The hip thrust: A comparison of muscle activation and force during hip extension

초록

힙 쓰러스트(hip thrust)는 둔근 훈련 운동으로 널리 보급되고 있으나, 스쿼트와 같은 전통적인 하체 운동과의 체계적인 근전도(EMG) 비교 연구는 아직 충분하지 않다. 본 연구는 저항 훈련 경험자를 대상으로 힙 쓰러스트와 바벨 백스쿼트 수행 시 근활성화(muscle activation) 및 힘 생성(force production)의 차이를 분석하였다. 훈련 경험이 있는 남녀 17명이 동일한 상대 부하 조건에서 두 운동을 수행하였으며, 대둔근, 중둔근, 대퇴이두근, 직근의 표면 EMG를 측정하였다. 그 결과, 힙 쓰러스트는 백스쿼트보다 대둔근의 평균 및 최대 EMG 활성화가 유의하게 높았으며(p < 0.05), 활성화 진폭은 동일한 상대 강도에서 약 53% 더 높은 것으로 나타났다. 반면 백스쿼트는 직근 및 전반적인 대퇴사두근 활성화에서 우위를 보였다. 이러한 결과는 힙 쓰러스트의 수평 힘 벡터(horizontal force vector)가 스쿼트의 수직 힘 벡터보다 대둔근을 보다 선택적이고 효과적으로 자극함을 시사한다. 최대 둔근 발달을 목표로 하는 경우, 두 운동을 병행하여 하체 주요 근육 전체를 자극하는 전략이 권장된다.

서론

대둔근(gluteus maximus)은 인체에서 가장 크고 강력한 근육으로, 고관절 신전(hip extension), 외회전(external rotation), 후방 골반 경사(posterior pelvic tilt)를 담당한다 [1]. 기능적 중요성에도 불구하고, 대둔근은 흔히 그 역량에 비해 충분히 자극되지 못한다. 하체 훈련에서 주로 활용되는 스쿼트나 레그프레스 등의 운동은 대둔근 최대 활성화를 유도하지 못하는 경우가 많다 [2]. 선행 연구들에 따르면, 스쿼트에서 대둔근의 최대 근전도(EMG) 활성화는 최대 수의 등척성 수축(MVIC)의 20~40% 수준에 그치며, 이는 전용 고관절 신전 운동을 통해 달성 가능한 활성화 수준보다 현저히 낮다 [3].

최근 운동 선택의 핵심 이론으로 힘 벡터(force vector) 개념이 주목받고 있다. 운동은 크게 수직 부하(스쿼트, 데드리프트 등)와 수평 부하(힙 쓰러스트, 케이블 풀스루 등)로 구분할 수 있다 [4]. 대둔근은 후방 방향으로 저항에 맞서 고관절을 신전시키는 기능을 주로 수행하기 때문에, 수평 힘 벡터를 생성하는 운동이 가동 범위 전반, 특히 운동 최상부에서 이 근육에 역학적으로 더 유리한 부하를 가한다고 이론화되어 있다 [5]. 수직 부하 운동에서는 고관절이 완전히 신전되는 최상부 지점에서 장력이 현저히 감소하는 반면, 수평 부하 운동은 이 구간에서도 지속적인 저항을 제공한다.

Contreras에 의해 개발되고 보급된 바벨 힙 쓰러스트는 상부 등을 벤치에 올린 상태에서 바벨을 고관절 전방에 위치시킨 채 고관절을 위로 밀어올리는 동작이다 [6]. 이때 고관절 굴곡 약 90도 지점에서 모멘트 팔(moment arm)이 가장 길어지며, 이는 대둔근이 최대 힘을 발휘할 수 있는 위치와 정확히 일치한다. 스쿼트에서는 이와 달리 고관절이 깊이 굴곡된 하강 구간에서 모멘트 팔이 최대가 되는데, 이 위치에서는 대둔근이 단축된 상태로 역학적 불이익을 받는다.

힙 쓰러스트에 대한 현장의 지지에도 불구하고, 바벨 백스쿼트와의 체계적 EMG 비교 연구는 본 연구 이전까지 부족한 실정이었다. 어떤 운동이 대둔근을 더 효과적으로 자극하는지를 규명하는 것은 운동선수, 보디빌더, 재활 대상자를 위한 프로그램 설계에 직결되는 중요한 과제다. 이에 본 연구는 저항 훈련 경험자를 대상으로 힙 쓰러스트와 백스쿼트 간의 대둔근, 중둔근, 대퇴이두근, 직근 EMG 활성화를 비교하였다.

