 하는 데에 있어, 지지면(surface)을 변화시켰을 때, 다시 말해 안정적인 지지면(stable surface)을 다양한 상황으로의 불안정적인 지지면(labile surface)으로 변화시킨다면, 이 자체만으로도 충분히 난이도를 향상시킬 수 있게 됩니다. 불안정적인 지지면(labile surface)에서 수행하게 되는 컬업(curl up)은, 적절한 균형능력(balance ability) 및 중심근력(core strength), 그리고 여기에 예민한 움직임(sensitive movement) 변화를 받아들이는 감각(sense) 등의 더 많은 요구가 필요합니다. 이와 같은 기본적인 사항에 대해서는 당연스럽게 알고 있겠지만, 실제적으로 수치상으로는 어떨까요. 그리고 각 복부근육(abdominal muscle)들 간의 차이는 어떻게 될까요.

 

 본 포스팅의 해당 내용은, 위와 같은 의문점들을 제시하고 그 결과를 보여주고 있습니다.

 

---

 손상(injury)된, 혹은 기능부전(dysfunction)된 허리(lower back)의 안정성 훈련(stability training)을 위해, 불안정한 지지면(labile surface)을 사용하는 것이 보편화되고 있습니다. 일부 연구들은 요추 분절(lumbar segment)의 외측굴곡(lateral flexion) 방지 및 기능(function) 향상을 위해, 충분한 척추 안정성(spine stability)을 확보하는 데에 있어서, 복근(abdominal muscle)의 중요성을 입증했습니다. 운동조절능력'(motor control system)에 의해 선택된 최적의 근육동원(muscle recruitment)은, 활동근(active muscle)의 힘(force)으로부터 발생되는 척추(spine)의 부하(load) 및 최종적인 안정성(stability)을 결정합니다. 임상적으로 재활운동(rehabilitation exercise) 중에 근육계(muscular system)의 변화를 위한, 불안정한 지지면(labile surface)을 사용하는 효과를 이해할 필요성이 있습니다.

 

 가장 적절한 운동(exercise)을 선택하기 위해, 불안정한 지지면(labile surface)에서 수행하는 운동(exercise) 중에 복벽(abdominal wall)을 집합적으로 형성하는 근육(muscle)의 활성화(activation)에 대한 데이터가 필요합니다. 복벽(abdominal wall)의 구성요소인 근육(muscle) 내에 전극을 삽입하는 것을 포함한, 일부 연구들은 복직근(rectus abdominis)이 주로 체간 굴곡(trunk flexion)을 일으키기 위해 동원(recruitment)된다는 결과를 지지하는 반면, 복사근(oblique abdominis)은 다양한 이유로 동원(recruitment)되었습니다. (예를 들어, 척추 안정성(spine stability)을 향상시키기 위해, 운동(exercise) 중 또는 질환으로 인한 호흡곤란을 개선시키기 위해, 외측굴곡 및 회전 토크를 발생시키기 위해) 다양한 복근운동(abdominal exercise) 중, 척추(spine)에 부과된 하중(load)을 기록하는 일부 연구가 수행되고 있지만, 불안정한 지지면(labile surface)의 영향에 대해서는 고려되지 않았습니다. 하지만 복근운동(abdominal exercise)으로써의 컬업(curl up)은, 복직근(rectus abdominis)에서 적절한 수준의 활동(activity)을 생성하는 한편, 결과적으로 발생되는 척추(spine)에 부과되는 부하(load)를 최소화시키는 것으로 나타났으며, 다양한 허리운동(lower back exercise) 프로그램에 적용되었습니다. 과학적 토대를 발전시키는 다음 단계는, 복벽(abdominal wall)의 역학(mechanic)에 대한 지지면(surface)의 유형(안정적인지 또는 불안정적인지)의 영향을 조절하는 정도를 입증하는 것입니다. 특히, 본 연구는 근육활동(muscle activity)의 진폭과 대상자 아래의 지지면(surface)의 유형으로 인해, 근육(muscle)이 동원(recruitment) 및 활성화(activation)되는 방식이 주요 관심사로 두었습니다.

 

 실험에 참가한 모든 대상자들은 네 가지의 서로 다른 컬업(curl up) 복근운동(abdominal exercise)을 수행했습니다. 우선적으로 네 가지의 과제에 대해서 익숙하게 했습니다.

 네 가지의 과제는 다음과 같습니다.

