Concurrent Training: A Meta-Analysis Examining Interference of Aerobic and Resistance Exercises

초록

배경: 동시 훈련(concurrent training)(지구력 훈련과 저항 훈련의 적응을 동시에 추구하는 것)은 선수 및 피트니스 애호가들 사이에서 흔하다. 이러한 훈련 방식의 병용은 실용적이고 시간 효율적으로 보이지만, "간섭 효과(interference effect)" 가설은 유산소 훈련이 저항 훈련에 의해 정상적으로 생성되는 근력, 파워, 근비대 적응을 저해한다고 주장한다.

목적: 본 메타분석은 최대 근력, 근파워, 근비대에 대한 간섭 효과의 크기를 정량화하고, 유산소 운동의 훈련 방식(달리기 대 사이클링), 빈도, 지속 시간, 볼륨이 간섭 효과를 조절하는지 여부를 검토하였다.

방법: 동시 훈련을 저항 훈련 단독과 비교한 연구를 전자 데이터베이스에서 검색하였다. 근력(1RM), 파워(수직 도약 높이), 근비대(제지방량 또는 근육 단면적) 결과에 대해 표준화 평균 차이로 효과 크기를 산출하였다.

결과: 동시 훈련은 저항 훈련 단독에 비해 최대 하체 근력(SMD = −0.34), 폭발적 파워(SMD = −0.51), 제지방량(SMD = −0.23)의 증가를 유의미하게 감쇠시켰다. 달리기는 사이클링보다 실질적으로 더 큰 간섭 효과를 나타냈다. 더 높은 유산소 훈련 빈도, 더 긴 세션 지속 시간, 더 많은 주간 유산소 볼륨이 각각 독립적으로 간섭을 증폭시켰다.

결론: 유산소 운동은 용량 의존적 방식으로 저항 훈련에 의한 적응을 간섭하며, 달리기 기반 유산소 훈련은 사이클링보다 더 큰 간섭을 유발한다. 실무자들은 동시 훈련을 적용할 때 유산소 방식을 신중하게 선택하고 볼륨을 관리해야 한다.

서론

동시 훈련(concurrent training)(동일한 훈련 프로그램 내에서 저항 운동과 지구력 운동을 병용하는 것)은 대부분의 운동 개인에게 예외가 아닌 규범이다. 심혈관 체력과 근육 발달을 동시에 추구하는 여가 선수, 근력과 유산소 능력을 모두 필요로 하는 단체 스포츠 선수, 그리고 혼합 모드 프로그램을 따르는 일반 피트니스 애호가들 모두 어떤 형태의 동시 훈련에 참여한다 [1].

1980년 Hickson에 의해 최초로 제안된 간섭 효과 가설[2]은 근력과 지구력 적응을 동시에 추구하면 저항 훈련 단독에 비해 근력 및 파워 증가가 감쇠된다고 주장한다. Hickson은 두 양식을 동시에 훈련한 피험자들이 지속적인 훈련에도 불구하고 근력 수행 능력의 조기 정체 및 결국 감소를 경험한 반면, 저항 훈련만 수행한 피험자들은 동일한 기간 동안 지속적으로 향상되었음을 관찰하였다.

이러한 간섭의 분자적 기반이 점점 더 규명되고 있다. 지구력 운동은 AMP 활성화 단백질 키나제(AMPK, AMP-activated protein kinase)를 우선적으로 활성화시키는데, 이는 저항 운동에 반응한 근육 단백질 합성을 매개하는 라파마이신 복합체 1(mTORC1) 경로를 인산화 및 억제한다 [3]. 이러한 길항적 신호 전달은 두 훈련 방식이 시간적으로 근접하여 수행될 때 동화 적응을 둔화시킬 수 있는 분자적 경쟁 상태를 만든다.

그러나 간섭의 정도는 일정하지 않으며, 사용된 유산소 운동의 유형, 유산소 훈련의 볼륨 및 강도, 세션의 시간적 배열, 그리고 개인의 훈련 상태를 포함한 다양한 요인에 의존하는 것으로 나타난다 [4]. 이러한 조절 변인을 체계적으로 검토하는 포괄적인 메타분석은 동시 훈련 프로그램 설계에 대한 근거 기반 지침을 제공하기 위해 필요하다.

