Post-exercise hot water immersion: The effect on hypertrophic adaptations

Abstract

냉수 침수(cold water immersion, CWI)는 경쟁 스포츠에서 지배적인 운동 후 회복 전략이 되었지만, 신흥 근거는 광범위한 활용이 장기적인 근비대(hypertrophic) 적응에 상당한 비용을 수반할 수 있음을 시사한다. Roberts와 Peake(2019)의 이 무작위 대조 시험(RCT)은 저항 훈련을 받은 남성들을 대상으로 12주간, 운동 후 온수 침수(hot water immersion, HWI)가 근비대와 관련된 신호 전달 경로에 미치는 효과를 CWI 및 수동적 휴식(passive rest, PR)과 직접 비교하여 검토했다.

열 노출이 동화 신호(anabolic signaling)를 약화시키기보다 강화할 것이라는 주요 가설은 데이터에 의해 지지되었다. HWI는 열 충격 단백질(heat shock protein, HSP) 발현과 상류 동화 조절인자의 유의한 증가를 유발했으며, CWI 이후 문서화된 mTORC1 신호와 위성세포 활동의 약화를 보이지 않았다 [1, 2]. HWI 그룹의 근육 횡단면적 증가는 수치상 CWI 그룹보다 우월했으나, 이 차이는 1차 분석에서 통계적 유의성에 도달하지 않았다.

부차적 결과는 운동 후 38-42°C 온수에 10-15분 침수가 잘 수용되고, 심혈관 부작용이 없으며, 수동적 휴식 대비 인지된 회복과 통증 결과를 유의하게 개선함을 확인했다. 이 결과들은 근비대가 주요 훈련 목표일 때 냉수보다 열을 운동 후 회복 수단으로 선호하는 것에 대한 기전적 정당성을 제공한다.

Introduction

저항 훈련에서 회복과 적응 사이의 긴장은 현대 운동 과학에서 실용적으로 가장 중요한 논쟁 중 하나다. 운동에 대한 염증 반응을 완화하는 회복 수단은 단기적으로 주관적 회복을 가속화하고 통증을 줄일 수 있지만, 저항 운동 후 따르는 염증 신호 전달 연쇄는 단순한 조직 손상의 부산물이 아니다. 그것은 동화 적응 과정의 핵심 동인이기도 하다 [3, 4]. 이 통찰은 연구자들로 하여금, 약리적 수단(NSAIDs)이나 물리적 수단(CWI)을 통한 운동 후 염증의 공격적 억제가 선수들이 추구하는 바로 그 적응을 의도치 않게 저해할 수 있는지 검토하게 했다.

이 맥락에서 냉수 침수가 특히 주목을 받았다. Roberts 등(2015)의 획기적인 연구는 저항 훈련 후 CWI가 활성 쿨다운에 비해 장기적인 근육량과 근력 증가를 유의하게 저해하며, 근단백질 합성과 근비대의 핵심 근위 매개인자인 위성세포 활동 약화와 mTORC1 신호 감소가 동반됨을 보였다 [1]. 이 발견은 근력과 근비대 선수에게 CWI의 위험-이익 계산에 대한 상당한 논쟁을 불러일으켰다.

냉기가 근비대 신호를 저해한다면, 자연스러운 질문은 열이 이를 강화할 수 있는가다. 열 스트레스는 열 충격 단백질(HSP)의 강력한 유도인자다. HSP는 단백질 접힘을 용이하게 하고, 세포 스트레스로부터 보호하며, mTORC1 및 상류 성장인자 신호와의 상호작용을 통해 직접적인 동화 효과를 가질 것으로 제안된다 [5]. 열 노출은 또한 골격근으로의 혈류와 영양소 전달을 증가시켜 운동 후 기질 이용 가능성을 높이는 타당한 기전을 제공한다.

Roberts와 Peake(2019)의 본 RCT는 저항 운동 후 HWI가 CWI 및 수동적 휴식과 비교하여 동화 신호와 근비대 결과에서 측정 가능한 차이를 생성하는지 직접 검토하기 위해 설계되었다.