 

 첫 번째 과제 A는, 대상자의 발(foot)이 벤치의 지지면(surface)과 편평(flat)하게 위치한 뒤, 고관절(hip joint) 및 슬관절(knee joint)이 구부러진 상태(flexion)로, 벤치의 패드에서 전통적인 컬업(curl up)을 수행하는 것이었습니다. 그림과 같이, 대상자의 손(hand)을 머리(head) 뒤(posterior)에 위치(position)했고, 머리(head) 및 어깨(shoulder)가 벤치 지지면(surface)에서 들어 올렸습니다. 다음 세 가지의 과제는 불안정한 지지면(labile surface)의 유형에 따라 달라집니다.

 

 두 번째 과제 B는, 대상자의 체간(trunk)을 짐볼(gym ball) 위(superior)에 지지한 채, 발(foot)을 바닥에 편평(flat)하게 위치했습니다. 대상자들 사이에서 짐볼(gym ball)의 팽창 정도를 검사(test)하여, 각 검사(test) 전에 짐볼(gym ball)의 직경이 70cm로 유지되었는지 확인했습니다.

 

 세 번째 과제 C는, 대상자의 발(foot)이 짐볼(gym ball)과 동일한 높이의 벤치에 위치했습니다.

 

 네 번째 과제 D는, 짐볼(gym ball) 대신 둥근 워블보드(wobble board)로 교체하고, 발(foot)을 바닥에 편평(flat)하게 위치했습니다.

 모든 과제를 수행하는 동안, 컬업 자세(curl up position)를 등척성수축(isometric contraction)으로 유지하였고, 분석을 위해 마지막 2초가 선택되었습니다. 각 과제 사이에는 2분의 휴식시간(rest)이 주어졌습니다.

 

 신체 좌우측의 서로 다른 네 부위의 복부(abdominal)에서 근전도(EMG) 신호가 기록되었습니다. 컬업 자세(curl up position)를 등척성수축(isometric contraction)으로 유지하는 동안, 마지막 2초 동안의 테스트를 거쳐, 부착된 전극으로부터 각 근육(muscle) 부위별 근육활동(muscle activity)의 평균치를, 각 과목의 최대근전도활동(maximal myoelectric activity) 또는 최대자발성수축(MVC)로 정상화시켰습니다. 이러한 값들은 일련의 수행을 통해 얻을 수 있었으며, 수치는 이 값의 백분율로 표시했습니다. 최대자발성수축(MVC)은 최대등척성수축(maximal isometric contraction)으로부터 획득했습니다. 대상자는 복직근(rectus abdominis)으로 해당 자세(position)를 유지한 채로, 굴곡(flexion)된 자세(position)를 수동적으로 유지했습니다. 복사근(oblique abdominis)에 대해서도 동일한 자세(position)가 사용되었으나, 대상자는 해당 자세(position)를 약간의 사선 방향(oblique direction)으로도 수행했으며, 이에 대한 결과의 변화는 발생되지 않았습니다.

 이와 같은 복부활동(abdominal activity)은, 평균 근전도 진폭에 따라 순위가 결정됐습니다. 각각의 과제를 수행하는 데에 있어서, 네 가지의 복근(abdominal muscle)에 대한 최대 근전도 수준에 대해 양방향의 편차 분석을 실시했습니다.

 

 안정된 벤치에서의 컬업(curl up)을 수행할 때의 결과는, 모든 복근활동(abdominal muscle activity)의 가장 낮은 진폭이 모든 과제에서 관찰되었습니다. (복직근(rectus abdominis)의 경우, MVC의 약 21%) 불안정한 지지면(labile surface)에서 수행된 다른 세 가지 운동(exercise)은 복근활동(abdominal muscle activity)을 대략 두 배로 증가시켰습니다. 게다가, 바닥에 발(foot)을 위치(location)하고 짐볼(gym ball) 위에서 수행하는 컬업(curl up)(과제 B)은, 평균적으로 복직근(rectus abdominis)의 활동(activity)이 약 두 배 증가되었지만, 외복사근(external oblique abdominis)의 활동(activity)은 약 네 배 증가되었습니다. 바닥에 발(foot)을 위치(location)한 채, 측면(lateral)으로 굴러갈 가능성이 높은 과제 B만을 제외하고, 내복사근(internal oblique abdominis)은 외복사근(external oblique abdominis)보다 좀 더 활동적(activity)이었습니다. 이 과제에 대해서는 다른 과제들과 비교하여, 복직근(rectus abdominis) 및 외복사근(external oblique abdominis)의 더 많은 동시수축(co-contraction)이 발생했습니다.

