Effect of Pilates Breathing on the Activity of Trunk Stabilizer Muscles during the Movements of Pilates Chair Exercise

필라테스 호흡이 체어 동작에서 몸통 안정화 근육의 활성도에 미치는 영향

Abstract

Purpose: This study aimed to investigate the changes in the muscle activity of the trunk stabilizer muscles before and after incorporating Pilates breathing during three types of Pilates chair exercises. Methods: This study included 33 healthy men and women in their 20's; they were recruited according to the inclusion and exclusion criteria. sEMG was used to measure the changes in the muscle activity in the internal oblique/transverse abdominis, rectus abdominis, and erector spinae during the three types of Pilates chair movements (footwork, twist footwork, and bridging) without and with the Pilates breathing integration. The muscle activities of the trunk stabilizers between without and with Pilates breathing were statistically analyzed and compared. Results: The internal oblique/transverse abdominis showed an increase and a significant difference in the muscle activity in all three movements of footwork, twist footwork, and bridging after the Pilates breathing integration (p<.001). The muscle activity of the rectus abdominis (p<.05) and the erector spinae (p<.05) also increased and showed a significant difference after the Pilates breathing incorporation, except in the bridging movement for the erector spinae. The increase in the rate after integrating Pilates breathing was relatively greater in internal oblique/transverse abdominis than in other muscles. Conclusion: When Pilates breathing was applied, the activities of the trunk stabilizer muscles increased significantly and immediately in all three movements of Pilates chair footwork, twist footwork, and bridging. This means that the use of breathing is expected to have a positive and immediate effect on the activation of trunk stabilizers, thus indicating that it can possibly be an effective re-enforcing tool to promote trunk stability when it is integrated to the Pilates chair exercise. Incorporating Pilates breathing also seemed to have a tendency to activate the deep trunk stabilizer muscles more than the superficial stabilizer muscles.

Ⅰ. 서론

1. 연구의 배경 및 필요성

허리 통증(low back pain)은 상당히 만연한 근육뼈대계 질환이며 높은 유병률을 나타내었다. 허리 통증의 유병률은 연구 조사된 시기와 지역에 따라, 38 %로 보고된 바 있었고 80 %에 달하는 것으로 보고되기도 했다(Hoy 등, 2012; Suh 등, 2019). 만성 허리 통증은 척추 주변 근육의 구조 및 기능적 변화와 관련이 있다. 허리의 근육이 약해지고, 과도한 피로도를 보이며, 조절 능력이 약해지면 만성 허리 통증을 초래하는 것으로 알려졌다(Lee 등, 2015).

만성 허리 통증을 치료하는 효과적인 방법의 하나는 운동인데, 그중에서도 허리의 안정화 근육과 운동성 근육의 강화를 유도하는 필라테스(Pilates)에 기반을 둔 운동이 근래에 많은 주목을 받으며 허리 통증에 대한 치료적 운동으로서 시도되고 연구되었다(Oliveira 등, 2017). 필라테스를 활용한 운동은 만성 요통을 포함하여 여러 질환 및 이상증에 대한 재활 치료 도구로서도 그 효과가 입증되어왔으며 특히 통증과 기능적 장애를 감소시키는데 효과가 있는 것으로 나타났다(Byrnes 등, 2018). 필라테스 운동은 기구 없이 매트 위에서 수행할 수도 있지만, 효과의 증진과 확대를 도모하기 위하여 여러 가지 특정한 기구에 기반을 두고 수행하기도 한다(da Luz Junior 등, 2013). 이러한 기구 중에 비교적 크기가 작지만 효과적인 근력 운동이 가능한 것으로 필라테스 체어(chair) 기구가 있다. 체어는 전통적인 필라테스 운동에서 흔히 사용되는 기구로서 두 개의 탈부착 가능한 스프링과 페달, 좌석 시트로 이루어져 있고, 스프링의 저항 강도를 조절하면서 다양한 동작이 가능하다(da Luz Junior 등, 2013). 체어를 사용한 필라테스는 하지 근력과 균형감각을 향상하게 할 수 있으며 허리 통증 개선 및 허리 부위 근력 강화에도 효과적이다(Haiou 등, 2015).