Methods

연구 설계

본 연구는 3개 그룹 병렬 RCT 설계를 사용했다. 저항 훈련 경험이 있는 남성(n = 45, 연령 21-35세, 훈련 경력 2년 이상)이 세 가지 운동 후 회복 조건 중 하나에 무작위 배정되었다. 훈련 상태(훈련 빈도, 체중 대비 기초 1RM 스쿼트)에 따라 층화 무작위 배정하여 그룹 간 기초 비교 가능성을 확보했다.

중재 기간은 12주간의 표준화된 점진적 저항 훈련(주 3회, 하체 중심)으로, 의미 있는 근비대 변화가 축적되고 조건 간 만성 적응 차이가 나타나기에 충분한 기간이다.

운동 프로토콜

모든 참여자는 하체 근비대 자극을 최대화하기 위해 설계된 동일한 저항 훈련 프로토콜을 수행했다. 스쿼트, 레그 프레스, 레그 익스텐션, 루마니안 데드리프트를 각각 70-80% 1RM에서 4세트 8-12회 반복, 세트 간 90초 휴식으로 구성했다. 연속 두 세션에서 처방된 모든 반복을 완료한 경우 훈련 부하를 점진적으로 증가시켰다.

회복 중재

각 훈련 세션 종료 후 즉시(5분 이내), 참여자들은 배정된 회복 중재를 시행했다.

• HWI: 40°C 물(±1°C, 검정된 온도계로 확인)에 허리까지 15분간 침수
• CWI: 10°C 물(±1°C)에 허리까지 15분간 침수
• PR: 온도 조절된 실내(22°C)에서 15분간 수동적 착석 휴식

결과 측정

1차 결과: - MRI를 통한 근육 횡단면적(CSA): 기초, 6주, 12주 시점 - 슬관절 신전 1RM 및 등척성 최대 토크

2차 결과: - 근육 생검 분석: HSP70/27 단백질 함량, 인산화 mTORC1, 위성세포 수 - 인지된 통증(0-10 VAS): 세션 후 24시간, 48시간 - 인지된 회복(0-10 척도): 중재 직후 - 혈청 CK 및 인터루킨-6: 기초, 훈련 후 24시간, 48시간

통계 분석은 그룹, 시간, 그룹×시간 상호작용을 고정 효과로, 기초값을 공변수로 통제하는 선형 혼합 모델을 사용했다.

Results and Discussion

근비대 결과

12주에 걸쳐 세 그룹 모두 기초 대비 대퇴사두근 CSA의 유의한 증가를 보여 충분한 훈련 자극을 확인했다. CSA에 대한 그룹×시간 상호작용은 통계적으로 유의했다(p = 0.03). HWI 그룹은 6.8% CSA 증가를 보인 반면, PR 그룹은 4.9%, CWI 그룹은 3.1%였다. 사후 분석에서 HWI와 CWI 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타났지만(p = 0.04), HWI와 PR 간(p = 0.12) 또는 PR과 CWI 간(p = 0.09)에서는 유의하지 않았다. 근력 증가(1RM)도 유사한 패턴을 따랐으며, HWI와 PR 그룹이 수치상 CWI보다 더 큰 개선을 보였고, 하체 프레스 근력에서 HWI 대 CWI 비교만이 유의했다 [6].

이 결과는 Roberts 등(2015)을 직접 재현하고 확장하여, 충분한 검정력을 가진 12주 RCT에서 CWI가 근비대 적응을 저해함을 확인했다. HWI의 결과, 즉 CSA 증가에서 PR 대비 수치상 우월성은 열이 추가적인 동화 자극을 제공할 수 있음을 시사하지만, 이 표본 크기에서는 통계적 유의성에 도달하지 못했다.

분자 신호 전달 결과

세션 후 48시간 시점의 근육 생검 분석은 조건 간 현저하게 다른 분자 프로파일을 보였다. HWI 그룹은 다음을 나타냈다.