 

 흥미로운 또 다른 질문은, 복직근(rectus abdominis)의 위쪽(upper) 및 아래쪽(lower) 부위를, 어떻게 우선적으로 동원(recruitment)할 수 있는지에 대한 여부입니다. 복직근(rectus abdominis)의 상부(upper) 및 하부(lower)의 상대적인 비율은, 상부 복직근(upper rectus abdominis)이 과제 D에서 더 활동적이었음을 보여주며, 여기에서 대상자가상체가 워블보드(wobble board)에 지지되는 반면, 하부 복직근(lower rectus abdominis)은 대상자의 발(foot)이 바닥에 위치한 채로 몸(body)이 짐볼(gym ball) 위에 놓여 있는 과제 B에서 더욱 활동적이었습니다. 이외의 두 가지 과제에서는 상부 및 하부 복직근(upper and lower rectus abdominis)의 활동(activity)이 거의 동일했습니다. 여전히 해당 근육(muscle)의 특정 부분을 우선적으로 동원(recruitment)하는 능력의 증거로, 본 데이터로는 해석될 수 없습니다. 오히려 그 차이점은, 크지 않은 기하학(geometric) 및 자세(position) 변화에 의한 것일지도 모릅니다.

 

 불안정한 지지면(labile surface)에서 컬업 운동(curl up exercise)을 수행하면, 이렇게 복근활동(abdominal muscle activity)이 증가하는 것으로 나타납니다. 해당 근육활동(muscle activity)의 증가는, 불안정한 지지면(labile surface)에서 흔들리거나 추락할 수 있는 가능성을 감소시키고, 척추(spine) 및 전신(body)의 안정성(stability)을 강화(strengthening)시켜야 할 필요성이 높아졌기 때문일 것입니다. 또한, 이와 같은 안정성(stability)을 향상시키기 위해, 운동조절능력(motor control system)은 다른 복근(abdominal muscle)들의 활동보다도 외복사근(external oblique abdominis)의 활동(activity)을 증가시키도록 선택된 것으로 보입니다. 불안정한 지지면(labile surface)을 사용하면, 근육(muscle)의 활동(activity)수준 및 동시수축(co-contraction) 강도(intensity)가 증가하고, 지구성 능력(endurance ability)에 더욱 도전하도록 합니다. 하지만 증가된 근육활동(muscle activity)에 대해, 척추(spine)가 추가적으로 부하(load)를 부담하게 된다는 사실에 대해서는 의심할 여지가 없습니다. 본 연구와 유사한 연구에서 관찰되는, 척추(spine)에 부과되는 부하(load)의 정도를 감안할 때, 불안정한 지지면(labile surface)을 사용하여 발생되는 추가적인 부하(load)는, 척추(spine)가 취약한 대상자에 대해서만 고려될 수 있습니다.

 

 본 연구와 비교할만한 문헌은 거의 존재하지 않지만, 여기에서 얻은 복근활동(muscle activity)의 측정은, 일반적으로 컬업(curl up)(적어도 안정된 지지면(stable surface)에서 수행된)은 다양한 복근운동(abdominal exercise)에서 선택된 것 중 가장 안전하다고 언급했던 Axler와 McGill의 연구와도 적절하게 비교됩니다. 현재의 연구에서 관찰된 활동(activity) 수준은 근육(muscle)의 힘(force) 생성능력과 지구성 능력(endurance ability)을 증가시키는 자극으로 관찰됩니다. 또한 불안정한 지지면(labile surface)에서 수행하는 컬업(curl up)에서 근육(muscle)의 활동(activity)수준은 중립자세(neutral position)를 유지하기 위해 척추(spine)에서 충분한 안정성(stability)을 확보하기 위한 근육활동(muscle activity)수준을 제시합니다.

 

 Sarti는 또한, 복직근(rectus abdominis)의 상부(upper) 또는 하부(lower)를 우선적으로 동원(recruitment)할 수 있는지에 대한 문제를 해결하고자 시도했습니다. 그의 연구는 고도로 훈련된 대상자가 골반(pelvis) 및 다리(leg)를 바닥에서 들어 올릴 때(lift), 누워있는 자세(supine position)를 유지하기 위해서, 복직근(rectus abdominis)의 하부섬유(lower fiber)를 우선적으로 동원(recruitment)할 수 있음을 시사했습니다.

