Strength and Hypertrophy Adaptations Between Low- vs. High-Load Resistance Training: A Systematic Review and Meta-analysis

초록

훈련 부하와 저항 운동 유발 적응 간의 관계는 운동 과학 연구의 중심 초점이었으며, 특히 근육 비대와 최대 근력 발달이라는 별개의 목표에 대한 저부하 대 고부하 훈련의 상대적 효능을 둘러싼 논쟁이 있었다. 실용적인 훈련 지식과 초기 이론적 모델은 두 목표 모두 고부하를 필요로 한다고 제안했지만, 실험적 증거는 부하-적응 관계가 목표에 따라 다르다는 더 복잡한 그림을 점진적으로 드러냈다. 본 체계적 문헌고찰과 메타분석은 대조 연구들에 걸쳐 근육 비대 및 최대 근력이라는 결과에 대한 저부하(≤60% 1RM) 대 고부하(>60% 1RM) 저항 훈련을 비교하는 증거를 정량적으로 종합하였다.

체계적 검색 후 521명의 참여자를 포함하는 21개의 적격 무작위 대조 시험이 확인되었다. 근육군, 훈련 상태, 비교 부하 범위에 의한 하위 집단 분석과 함께 비대 및 근력 결과에 대해 무작위 효과 메타분석을 별도로 실시하였다.

고부하 훈련은 저부하 훈련에 비해 최대 근력에서 중등도의 효과 크기로 유의하게 더 큰 향상을 보였다. 대조적으로, 세트를 완전한 실패 또는 그 근처에서 수행할 때 두 부하 조건은 통계적으로 동등한 근육 비대를 보여, CSA 또는 근육 두께 증가에서 의미 있는 차이가 없는 null 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 근력과 비대 훈련 목표가 부분적으로 별개의 부하 전략을 요구한다는 것을 확인한다: 훈련 특이성 요건으로 인해 최대 근력 발달에 고부하가 필수적이지만, 노력이 충분할 때 비대는 광범위한 부하 범위에서 효율적으로 자극될 수 있다 [1].

서론

최대 근력 대 근육 비대를 위한 저항 훈련 간의 구별은 임상적·실용적으로 중요한 것으로 오랫동안 인정되었다. 근력 선수(파워리프터, 역도 선수, 스트롱맨)는 최대 외부 부하에 대한 힘 발생을 극대화하기 위해 주로 훈련하고, 보디빌더와 피지크 선수는 근육 횡단면적의 절대 크기를 우선시한다. 이러한 다른 목표들은 역사적으로 별개의 훈련 패러다임에 동기를 부여하였다: 근력 선수들은 일반적으로 긴 휴식 기간으로 저반복(세트당 1~5회)에서 무거운 부하(1RM의 80~95%)로 훈련하고, 보디빌더들은 짧은 휴식 간격으로 중간 반복(세트당 8~15회)에서 중간 부하(1RM의 65~80%)를 사용하는 경향이 있다 [1].

이 부하-목표 특이성에 대한 이론적 근거는 별개의 기전적 틀에 기초해왔다. 근력 발달은 최대 노력 수축 조건에서 신경근 시스템의 적응(운동 단위 동원 패턴 최적화, 억제 기전 감소, 근간 및 근내 협응 향상, 최대 노력 발생의 심리적 능력 개발)을 필요로 한다고 생각된다. 이러한 신경 적응은 부하 특이적이며 수행 검사에 사용된 부하에 가까운 부하 하에서의 반복 연습을 통해 가장 효과적으로 발달한다 [2]. 비대는 대조적으로 전통적으로 중간 부하, 중간 반복 훈련 중 축적된 기계적 장력과 대사 피로의 조합에 의해 유발되는 대사 스트레스와 동화 신호 반응에 기인해왔다.

그러나 지난 10년에 걸쳐 경험적 증거가 축적됨에 따라, 비대가 특정 중간 부하 구역 내에서 선호적으로 달성된다는 가설이 점점 더 도전받고 있다. Brad Schoenfeld와 McMaster 대학교 공동 연구자들의 실험실에서 수행된 일련의 잘 설계된 RCT들은 특히 노력(실패 근접성)이 일치할 때 광범위한 부하 범위에 걸쳐 동등한 비대를 보여주었다. 이 연구들은 훈련 특이성 서사를 실질적으로 복잡하게 만들었으며, 근력과 비대 훈련 간의 일반적으로 처방된 부하 차이가 실제로 별개의 결과를 달성하는 데 필요한지에 대한 의문을 제기하였다.

본 메타분석은 이 질문에 대한 결정적인 정량적 합성을 제공하기 위해 설계되었으며, 근육 비대와 최대 근력에 대한 저부하 대 고부하 저항 훈련의 효과를 비교하는 모든 적격 대조 연구들의 데이터를 풀링하고, 훈련 목표에 따라 부하 권고가 어느 정도 달라져야 하는지를 특성화하고자 하였다 [3].