필라테스 운동은 집중(concentration), 조절(control), 중심화(centering), 움직임의 흐름(flow), 정확성(precision), 호흡(breathing)의 여섯 가지 원리에 바탕을 두고 있으며(Latey, 2002), 이 중에서 호흡은 매우 중요한 원리로 간주되며 나머지 다섯 가지 원리의 효율적 사용을 돕고 근육의 동원 순서와 수축 정도를 조절한다(Barbosa 등, 2015). 필라테스 호흡(Pilates breathing)은 이완과 코어 근육의 사용을 특징으로 하는데, 들숨 시에는 가로막의 이완이 일어나고 혈액순환 증진 및 복근 강화에 효과적이며, 날숨 시에는 가로막의 수축과 허리의 근육 및 골반바닥근의 근 기능을 증가시킨다(Cho & Lee, 2012). 필라테스 운동의 정체성 및 정의에 관한 체계적 고찰 연구에 의하면, 대상 논문으로 최종 선정된 119개의 연구에서 위 여섯 가지 원리 중 호흡이 월등하게 높은 비율로 거론되고 보고되었을 정도로(호흡 49 %, 그 외 다섯 개 원리는 각각 18~19 %) (Wells 등, 2012), 필라테스 운동에 있어서 필라테스 호흡법은 중요하게 다루어지는 요소이다.

필라테스에 기초한 치료적 운동의 효과는 복부의 근육과 척주의 폄근 사이의 불균형을 조절하고 몸통 안정화 근육을 강화하는 데에서 유래한다(Hides 등, 2001). 허리의 몸통(trunk) 안정화 근육에는 깊은 안정화 근육(deep stabilizer muscles)과 얕은 안정화 근육(superficail stabilizer muscles)이 있다(Lee 등, 2014). 깊은 안정화 근육은 배속빗근(internal oblique; IO), 배가로근(transverse abdominis; TrA), 뭇갈래근(multifidus)을 포함하며, 가로막근(diaphragm), 골반바닥근(pelvic floor muscles)와 함께 코어(core) 근육을 이루어 허리의 중립적 자세(neutral position) 유지와 안정화에 기여한다(Kim & Lee, 2017; Lee 등, 2014). 얕은 안정화 근육(superficail stabilizer)에는 배바깥빗근(External oblique), 배곧은근(rectus abdominis; RA), 척주세움근(erector spinae; ES)이 있으며(Lee 등, 2014), 배곧은근과 척주세움근은 각각 몸통의 자세 유지 기능을 통해 안정화 근의 역할을 수행할 뿐만 아니라 굽힘과 폄 동작을 일으키는 운동 근의 역할도 수행하여 척주의 자세와 움직임을 조절한다(Panhan 등, 2020). 이러한 여러 몸통 안정화 근육은 척주를 안정화하기 위하여 신체의 다양한 동작이 시작되기 전에 활성화되며(Kim & Lee, 2017) 깊은 안정화 근과 얕은 안정화 근 모두의 근력이 충분하고 협응적인 수축이 이루어질 때 허리 부위가 안정화될 수 있다(Lee 등, 2014). 허리 주변 안정화 근육의 약화 및 기능 저하는 허리척추뼈를 불안정하게 하여 허리 부위에 지속적인 자극 및 스트레스를 일으킬 수 있다(Oh 등, 2020).

본 연구는 필라테스 운동에 있어서 호흡의 중요성에 주목하였고, 호흡법을 필라테스 운동에 적용할 경우 필라테스 운동을 통하여 강화되는 것으로 알려진 몸통 안정화 근의 근 활성도에 어떠한 효과를 가져오게 될지 알아보고자 하였다. 이에, 필라테스 호흡을 필라테스 체어 운동에 병행하여 수행할 경우 몸통 안정화 근의 활성도를 높이는 데 즉각적인(immediate) 효과가 있을 것이라는 가설을 수립하였다. 몸통 안정화 근의 활성도가 더 높아진다면 허리 안정화 효과를 증가시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있을 것이며, 따라서 필라테스 호흡을 필라테스 운동에 병합할 경우 운동의 치료적, 예방적 효능의 증진을 기대할 수 있게 되리라 생각하였다.