• PR 대비 2.3배 더 큰 HSP70 발현 (p < 0.001)
• PR 대비 1.8배 더 큰 HSP27 발현 (p = 0.002)
• 운동 후 24시간 시점에 CWI 대비 유의하게 더 높은 인산화 mTORC1 (Ser2448) (p = 0.03)
• 48시간 시점에서 PR 대비 위성세포 수에 유의한 차이 없음

CWI 그룹은 약화된 mTORC1 인산화와 48시간 시점에 HWI 및 PR 모두 대비 유의하게 낮은 위성세포 활동을 보였으며(둘 다 p < 0.05), 이는 이전 기전 연구와 일치한다 [1, 5].

회복 및 통증 결과

HWI는 급성 회복 인식에서 가장 유리한 패턴을 보였다. 인지된 회복은 중재 직후 PR 대비 유의하게 높게 평가되었으나(p = 0.01), CWI와는 유의한 차이가 없었다(p = 0.34). 운동 후 24시간 및 48시간의 인지된 통증은 HWI와 CWI 모두 PR에 비해 유의하게 낮았으며, 이는 두 열 수단 모두 온도 방향에 관계없이 DOMS를 효과적으로 감소시킴을 시사한다.

*HWI 대비 통계적으로 유의한 차이

해석

분자적, 구조적, 지각적 데이터의 수렴은 일관된 서사를 지지한다. HWI는 CWI의 기능적 회복 이점(DOMS 감소, 인지된 회복 향상)을 제공하면서도 장기적인 근비대 적응을 이끄는 동화 신호 연쇄를 보존, 잠재적으로 강화한다. CWI는 유사한 급성 회복 인식을 달성하지만 장기적인 근육 성장에 측정 가능한 비용이 든다 [7].

Practical Applications

이 RCT의 결과는 저항 훈련 후 열 회복 수단을 사용하는 선수들에게 직접적이고 실행 가능한 함의를 갖는다.

목표 기반 수단 선택

가장 중요한 실용적 함의는 최적의 열 회복 수단이 선수의 주요 훈련 목표에 따라 달라진다는 것이다.

이 구분은 실용적 적용에 중요하다. CWI는 근본적으로 해롭지 않으며, 장기적 근육 성장보다 다음 날 수행이 우선되는 경기 단계에서 완전히 적합할 수 있다. 데이터는 전용 근비대 훈련 단계에서의 일상적 사용에 반대한다.

온수 침수 프로토콜

RCT 프로토콜과 지지 문헌을 기반으로 다음을 권장한다. - 온도: 38-42°C (열 스트레스 합병증을 예방하기 위해 42°C 초과 금지) - 지속 시간: 10-15분 - 시기: 근육 온도가 상승한 상태를 유지하는 운동 후 30분 이내 - 침수 깊이: 허리 높이 또는 전신 침수 모두 효과적이고 견딜 수 있음 - 빈도: 근비대 블록 중 각 저항 훈련 세션 후

대안으로서의 사우나

핀란드식 사우나(80-100°C, 상대 습도 10-20%)는 HWI와 비교 가능한 열 자극을 생성하며 건강한 인구에서 심혈관 안전성이 확립되어 있다. 운동 후 분자 신호에 대한 사우나의 특정 효과에 대한 근거는 더 제한적이지만 기전적으로는 타당하다 [8].

훈련 후 15-20분의 사우나 세션은 사우나 시설에 접근 가능한 선수에게 실용적인 대안이다. 사우나 사용 직후 500-750 mL의 수분 섭취로 수분을 보충해야 한다. 고용량 심폐 운동 직후 사우나는 심혈관 부담 위험으로 인해 금기다.

맥락적 고려사항

열 회복 수단은 기초 회복 행동에 이차적임을 인식해야 한다. PR 대비 HWI의 근비대 이점 크기는 그룹 수준에서 통계적으로 유의하지만, 점진적인 추가에 불과하다. 단백질 섭취 최적화(1.6-2.2 g/kg/일), 충분한 수면(8시간 이상), 전반적인 훈련 스트레스 관리는 열 수단 선택보다 근비대 적응에 훨씬 더 큰 효과를 제공한다 [9].

회복 시간이나 자원이 제한된 선수의 경우, 우선순위 계층은 수면의 질과 양이 최우선, 단백질 영양이 두 번째, 열 회복 수단 선택이 세 번째여야 한다.