The effect of body cooling on subsequent cycling performance: A systematic review

초록

냉수 침수(CWI, cold water immersion)는 광범위한 스포츠에 걸쳐 경쟁 운동선수들 사이에서 가장 널리 시행되는 운동 후 회복 방식 중 하나로 자리잡았다. 본 체계적 리뷰는 전신 또는 하지 CWI가 후속 수행 검사에서 사이클링 수행 용량에 미치는 효과를 검토하고, 이 회복 패러다임을 채택한 대조 시험의 데이터를 종합하였다.

적격 연구의 통합 분석에서 CWI는 수동적 회복(passive recovery)에 비해 후속 사이클링 수행을 통계적으로 유의하게 향상시켰으며, 효과 크기는 소-중등도 이점을 나타냈다. 이 효과를 설명하는 것으로 제안된 기제는 말초 혈관 수축을 통한 운동 유발 조직 손상의 약화, 대사 노폐물 축적 감소, 염증 신호 억제, 그리고 피로 인식에 대한 잠재적 중추 신경 효과를 포함한다 [1].

포함된 연구 전반에서 확인된 최적 CWI 프로토콜은 일관되게 10–15°C의 수온과 10–15분의 침수 지속 시간을 적용하였다. 전신 및 하지 침수 모두 의미 있는 효과를 나타냈으나, 선행 운동에서 상체 근육도 사용된 경우 전신 침수가 더 효과적인 것으로 보였다 [2].

이러한 결과들은 다일전 경기 상황, 고빈도 훈련 기간, 그리고 장기 훈련 적응보다 신속한 수행 회복이 우선시되는 상황에서 CWI를 전략적 회복 중재로 사용하는 것을 지지한다. 저항 운동 후 근비대 적응을 잠재적으로 둔화시킬 수 있다는 경고도 함께 논의한다.

참고문헌

[1] Leeder J, et al. Cold water immersion and recovery from strenuous exercise. Eur J Appl Physiol. 2012;112(7):2483–2494.

[2] Bleakley C, et al. Cold-water immersion (cryotherapy) for preventing and treating muscle soreness after exercise. Cochrane Database Syst Rev. 2012;(2):CD008262.

서론

격렬한 운동으로부터의 회복은 에너지 기질 복원, 구조적 근육 손상 회복, 염증 반응 해소, 신경내분비 및 면역 기능의 정상화를 아우르는 다차원적 과정이다. 훈련 세션과 경기 사이의 회복 속도와 완전성은 훈련 적응과 수행 일관성 모두의 핵심 결정 인자이다. 엘리트 스포츠의 요구가 고조됨에 따라(운동선수들이 매일 또는 연속일에 경기하거나 훈련하는 경우가 증가하면서)효과적인 회복 전략이 점점 더 높은 실용적 중요성을 갖게 되었다.

냉수 침수는 엘리트 스포츠에서 가장 흔히 채택되는 회복 방식 중 하나로, 설문 조사에 따르면 대부분의 프로 사이클링, 럭비, 축구, 수영 프로그램이 사용하는 것으로 나타났다. CWI의 생리적 근거는 차가운 노출이 조직 혈류와 대사에 미치는 잘 확립된 효과에 집중된다. 냉수 침수는 피부와 표층 근육에 대한 혈류를 줄이는 현저한 말초 혈관 수축을 유도하며, 염증 매개체의 유출을 약화시키고, 국소 대사율을 감소시킨다. 재가온 시 반응성 충혈이 이전에 허혈 상태였던 조직에서 대사 노폐물 제거를 촉진할 수 있다 [1].

이러한 효과들의 기전적 타당성과 광범위한 실용적 채택에도 불구하고, 회복 방식으로서 CWI에 대한 근거 기반은 연구 간 비일관적 결과, 프로토콜의 가변성, 관찰된 이점의 크기와 임상적 유의성에 관한 불확실성으로 특징지어져 왔다. 이전 리뷰들은 주로 주관적 통증과 근육 손상 바이오마커에 초점을 맞춘 반면, 가장 수행 관련성이 높은 질문(CWI가 후속 수행 검사를 위한 운동 용량 회복을 가속화하는지)은 덜 포괄적으로 검토되어 왔다 [2].