2. 연구의 목적

본 연구의 목적은 필라테스 체어 운동을 수행할 때 필라테스 호흡이 안정화 근 활성도에 미치는 즉각적인 효과를 알아보고자 하는 것으로, 필라테스 운동 훈련 경험이 없는 건강한 성인을 대상으로 필라테스 체어 운동인 상체 뒤로 기울여 페달 밟기(footwork; FW), 상체 비틀어 페달 밟기(twist footwork; T-FW), 교각 운동(bridging; BRG) 동작 시 필라테스 호흡 수행 유·무에 따라 깊은 몸통 안정화 근육인 배가로근/배속빗근 및 얕은 몸통 안정화 근육인 배곧은근, 척주세움근의 근활성도에 어떤 차이가 있는지 조사하는 것이다.

Ⅱ. 연구방법

1. 연구 대상자

연구 대상자 수는 G-power 3.1 프로그램을 이용하여 대응 표본 t-검정을 기준으로하여 유의수준 .05, 검정력 .85, 효과크기 .50으로 하였을 때 표본 크기는 31명으로 산출되었으며 중도 탈락을 고려하여 총 33명으로 산정하여 모집하였다. 연구의 대상자는 20대 건강한 성인남녀로 제외기준에 해당하지 않는 참가자로 하였으며, 연구 기간 동안 모든 참여자는 참가를 완료하였다(Table 1). 대상자의 제외기준은 다음과 같다: 필라테스 운동 경험이 있는 자, 최근 6개월 동안 척추추간판탈출증, 협착증, 만성 허리 통증 등의 척주에 영향을 미치는 근육뼈대계, 신경계, 심장호흡계 질환을 앓은 자.

Table 1. Subject characteristics

대상자들에게 본 연구의 전반적인 연구 과정을 충분히 설명하였고 실험 참여에 대한 동의서에 서명을 받았다. 본 연구는 건양대학교 생명윤리위원회의 승인을 받았으며(KYU 2022-06-024-001), 헬싱키 선언의 원칙에 따라 수행되었다.

2. 사용기기 및 방법

1) 근전도기기(electromyography; EMG) 및 측정 방법

대상 근육의 근 활성도를 측정하기 위해 표면 근전도 장치(TeleMyo Mini DTS System, Noraxon Inc., USA)를 사용하였다. EMG의 표본추출률(sampling rate)은 1,000 ㎐, 주파수 대역폭(band pass filter)은 20~450 ㎐, 필터(notch filter)는 60 ㎐로 설정하여 측정하였다(Lee 등, 2014).

배가로근/배속빗근, 배곧은근, 척주세움근을 대상으로 하여 근 활성도를 측정하였다. 피부의 임피던스를 줄이기 위해 전극 부착 전 알코올 솜으로 닦고, 모두 오른쪽 근육에 부착하였다(Kim & Lee, 2017).

각 측정 근육의 전극 부착 부위는 다음과 같이 하였다: (1) 배가로근/배속빗근은 오른쪽 앞위엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine)에서 안쪽, 아래로 2 ㎝ 위치에 부착하였다(Barbosa 등, 2015; Kim 등, 2017; Lee 등, 2014)(Fig 1A). 배속빗근 부위에서 측정하는 표면 근전도 값에는 배가로근의 신호가 배속빗근의 신호와 섞여서 같이 측정되게 되므로 ‘배가로근/배속빗근(TrA/IO)’으로 이 신호의 측정값을 표기하였다(Lee 등, 2014). (2) 오른쪽 배곧은근은 칼돌기 아래의 힘살, 정중선에서 오른쪽 3 ㎝ 위치에 부착하였다(Lee 등, 2014)(Fig 1A). (3) 척주세움근은 3번째 허리뼈 가시돌기에서 오른쪽으로 3 ㎝, 근육의 힘살에 부착하였다(Kim & Lee, 2017)(Fig 1B).