연구 방법

참여자

훈련 경험이 있는 성인 17명(남성 10명, 여성 7명, 평균 연령 26.3 ± 4.1세, 평균 훈련 경력 3.2 ± 1.6년)이 자발적으로 연구에 참여하였다. 포함 기준은 최소 1년 이상의 규칙적인 저항 훈련 경험과 바벨 백스쿼트 및 바벨 힙 쓰러스트 동작 숙련이었다. 현재 근골격계 부상이나 해당 운동 수행 중 통증이 있는 경우 제외하였다. 모든 참여자는 서면 동의를 제출하였으며, 연구 프로토콜은 기관 생명윤리위원회의 승인을 받았다.

운동 프로토콜

참여자는 최소 48시간 간격으로 3회의 실험실 세션에 참석하였다. 첫 번째 세션에서는 동작 숙지 및 두 운동 각각의 1반복 최대(1RM) 측정을 진행하였다. 이후 세션에서는 각 운동을 1RM의 60%, 70%, 80%의 부하로 수행하며 EMG 데이터를 수집하였다. 각 부하에서 3회 반복을 기록하였고, 세트 간 3분의 휴식을 부여하였다.

백스쿼트는 하이바(high-bar) 자세로, 발을 어깨너비로 벌린 상태에서 고관절이 무릎 아래로 내려가는 깊이(평행 이하)까지 하강하였다. 힙 쓰러스트는 상부 등(견갑골 능선 높이)을 패딩 벤치에 기대고, 발은 바닥에 평평하게 딛은 채로 최상부에서 무릎이 약 90도 굴곡 상태가 되도록 위치를 조정하였다. 바벨 패드를 사용하여 고관절 전방의 불편함을 방지하였다. 두 운동 모두 표준화된 수행 템포(하강 2초, 짧은 정지, 완전 신전까지 단축성 수축)와 언어적 큐를 적용하였다.

EMG 데이터 수집

표면 EMG 전극(Ag/AgCl, 직경 10 mm)을 대둔근(후상장골극과 대전자 간 거리의 50% 지점), 중둔근(장골능과 대전자 사이의 중간 지점), 대퇴이두근 장두(좌골 결절과 비골두 간 거리의 50% 지점), 직근(전상장골극과 슬개골 간 거리의 50% 지점)에 부착하였다. 전극 부착은 SENIAM 지침을 따랐다. 원신호(raw EMG)는 증폭(이득: 1000배), 대역통과 필터링(20~450 Hz) 처리 후, 각 근육의 표준화된 최대 등척성 수축(MVIC)값을 기준으로 정규화하였다.

통계 분석

각 근육의 정규화된 평균 및 최대 EMG 진폭을 대응표본 t-검정으로 비교하였다. Cohen's d를 이용하여 효과 크기를 산출하였으며, 유의 수준은 p < 0.05로 설정하였다.

결과 및 고찰

대둔근 활성화

힙 쓰러스트는 모든 부하 조건에서 백스쿼트보다 대둔근의 평균(p = 0.003) 및 최대(p = 0.001) EMG 활성화가 유의하게 높았다. 1RM의 80% 부하 조건에서, 힙 쓰러스트의 대둔근 평균 활성화는 75.3 ± 12.4% MVIC, 스쿼트는 47.2 ± 9.8% MVIC로 원시 진폭 기준 약 60%의 차이를 보였다. 효과 크기 또한 크게 나타났으며(평균 활성화 Cohen's d = 1.12, 최대 활성화 d = 1.31), 이 차이가 통계적 의미를 넘어 실용적으로도 유의미함을 시사한다.

대퇴사두근 활성화

백스쿼트는 힙 쓰러스트에 비해 직근 활성화가 현저히 높았다(58.9 ± 13.2 대 18.7 ± 6.2% MVIC; p < 0.001; d = 2.47). 이 결과는 스쿼트가 슬관절 우세 운동으로서 대퇴사두근에 상당한 부하를 가한다는 기존의 이해와 일치하며, 힙 쓰러스트가 이 근육군을 효과적으로 자극하지 않는다는 점을 명확히 한다. 이는 힙 쓰러스트가 스쿼트의 대체재가 아닌 보완적 운동임을 시사하는 중요한 근거다.

대퇴이두근 활성화

흥미롭게도 백스쿼트는 힙 쓰러스트보다 대퇴이두근 활성화가 더 높았다(51.4 ± 11.6 대 39.2 ± 10.3% MVIC; p = 0.028). 이는 스쿼트 상승 국면에서 햄스트링이 심부 고관절 굴곡으로부터의 신전 시 능동적 고관절 신전근 및 무릎 굴곡근으로 기능하기 때문으로 해석된다. 반면 힙 쓰러스트 최상부에서는 햄스트링이 이미 단축된 위치에 있어 능동적 불충분(active insufficiency) 상태가 될 수 있다. 따라서 햄스트링 발달을 주목적으로 하는 경우 힙 쓰러스트만으로는 불충분하다.