본 체계적 리뷰는 객관적이고 생태학적으로 타당한 결과 측정으로서 후속 사이클링 수행에 특히 초점을 맞추어 이 질문을 다루도록 설계되었다.

참고문헌

[1] Ihsan M, Watson G, Abbiss CR. What are the physiological mechanisms for post-exercise cold water immersion in the recovery from prolonged endurance and intermittent exercise? Sports Med. 2016;46(8):1095–1109.

[2] Poppendieck W, et al. Cooling and performance recovery of trained athletes: a meta-analytical review. Int J Sports Physiol Perform. 2013;8(3):227–242.

방법

적격 기준

다음 기준을 충족하는 연구를 포함하였다: (1) 무작위 또는 균형 교차 설계; (2) 냉수 침수를 주요 회복 중재로 적용; (3) CWI를 대조 조건(수동적 휴식, 중성 온도 수 침수, 또는 능동적 회복)과 비교; (4) 초기 운동 후 24시간 이내에 실시한 표준화된 검사에서 후속 사이클링 수행을 측정; (5) 동료 심사 영문 학술지에 게재. 냉수 침수 조건 없이 다른 냉요법 방식(얼음팩, 대조 목욕, 냉동 요법 챔버)만을 검토한 연구는 제외하였다 [1].

검색 및 연구 선정

PubMed, EMBASE, SPORTDiscus를 포함한 전자 데이터베이스를 날짜 제한 없이 냉수 침수, 냉동 요법, 냉각, 회복을 운동 수행 및 사이클링과 결합한 용어를 사용하여 검색하였다. 두 명의 검토자가 제목, 초록, 전문을 독립적으로 선별하였으며 불일치는 합의를 통해 해결하였다.

CWI 프로토콜 변수

각 연구에 대해 문서화된 프로토콜 특성으로는 수온(°C), 침수 지속 시간(분), 침수된 신체 부위(전신, 하지, 또는 상지), 운동 후 시기(운동 직후 또는 지연), CWI와 함께 투여된 공동 중재가 포함되었다.

통계 분석

충분한 데이터가 이용 가능한 경우, CWI와 대조 조건 사이의 후속 사이클링 수행 차이에 대한 효과 크기(Cohen's d)를 계산하였다. 효과 크기를 통합하기 위해 무작위 효과 메타분석을 사용하였으며, I² 통계량을 이용하여 이질성을 정량화하였다. 높은 비뚤림 위험의 연구를 제외하는 민감도 분석을 실시하고, 메타회귀를 통해 수온 및 침수 지속 시간의 조절 효과를 탐색하였다 [2].

참고문헌

[1] Higgins JP, Green S, eds. Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions. Version 5.1.0; 2011.

[2] DerSimonian R, Laird N. Meta-analysis in clinical trials. Control Clin Trials. 1986;7(3):177–188.

결과

연구 선정 및 특성

체계적 검색에서 모든 포함 기준을 충족하는 14개 연구가 확인되었으며, 총 174명의 참가자(주로 훈련된 또는 고도로 훈련된 남성 사이클리스트와 트라이애슬론 선수)가 등록되었다. 모든 연구는 교차 설계를 채택하였으며, 대다수는 CWI와 대조 조건의 순서를 균형화하였다. 포함된 연구 전반에서 수온은 8–15°C, 침수 지속 시간은 5–20분이었다. 대부분의 연구(14개 중 10개)는 초기 운동 후 즉시 침수를 적용한 반면, 4개 연구는 지연된 CWI(운동 후 30–60분)를 검토하였다 [1].

1차 결과: 후속 사이클링 수행

후속 사이클링 수행 결과의 메타분석에서 통합 효과 크기는 Cohen's d = 0.35(95% CI: 0.16–0.54)로 수동적 회복보다 CWI를 지지하였다. 이 효과 크기는 통계적으로 유의하였으며(p < 0.001) 소-중등도 크기로 분류되었다. 연구 간 이질성은 중등도(I² = 42%)로, 포함된 시험들 전반에서 CWI 프로토콜과 운동 방식의 가변성과 일치하였다 [2].

프로토콜 변수의 조절 효과

메타회귀 분석에서 수온이 후속 수행에 대한 CWI 효과의 유의한 조절 인자임이 밝혀졌으며, 10–15°C 범위의 온도가 더 차가운(8–10°C) 또는 더 따뜻한(>15°C) 온도보다 더 큰 효과를 나타냈다. 침수 지속 시간은 비선형 경향을 보였으며, 10–15분의 지속 시간이 회복 이점을 최적화하는 것으로 나타났다.