Fig 1A. EMG electrode placement on TrA/IO and RA

Fig 1B. EMG electrode placement on ES

2) 필라테스 체어

필라테스 체어는 근력 향상에 효과적인 기구로 좌석 시트, 받침대, 페달, 스프링 걸이로 구성된다(Panhan 등, 2020)(Fig 2).

Fig 2. Pilates chair

3. 연구절차

본 연구는 필라테스 호흡 적용 전·후 검사 디자인으로 설계하였다(Fig 3). 일정한 횟수의 필라테스 체어 동작 3가지를 총 20분간 수행하였고 각 동작의 운동 후에 EMG로 배가로근/배속빗근, 배곧은근, 척주세움근에 대한 근활성도를 측정하였다. 이후 필라테스 호흡에 대한 교육을 10분간 실시하였다. 교육을 마친 후 훈련받은 호흡을 적용한 상태에서 이전에 수행한 것과 같은 방법으로 필라테스 각 동작 후 근 활성도 측정을 진행하였다.

Fig 3. Experiment flow chart

근 활성도 측정 시 근전도 신호의 정량화(normalization)를 위하여 최대 수의적 등척성 수축(maximum voluntary isometric contraction; MVIC)을 시행하여 근 활성도 값 측정에 사용하였다(Vera-Garcia 등, 2010).

근 활성도 측정 시 수행한 필라테스 세 가지 동작은 상체 뒤로 기울여 페달 밟기(footwork; FW), 상체 비틀어 페달 밟기(twist footwork; T-FW), 교각 운동(bridging; BRG)으로서 아래와 같다. 대상자들은 동작 수행에 방해를 받지 않도록 편안한 운동복을 착용했으며 신발을 벗은 채로 진행하였다. 사전 실험에서는 호흡에 대한 별도의 지시를 하지 않고 평소 본인의 편안한 호흡 방식을 사용하도록 했으며 사후 실험은 사전 실험과 같은 방식에 교육한 필라테스 호흡을 적용하도록 하여 진행하였다.

1) 체어 운동 수행 동작

가. 상체 뒤로 기울여 페달 밟기 (FW)

체어 위에 앉아 상체를 뒤로 기울여 배 근육 수축 및 허리 부위 안정화에 기여하고 페달을 누름으로써 넙다리네갈래근, 무릎굽힘근, 엉덩관절 안쪽돌림근과 바깥쪽돌림근외전근 강화에 목적을 둔 운동이다(Fig 4A).

Fig 4A. Footwork (FW) with Pilates chair

나. 상체 비틀어 페달 밟기 (T-FW)

체어 위에 앉아 몸통을 바깥쪽으로 비틀어 바깥쪽배근육 수축에 기여하고 페달을 누름으로써 넙다리네갈래근, 무릎굽힘근, 엉덩관절 안쪽돌림근과 바깥쪽돌림근 강화에 목적을 둔 운동이다(Fig 4B).

Fig 4B. Twist- footwork (T-FW) with Pilates chair

다. 교각 운동 (BRG)

매트 위에 누워 발볼을 페달 위에 두고 상체를 들어 올림으로써 배 근육 수축 및 허리 부위 척추 안정화 그리고 등의 폄근, 엉덩근 강화에 목적을 둔 운동이다(Fig 4C).

Fig 4C. Bridging (BRG) with Pilates chair

2) 필라테스 호흡 교육

필라테스 호흡법 교육은 매트 및 기구 필라테스 교육을 총 150시간 수료하였으며 물리치료학과에 재학 중인 필라테스 강사에 의하여 실시되었다. 대상자들이 호흡법에 관한 내용을 약 10분 동안 교육받은 후 사후 측정에서 필라테스 체어 동작을 수행할 때, 교육받은 필라테스 호흡을 병행하도록 하였다.

필라테스 호흡법에 대한 상세 내용은 아래와 같다.