기전적 해석

본 결과는 Contreras 등이 제안한 힘 벡터 가설을 지지한다 [4, 5]. 스쿼트의 단축성 국면에서 대둔근은 고관절이 신전될수록 점차 단축된 근육 길이에서 작동하여, 운동 최상부로 갈수록 힘 발생 능력이 감소한다. 이와 달리 힙 쓰러스트에서는 고관절 굴곡 약 90도 지점에서 최대 저항이 부과되는데, 이 위치에서 대둔근의 모멘트 팔이 가장 길고 근육이 최적의 길이-장력 관계(length-tension relationship)에 가까운 상태로 작동한다. 이러한 역학적 이점과 최대 부하의 일치가 힙 쓰러스트에서 현저히 높은 활성화를 설명하는 핵심 기전으로 판단된다.

이 결과는 힘 벡터 특이성과 근활성화에 관한 광범위한 문헌과도 일치한다. Andersen 등 [7]은 동일 근육을 목표로 하는 서로 다른 운동이 저항 방향에 따라 유의미하게 다른 활성화 패턴을 생성함을 입증한 바 있다.

실용적 적용

훈련 프로그램에서의 힙 쓰러스트 통합

본 연구 결과는 최대 둔근 발달을 목표로 하는 경우 힙 쓰러스트를 주운동 또는 보조 운동으로 포함할 것을 강하게 지지한다. 힙 쓰러스트는 스쿼트의 대체재가 아니라, 두 운동이 하체 근육계의 서로 다른 측면을 자극하는 상호 보완적 운동으로 이해해야 한다.

둔근 강조 프로그램의 권장 구조:

• 바벨 힙 쓰러스트: 하체 훈련일의 주운동으로 주 2~3회, 3~4세트, 8~12회
• 바벨 백스쿼트: 전반적인 하체 근력을 위한 주요 복합 운동으로 주 1~2회, 3~5세트, 5~8회
• 루마니안 데드리프트: 햄스트링 위주의 고관절 신전을 위해 3세트, 10~12회

부하 설정

힙 쓰러스트는 대둔근 최대 활성화 위치에서 더 긴 모멘트 팔을 허용하므로, 자체 체중 대비 상당히 높은 무게를 다룰 수 있다. 초보자는 맨몸 또는 가벼운 덤벨로 시작하여 동작 패턴을 충분히 숙달한 뒤 바벨로 진행한다. 숙련자는 체중의 100~200% 이상을 다루는 경우도 흔하다. 점진적 과부하(progressive overload) 원칙을 동일하게 적용하여, 훈련 주기에 걸쳐 부하 또는 반복 횟수를 체계적으로 증가시킨다.

대둔근 활성화를 극대화하는 테크닉 포인트

1. 발 앞꿈치보다 발뒤꿈치로 바닥을 밀어 부하를 후방으로 집중
2. 동작 전반에 걸쳐 중립 척추 유지(최상부에서 요추 과신전 방지)
3. 최상부에서 둔근을 의식적으로 강하게 수축하고 잠시 유지
4. 턱을 당겨 전방 골반 경사 보상 동작 예방
5. 발 위치(발을 골반 너비로 벌리고 약간 외회전)는 개인의 고관절 해부학 구조에 맞게 조정

스포츠 적용

달리기, 점프, 방향 전환이 빈번한 스포츠 선수에게 힙 쓰러스트는 특히 가치 있는 운동이다. 힙 쓰러스트의 수평 힘 벡터는 단거리 달리기의 지면 접촉 시 수평 추진력 생성 메커니즘과 유사하다 [8]. 단거리 선수, 축구 선수, 농구 선수 등에게 힙 쓰러스트를 훈련에 포함하면, 수직 부하 운동만으로는 얻기 어려운 특이적 수행 능력 향상이 기대된다.

특수 집단에서의 활용

슬개대퇴 통증이나 전방 슬관절 병변으로 인해 무거운 스쿼트가 어려운 경우, 힙 쓰러스트는 관절 부하를 최소화하면서 하체 훈련 자극을 유지할 수 있는 효과적인 수단이 된다. 힙 쓰러스트는 슬관절 신전 모멘트가 거의 발생하지 않아, 스쿼트나 레그프레스에 비해 슬개대퇴 관절의 압박력이 훨씬 적다. 재활 맥락에서 활용할 때는 적절한 임상 감독을 권장한다.