참고문헌

[1] Leveritt M, et al. Concurrent strength and endurance training: a review. Sports Med. 1999;28:413–427. [2] Hickson RC. Interference of strength development by simultaneously training for strength and endurance. Eur J Appl Physiol. 1980;45:255–263. [3] Fyfe JJ, et al. Interference between concurrent resistance and endurance exercise: molecular bases and the role of individual training variables. Sports Med. 2014;44:743–762. [4] Wilson JM, et al. Concurrent training: a meta-analysis examining interference. J Strength Cond Res. 2012;26:2293–2307.

방법

검색 전략

MEDLINE, SPORTDiscus, EMBASE 데이터베이스에서 포괄적인 문헌 검색을 수행하였다. 검색 용어에는 "concurrent training(동시 훈련)," "combined training(병용 훈련)," "aerobic and resistance exercise(유산소 및 저항 운동)," "interference effect(간섭 효과)" 및 관련 용어가 포함되었다. 추가 적격 연구를 확인하기 위해 확인된 리뷰 및 메타분석의 참고문헌 목록도 수기로 검색하였다.

연구 적격 기준

연구는 다음 기준을 모두 충족하는 경우 포함되었다: (1) 동일 연구 내에서 동시 훈련(저항 운동 + 유산소 운동)과 저항 훈련 단독을 비교; (2) 근력(1RM 검사), 파워(수직 도약, 단거리 수행 능력), 또는 근비대(DXA에 의한 제지방량, 영상에 의한 근육 단면적)와 관련된 최소 하나의 결과 보고; (3) 최소 6주의 중재 기간; (4) 외관상 건강한 성인 참가자 사용. 임상 집단, 청소년, 또는 노인(>65세)을 포함한 연구는 별도의 하위군으로 분석하였다.

조절 변인

사전 설정된 조절 변인에는 유산소 훈련 방식(달리기 대 사이클링 대 조정/기타); 유산소 훈련 빈도(주당 세션 수); 유산소 세션 지속 시간(분); 유산소 훈련 강도(% VO₂max 또는 % 최대 심박수); 세션 내 순서(저항 운동 후 유산소 대 유산소 후 저항 운동 대 별도 세션); 그리고 세션 간 회복 시간(동일 날 세션 사이의 시간)이 포함되었다.

통계 분석

각 결과에 대한 효과 크기는 Cohen's d(표준화 평균 차이)로 산출하였다. 통합을 위해 무작위 효과 메타분석(random-effects meta-analysis)을 사용하였다. 조절 변인의 영향을 검토하기 위해 하위군 분석 및 메타 회귀를 적용하였다. 모든 분석은 Comprehensive Meta-Analysis 소프트웨어 버전 2.2를 사용하여 수행하였다. 통계적 유의성은 p < 0.05로 설정하였다.

결과

1차 결과

포함 기준을 충족하는 21개 연구(n = 422명)에 걸쳐, 동시 훈련은 저항 훈련 단독에 비해 최대 하체 근력의 증가를 유의미하게 적게 생성하였다(SMD = −0.34, 95% CI: −0.48 ~ −0.19, p < 0.001). 간섭 효과는 폭발적 파워에서 더욱 두드러졌으며, 동시 훈련자는 저항 단독군에 비해 수직 도약 개선이 상당히 감쇠되었다(SMD = −0.51, 95% CI: −0.72 ~ −0.30). 제지방량 또는 근육 단면적으로 평가된 근비대 역시 동시 훈련에 의해 유의미하게 둔화되었다(SMD = −0.23, 95% CI: −0.38 ~ −0.09).

유산소 방식의 효과

달리기 기반 유산소 훈련은 사이클링 기반 훈련(근력 SMD = −0.21, 파워 SMD = −0.29)에 비해 하체 근력(SMD = −0.52)과 파워(SMD = −0.73)에 대한 간섭 효과가 현저히 더 컸다. 이 방식 차이는 메타 회귀 분석에서 통계적으로 유의미하였다(근력 p = 0.02; 파워 p = 0.01). 달리기와 하체 저항 운동 사이의 더 큰 기계적 유사성과 달리기의 더 높은 편심(eccentric) 부하가 이러한 차별적 효과를 설명하는 것으로 제안된다.