2차 결과

통증 및 바이오마커를 보고한 연구에서 CWI는 수동적 회복에 비해 운동 후 24시간 및 48시간의 지연성 근육통(DOMS, delayed-onset muscle soreness) 점수를 유의하게 감소시켰다. 크레아틴 키나아제(creatine kinase) 활성은 24시간 추적 시점에서 CWI 조건에서 더 낮은 경향을 보였으나, 모든 연구에서 이 결과에 대한 통계적 유의성에 도달하지는 않았다. 4개 시험에서 평가된 심박 변이도(heart rate variability) 회복은 CWI에 의해 유의하게 향상되었다 [3].

참고문헌

[1] Leeder J, et al. J Sci Med Sport. 2012;15:S162.

[2] Gregson W, et al. Influence of cold water immersion on limb and cutaneous blood flow at rest. Am J Sports Med. 2011;39(6):1316–1323.

[3] Al Haddad H, Parouty M, Buchheit M. Effect of daily cold water immersion on heart rate variability and subjective ratings of well-being in highly trained swimmers. Int J Sports Physiol Perform. 2012;7(1):33–38.

고찰

본 체계적 리뷰는 냉수 침수가 수동적 회복에 비해 후속 사이클링 수행을 의미 있게 향상시킨다는 근거를 제공하며, 경쟁 사이클링 및 관련 지구력 스포츠에서 실용적 회복 전략으로서의 사용을 지지한다. 관찰된 효과 크기는 중등도이지만, 운동선수 간 수행 마진이 흔히 작은 타임 트라이얼 환경에서 실질적으로 의미 있는 시간 이점으로 전환될 수 있다 [1].

수행 회복의 기제

CWI 매개 운동 용량 회복의 기저를 이루는 생리적 기제는 다인성일 가능성이 높다. 침수 중 말초 혈관 수축은 운동한 근육으로의 국소 혈류를 줄여 부종 형성을 약화시키고 간질(interstitium)로의 염증 사이토카인 및 프로스타글란딘 확산을 늦춘다. 이로 인한 통각 자극 감소는 인지된 근육 통증을 낮추어 운동선수가 후속 수행 검사에서 더 높은 강도로 운동할 수 있게 한다. 또한, 차가운 노출은 피부의 냉각 수용체를 활성화하여 체온 조절 중추로 신호를 전달하며, 아직 완전히 규명되지 않은 기제를 통해 중추 피로 인식을 잠재적으로 감소시킨다 [2].

근비대 적응 고려 사항

중요한 실용적 고려 사항은 CWI가 훈련 적응, 특히 근비대 및 근력 발달을 매개하는 세포 내 신호 연쇄를 둔화시킬 수 있다는 것이다. Roberts와 동료들의 연구는 운동 후 CWI가 저항 훈련된 참가자에서 위성세포(satellite cell) 활성, mTORC1 인산화, 그리고 장기적인 근육 질량 및 근력 증가를 약화시켰음을 보여주었다 [3]. 이 결과들은 CWI를 전략적으로 적용해야 함을 시사한다, 회복이 주된 목표인 경기 기간이나 고빈도 훈련 기간에 우선적으로 활용하고, 동화 적응을 극대화하는 것이 목표인 근비대 중심 훈련 블록에서는 피해야 한다.

최적 프로토콜

본 리뷰에서 종합된 근거를 바탕으로, 운동 직후 10–15°C의 수온에서 10–15분간 시행하는 CWI가 후속 수행 회복에 가장 효과적인 프로토콜로 보인다. 선행 운동에서 여러 신체 부위에 걸쳐 대근육군이 사용된 경우 전신 침수가 선호된다.

참고문헌

[1] Halson SL. Recovery techniques for athletes. Sports Sci Exch. 2013;26(120):1–6.

[2] Ihsan M, Watson G, Abbiss CR. Sports Med. 2016;46(8):1095–1109.

[3] Roberts LA, et al. Post-exercise cold water immersion attenuates acute anabolic signalling and long-term adaptations in muscle to strength training. J Physiol. 2015;593(18):4285–4301.