가. 몸을 편안하게 이완시킨다.

나. 들숨은 갈비뼈가 팽창할 수 있도록 코로 숨을 들이마신다. 마시는 숨에는 어깨가 들리지 않도록 한다.

다. 날숨은 아래 배가 수축할 수 있도록 입으로 숨을 뱉는다. 배가로근과 골반바닥근을 사용하여 숨을 끝까지 내뱉는다.

들숨과 날숨의 반복 횟수는 총 10회로 설정하였고, 대상자 모두가 필라테스 호흡을 충분히 수행할 수 있는 것으로 확인 후 사후 실험을 진행하였다.

4. 측정 방법

1) 근전도 값의 정량화를 위한 최대 수의적 등척성 수축(MVIC)시 근 활성도 측정

다음과 같이 최대 수의적 등척성 수축을 하여 근 활성도를 측정하였다. (1) 배가로근/배속빗근: 배가로근/배속 빗근의 최대 수의적 등척성 수축력을 측정하기 위해 몸통 굽힘 동작과 몸통 비틀기 동작을 결합하여 측정하였다. 누운 상태에서 무릎을 구부린 채 몸통을 굽혀 들어 올리면서 오른쪽으로 비틀 때 대상자의 어깨에 최대 저항을 주어 측정하였다(Escamilla 등, 2006). (2) 배곧은근: 배곧은근의 최대 수의적 등척성 수축력을 측정하기 위하여 몸통 굽힘 동작을 한다. 무릎을 구부리고서 누운 상태에서 몸통을 굽혀 들어 올릴 때 대상자의 어깨에 최대 저항을 주어 측정하였다(Konrad, 2005). (3) 척주세움근: 척주세움근의 최대 수의적 등척성 수축력을 측정하기 위하여 몸통 폄 동작을 수행하게 하였다. 손을 머리 위에 놓고 엎드려 누운 상태에서 윗몸을 들어 올릴 때 대상자의 어깨에 최대 저항을 주어 측정하였다(Konrad, 2005).

2) 각 필라테스 체어 운동 수행 시의 대상 몸통 근육(TrA/IO, RA, ES)의 근 활성도 측정

가. 상체 뒤로 기울여 페달 밟기(FW) 동작 시 근 활성도 측정

시작 자세는 필라테스 체어 위에 앉아 페달 위에 발 볼을 두고, 손잡이를 잡도록 지시하였다. 이후 각도계(goniometer)를 사용하여 팔 각도가 140 °가 될 때까지 윗몸을 기울이도록 하였다.

측정 자세는 상체 고정 후, 페달을 누르는데, 이때 무릎 각도가 90 °가 되는 범위까지만 내려가도록 하였다. 이때 동작의 마지막 3초간의 등척성 수축기에서 근 활성도 신호를 수집하였다. 동작은 총 3회를 반복한다. 근전도 신호는 3회 동안 기록된 수치 중 최댓값을 취하여 기록하였다(Fig 4A).

나. 상체 비틀어 페달 밟기(T-FW) 동작 시 근 활성도 측정

시작 자세는 필라테스 체어 위에 앉아 페달 위에 발 볼을 두고, 양팔을 옆으로 나란히 하도록 지시하였다.

측정 자세는 페달을 무릎 각도가 90 °가 되는 범위까지 페달을 누르면서, 윗몸을 60 °가 되는 범위까지 몸통을 비틀도록 지시하였다. 이렇게 동작을 취했을 때, 가.에서와 같은 방법으로 측정하였다(Fig 4B).

다. 교각 운동(BRG) 동작 시 근 활성도 측정

시작 자세는 매트 위에 누워(supine), 발볼을 필라테스 체어 페달 위에 두도록 하였다.

측정 자세는 양쪽 어깨뼈(scapula) 아래 각(inferior angle)이 들릴 때까지, 골반(pelvis)-허리뼈(lumbar vertebrae)-등뼈(thoracic vertebrae)가 차례로 떨어질 수 있도록 윗몸을 매트 위에서 들어 올리도록 하였다. 이렇게 동작을 취했을 때, 가.에서 서술한 것과 같은 방법으로 측정하였다(Fig 4C).