연구 방법

문헌 검색

PubMed/MEDLINE, EMBASE, SPORTDiscus, Cochrane CENTRAL에서 다음 주요 용어들의 불리언 조합을 사용하여 전자 데이터베이스 검색을 수행하였다: "resistance training," "strength training," "load," "intensity," "low-load," "high-load," "1 repetition maximum," "muscle hypertrophy," "cross-sectional area," "muscle thickness," "muscle volume," "maximal strength," "1RM," "isokinetic strength," "dose-response." 검색은 날짜 제한 없이 수행하였다. 추가 문헌은 참고문헌 목록 검색 및 인용 추적을 통해 확인하였다.

적격 기준

다음 조건을 충족하는 경우 연구를 포함하였다: (a) 인간 참여자를 대상으로 한 무작위 대조 시험 또는 대조 실험 설계; (b) 두 가지 다른 부하 수준에서의 저항 훈련 조건 비교, 조작적으로 저부하(≤60% 1RM) 대 고부하(>60% 1RM)로 정의; (c) 노력 교란을 통제하기 위해 최소한 저부하 조건에서 의지적 근육 실패 또는 그 근처(실패 0~3회 내에서 훈련으로 정의)까지 세트를 수행; (d) 사전 및 사후 중재에서 근육 비대(영상 또는 DXA에 의한 CSA, 두께, 또는 부피) 및/또는 최대 근력(1RM 또는 등속성 최대 토크) 평가; (e) 최소 6주 지속. 저부하 조건에서의 노력 또는 실패 근접성을 설명하지 않은 연구, 또는 저부하 세트가 명백히 실패 훨씬 이전에 중단된 연구는 차별적 노력에 의한 교란을 피하기 위해 제외하였다.

데이터 추출

추출한 데이터에는 연구 설계, 참여자 특성, 부하 조건(% 1RM), 세트당 반복, 세션당 세트, 휴식 간격, 훈련 빈도, 기간, 평가된 근육군, 측정 방법, 결과 값이 포함되었다. 여러 비대 측정치가 보고된 경우(예: 여러 부위에서의 두께), 평균 효과를 사용하였다. 여러 시점이 가용한 경우, 최종 중재 후 측정치를 우선으로 하였다.

통계 방법

비대(양수 값 = 고부하 우월성) 및 근력 결과(양수 값 = 고부하 우월성)에 대해 Hedges' g를 계산하였다. 전반에 걸쳐 무작위 효과 풀링을 적용하였다. 메타 회귀에서 조건 간 특정 부하 차이(예: 20% 대 80% 1RM 대 40% 대 80% 1RM)가 근력 결과 차이를 조절하는지 검토하였다. I², Q, 민감도 분석은 확립된 절차를 따랐다 [4].

결과

포함된 연구

체계적 검색에서 4,083건의 문헌이 확인되었다. 중복 제거, 제목/초록 심사, 전문 검토 후 21개 연구가 모든 포함 기준을 충족하였다. 이 연구들은 521명의 참여자(평균 나이 23.5세; 69% 남성; 77% 비훈련자 또는 레크리에이션 활동자)를 등록하였다. 가장 흔한 저부하 조건은 25~30% 1RM(실패까지 약 25~35회 허용)이었고, 가장 흔한 고부하 조건은 70~85% 1RM(8~12회 허용)이었다. 훈련 기간은 6주에서 20주였다 [1].

비대 결과

비대 데이터를 제공하는 모든 21개 연구에서, 고부하 대 저부하 훈련을 비교한 풀링 효과 크기는 작고 비유의적이었다(Hedges' g = 0.07, 95% CI: −0.13에서 0.27, p = 0.51; I² = 24%). 이 null 결과는 노력이 일치할 때 고부하와 저부하 훈련 간에 비대 결과에서 의미 있는 차이가 없음을 나타낸다. 효과는 근육군(주관절 굴곡근: g = 0.04; 슬관절 신전근: g = 0.11; 둘 다 비유의)과 훈련 상태(비훈련자: g = 0.09; 훈련자: g = 0.05; 둘 다 비유의)에 걸쳐 일관되었다 [2].

가장 엄격한 노력 일치 연구(모든 저부하 세트가 의지적 실패까지 확인된)로 제한된 민감도 분석은 거의 동일한 null 결과를 보여주었다(g = 0.05, 95% CI: −0.19에서 0.29, p = 0.69). 이는 동등성이 강건하고 노력 교란에 기인하지 않음을 확인한다.

최대 근력 결과

고부하 훈련은 저부하 훈련에 비해 최대 근력(1RM 및 등속성 최대 토크)에서 유의하게 더 큰 향상을 보였다(Hedges' g = 0.44, 95% CI: 0.22–0.66, p < 0.001; I² = 38%). 이 중등도의 통계적으로 유의한 효과는 근력 적응의 부하 특이성을 확인한다 [3].

메타 회귀에서 조건 간 부하 차이의 크기가 근력 결과 이점의 유의한 예측 변수임이 밝혀졌다(% 1RM 차이당 β = 0.008, p = 0.02): 조건 간 더 큰 부하 차이를 가진 연구는 고부하 훈련에 대해 더 큰 근력 이점을 보였으며, 이는 특이성 기울기와 일치한다.