유산소 볼륨 및 빈도의 효과

유산소 훈련 볼륨과 간섭 사이에 용량-반응 관계가 관찰되었다. 주당 ≥3회의 유산소 훈련을 적용한 연구는 주당 ≤2회 세션을 적용한 연구(근력 SMD = −0.18)보다 더 큰 간섭 효과(근력 SMD = −0.45)를 나타냈다. 마찬가지로, 30분을 초과하는 유산소 세션 지속 시간도 근력 증가의 더 큰 감쇠를 가져왔다.

상체 결과

중요하게도, 상체 근력 결과에서는 유의미한 간섭 효과가 검출되지 않았으며(SMD = −0.08, 95% CI: −0.22 ~ +0.06, p = 0.27), 이는 주로 하체 근육에 부하를 주는 유산소 운동이 상체 저항 훈련 적응을 의미 있게 저해하지 않음을 시사한다.

고찰

본 메타분석은 유산소 운동과 저항 훈련을 병용할 때 유의미한 간섭 효과의 존재를 확인하지만, 중요하게도 이 효과는 프로그램 설계 변인에 크게 의존한다는 것을 보여준다. 달리기가 사이클링보다 실질적으로 더 큰 간섭을 유발한다는 결과는 중요한 실제적 함의를 지닌다: 간섭을 최소화하고자 하는 선수 및 실무자는 저충격 유산소 방식을 우선적으로 선택해야 한다.

기전적 해석

달리기로 인한 더 큰 간섭은 몇 가지 제안된 경로와 기전적으로 일치한다. 달리기는 스쿼트 및 레그프레스와 같은 하체 저항 운동의 기계적 요구와 상당히 중첩되는 하체 근육에 편심(eccentric) 스트레스를 부과하여, 세션 간 회복을 저해할 수 있는 누적된 구조적 근손상을 초래한다 [1]. 또한 달리기는 동등한 상대 강도에서 사이클링보다 AMPK를 더 강력하게 활성화시켜 mTORC1에 대한 더 큰 억제 압력을 생성한다 [2].

파워 대 근력 대 근비대

폭발적 파워(SMD = −0.51)에 대한 더 큰 간섭 효과가 최대 근력(SMD = −0.34) 또는 근비대(SMD = −0.23)에 비해 나타난 것은 각 특성의 기초가 되는 뚜렷한 신경근 적응을 반영한다. 파워는 힘 생성 능력과 빠른 운동 단위 동원 속도 코딩 모두에 의존하기 때문에 손상에 특히 민감하며, 유산소 훈련으로 인한 잔류 피로에 의해 두 가지 모두 손상될 수 있다 [3].

시간적 분리

본 메타분석이 세션 내 순서의 통계적으로 유의미한 효과를 검출할 만큼 충분한 검정력을 갖추지 못했지만, 기전적 추론 및 간접적 근거는 유산소 세션과 저항 세션을 최소 6~8시간 분리하는 것이 급성 AMPK-mTOR 경로 간섭을 최소화한다고 제안한다 [4]. 같은 날 훈련이 불가피한 경우, 저항 운동 후 피로는 유산소 수행 능력을 손상시킬 가능성이 낮기 때문에 저항 운동이 일반적으로 유산소 운동에 앞서 수행되어야 한다.

실무 권고사항

근력 및 근비대를 우선시하는 개인의 경우, 유산소 훈련은 달리기보다 사이클링 또는 조정을 사용하여 주당 ≤2회, ≤30분 지속 시간으로 제한되어야 한다. 건강 또는 종목 특이적 이유로 달리기가 선호되는 경우, 감쇠된 근비대 자극을 보상하기 위해 하체 저항 훈련 볼륨을 증가시킬 필요가 있을 수 있다.

참고문헌

[1] Leveritt M, et al. Concurrent strength and endurance training. Sports Med. 1999;28:413–427. [2] Fyfe JJ, et al. Interference between concurrent resistance and endurance exercise. Sports Med. 2014;44:743–762. [3] Wilson JM, et al. Concurrent training meta-analysis. J Strength Cond Res. 2012;26:2293–2307. [4] Baar K. Using molecular biology to maximize concurrent training. Sports Med. 2014;44:117–125.