 본 연구의 데이터는 네 개의 과제, 특히 복직근(rectus abdominis)의 상부(upper) 및 하부(lower)의 근활동(muscle activity) 차이를 시사하는, 두 과제 사이에서의 자세(position) 변화는 미미했기 때문에, 이 문제에 대해 결정을 내리기는 어렵습니다. 본 연구의 목적은 자세(position)를 유지하는 것이었으며, 운동(exercise)이 근육(muscle)의 활동(activity)수준을 변화시킬 것에 대해서는 의심의 여지가 없습니다.

 

 정리하자면, 불안정한 지지면(labile surface)에서 컬업(curl up)을 수행하면, 근육활동(muscle activity)의 진폭 및 근육(muscle)이 동시수축하여, 척추(spine) 및 전신(body)을 안정화(stabilization)시키는 방식이 변화됩니다. 이러한 결과는 운동조절능력(motor control system)에 대한 요구가 훨씬 높다는 것을 시사하며, 동시에 척추(spine)에 부과되는 부하(load)를 견딜 수 있게 하는 범위 내에서, 운동처방의 특정 단계에서 적절하게 적용될 수 있을 것입니다.

---

 

 김형욱이 읽어주는 '안정 및 불안정한 지지면(stable and labile surface)에서의 컬업(curl up)'

 충분히 예상했던 것처럼, 안정적인 지지면(stable surface)에서 수행하는 컬업(curl up)보다, 불안정적인 지지면(labile surface)에서 수행하는 컬업(curl up)에서, 더 많은 복근활성(abdominal muscle activity)이 관찰되었음을 알 수 있었습니다. 활성(activity) 수준은 모든 복부근육(abdominal muscle)에서 발생됐습니다. 안정적인 상황에 비해 불안정적인 상황은, 이미 살펴봤던 것처럼, 더 많은 안정성(stability)을 요구하기 때문입니다. 더 많은 안정성(stability)이 요구되는 상황일수록, 안정성(stability)을 제공하는 근육(muscle)에는 더욱 많은 활동이 수반됩니다.

 

 본 연구를 통해서, 불안정한(labile) 상황에서의 신체를 안정(stability)시키기 위해서는, 복부근육(abdominal muscle) 중에서도 복직근(rectus abdominis)보다 복사근(oblique abdominis)에 더 많은 활동(activity)이 나타남을 확인했습니다. 복직근(rectus abdominis)이 복사근(oblique abdominis)에 비해, 움직임(movement)을 위한 근력(strength) 자체를 클지언정, 안정성(stability)에 대해서는 복사근(oblique abdominis)이 복직근(rectus abdominis)보다 더욱 많은 일을 하게 됩니다. 복사근(oblique abdominis)은 복직근(rectus abdominis)에 비해, 형태적으로 더욱 다양한 방향(direction)으로 움직일 수 있으며, 체간(trunk)에 대해서도 분포된 면적(area)이 더욱 넓습니다. 따라서, 단순한 형태적인 이유만으로도, 안정화(stabilization)를 위해 더 많은 기능을 수행함을 알 수 있습니다. 뿐만 아니라, 복사근(oblique abdominis)은 복직근(rectus abdominis)에 비해, 부착(attachment)된 장소에 의한 복벽(abdominal wall) 강화에도 탁월하며, 특정 부착(attachment) 장소 중에서는 흉요근막(thoracolumbar fascia)이 포함되니 더욱 그럴 것입니다.

 

 이렇듯 충분히 예상했던 가능성들을 직접 확인했고, 확인된 사실들을 통해서, 근육(muscle)의 기본적인 특성에 따라 한 번 더 제대로 확인할 수 있었습니다. 이와 같은 특성을 이용하는 운동(exercise)은 단순히 컬업(curl up)뿐만 아닌, 이외의 모든 복근운동(abdominal exercise), 아니 더 나아가 인체의 모든 운동(exercise)에도 적용 가능할 것입니다.

 

 

ref. Francisco J Vera-Garcia, Sylvain G Grenier, Stuart M McGill. 2000. Abdominal Muscle Response During Curl-ups on Both Stable and Labile Surfaces. Physical Therapy. Volume 80. Number 6.

 

 

---

 · 본 포스팅은 직접 번역 및 해석한 글로, 2차 가공 및 상업적인 이용을 금지합니다.
 · 바디투마인드(bodytomind.kr)는 피트니스 교육기관입니다.
 · 카페(cafe.naver.com/ptful)를 통해서 다양한 정보와 교육일정을 접할 수 있습니다.

 · 오채방(open.kakao.com/o/gfHTXf0c)을 통해서 최신 소식을 접할 수 있습니다.