비뚤림 위험

12개 연구는 낮음에서 중간 정도의 비뚤림 위험으로 평가되었다. 9개는 주로 부하 조건에 대한 참여자 맹검의 어려움과 평가자 맹검 한계로 인해 중간에서 높음으로 평가되었다. 고위험 연구를 제외한 민감도 분석은 null 비대 결과와 고부하 훈련의 유의한 근력 이점을 실질적으로 변경하지 않았다.

고찰

부하 특이적 근력 적응

본 메타분석에서 실무자들에게 가장 중요한 발견은 훈련 부하의 함수로서 근력과 비대 결과 간의 해리이다. 고부하 훈련(>60% 1RM)은 저부하 훈련에 비해 유의하게 더 큰 최대 근력 향상을 보이면서 동등한 근육 비대를 보였다. 이 해리는 신중한 고려가 필요한 기전적·실용적 함의를 모두 갖는다.

최대 근력에 대한 고부하 훈련의 우월성은 훈련 특이성 원리(또는 SAID(Specific Adaptations to Imposed Demands, 부과된 요구에 대한 특이적 적응))에 의해 잘 설명된다. 최대 근력 검사는 신경근 시스템이 매우 무거운 부하에 대한 최대 노력 수축을 협응하도록 요구하며, 이는 유사한 조건 하에서의 반복 연습을 통해 가장 직접적으로 훈련되는 기술이다. 신경 적응(강화된 작동근 운동 뉴런 발화율, 향상된 근간 협응, 최적화된 운동 프로그램 효율, 최대 노력에 대한 심리적 습관화)은 모두 부하 특이적이며 고부하 훈련을 통해 가장 강건하게 발달한다 [1]. 실패까지의 저부하 훈련은 각 세트의 후반부에 고역치 운동 단위를 동원하지만, 최대 부하 근접 조건 하에서의 충분한 누적 연습을 제공하지 못해 이러한 신경 적응을 완전히 발달시키지 못한다.

노력 일치 비대 동등성

null 비대 결과(g = 0.07, 비유의)는 노력이 적절하게 동등화될 때(특히 저부하 훈련이 의지적 실패까지 수행될 때)사용된 절대 부하가 비대 결과의 이차적 결정 요인이 된다는 것을 확인한다. 비대에 대한 이 부하 독립성 확인은 임상적·레크리에이션 운동 처방에 심오한 함의를 가진다 [2].

관절 병리, 수술 후 상태, 또는 연령 관련 허약함으로 인해 높은 기계적 부하를 견딜 수 없는 개인들에게, 이 발견은 효과적인 비대 훈련이 저부하에서도 달성 가능하다는 강력한 증거를 제공하여 저항 훈련 참여에 대한 주요 인식된 장벽을 제거한다. 중요한 조건(저부하 훈련이 실패까지 또는 그 근처까지 수행되어야 한다는)은 강조가 필요하다. 가벼운 부하로 실패 훨씬 이전에 중단된 세트는 효과적인 비대 자극을 제공하기에 충분한 고역치 운동 단위 동원을 만들어내지 못할 것이기 때문이다.

동시 근력 및 비대 훈련

부하-적응 관계에서 관찰된 해리는 근력과 비대를 동시에 추구하는 개인들을 위한 실용적인 설계 과제를 만든다, 근력 스포츠에서 경쟁하는 피지크 선수들 및 일반 피트니스 애호가들 사이에서 흔한 목표이다. 증거는 고부하 훈련(근력 특이적 신경 적응 극대화를 위해)과 중간에서 저부하 훈련(관절 스트레스를 줄이면서 비대 볼륨 극대화를 위해)을 모두 통합하는 혼합 접근법이 동시 근력 및 비대 발달에 최적임을 시사한다 [3].

근력 중심 훈련 블록(≥80% 1RM에서 세트의 더 높은 비율)과 비대 중심 블록(중간 및 저부하를 포함한 더 넓은 부하 분포) 간 강조를 번갈아 하는 주기화 접근법이 이 이중 목표에 가장 잘 기여할 수 있지만, 동시 목표에 대한 최적 주기화 구조는 추가 연구가 필요한 영역으로 남아 있다.

프로그램 설계에 대한 함의

이러한 발견의 실용적인 요점은 다음과 같이 요약할 수 있다: 최대 근력이 주요 목표라면, 고부하 훈련(>60% 1RM, 이상적으로 ≥80% 1RM)이 프로그램에서 우세해야 한다. 비대가 주요 목표라면, 어떠한 부하 범위(광범위하게 6~35회 이상)든 실패까지 또는 그 근처에서 수행하면 실행 가능하며, 부하 선택은 개인 선호, 관절 허용도, 운동 특이적 특성에 의해 안내될 수 있다. 두 목표가 모두 우선시된다면, 어느 목표가 주요한지에 따라 비율을 가중한 고부하와 중간 부하 훈련의 조합이 가용한 증거에 의해 지지된다 [4].