5. 분석 방법

본 연구에서 수집된 데이터의 통계학적 분석을 위해 SPSS 버전 27.0 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였다. 유의수준은 p<.05로 설정하였으며 기술 통계를 이용해 대상자의 일반적 특성을 정리하였다. 필라테스 호흡에 대한 사전/사후의 효과를 알아보기 위하여, 측정값이 정규 분포하지 않는 경우 윌콕슨 검정(Wilcoxon signed rank test)를 시행하여 비교 분석하였고 정규 분포하는 경우 대응 표본 t-검정(paired t-test)을 통해 비교 분석하였다.

Ⅲ. 결과

1. 각 근육의 전/후 근활성도 차이값 분석

1) FW 동작

배가로근/배속빗근은 호흡법 적용 전/후 근 활성도 값이 유의하게 증가하였고(p<.001), 배곧은근, 척주세움근도 호흡법 적용 전/후 근 활성도 값이 유의하게 증가하였다(p<.01)(Table 2).

Table 2. Comparison of muscle activity during footwork without and with Pilates breathing (%MVIC)

FW; Footwork, TrA/IO; Internal oblique / Transverse abdominis, RA; Rectus abdominis, ES; Erector spinae

2) T-FW 동작

배가로근/배속빗근은 호흡법 병행 전/후 근 활성도 값이 유의하게 증가하였으며(p<.001), 배곧은근도 호흡 중재 전/후 근 활성도 값이 유의하게 증가하였고(p<.01), 척주세움근도 근 활성도 값이 유의하게 증가하였다(p<.05)(Table 3).

Table 3. Comparison of muscle activity during twisted-footwork without and with Pilates breathing (%MVIC)

T-FW; twisted-footwork, TrA/IO; Internal oblique / Transverse abdominis, RA; Rectus abdominis, ES; Erector spinae

3) BRG 동작

배가로근/배속빗근은 호흡법 적용 전/후 근 활성도 값이 유의하게 증가하였고(p<.001), 배곧은근 또한 근 활성도 값이 유의하게 증가하였지만(p<.01), 척주세움근은 필라테스 호흡법 병행 전/후에 근 활성도 값이 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.05) (Table 4).

Table 4. Comparison of muscle activity during bridging without and with Pilates breathing (%MVIC)

T-FW; twisted-footwork, TrA/IO; Internal oblique / Transverse abdominis, RA; Rectus abdominis, ES; Erector spinae

Ⅳ. 고찰

본 연구의 결과, 필라테스 동작에 호흡을 적용하였을 때, 근육 별로 살펴보면 배가로근/배속빗근의 근 활성도는 모든 동작에서 공통적으로 유의하게 증가함을 확인하였고 배곧은근의 경우에도 근 활성도가 모든 동작에서 공통적으로 유의하게 증가함을 확인하였다. 척주세움근은 FW와 T-FW 동작에서 근 활성도가 유의하게 증가했지만, BRG 동작에서는 유의하게 증가하지 않았다.

동작 별로 살펴보면 FW 동작과 T-FW 동작에서는 필라테스 호흡을 적용한 후의 근 활성도가 모든 근육에서 증가하였으며, 통계학적으로도 유의한 차이를 보였다. BRG 동작에서는 필라테스 호흡을 적용한 후, 배가로근/배속빗근, 배곧은근에서는 근 활성도가 증가하였으며 통계학적으로 유의한 차이를 보였으나, 척주세움근에서는근 활성도에 유의한 차이를 보이지 않았다.

본 연구에서는 필라테스 체어 운동 시 필라테스 호흡을 적용한다면 몸통 안정근의 활성도를 높여서 허리 안정도를 높이는 데 유리하게 작용할 것인지 알아보고자 하였는데, 깊은 안정화 근인 배가로근/배속빗근의 활성도가 증가했을 뿐만 아니라, BRG 동작에서 척주세움근의 활성도에 차이가 없었던 것을 제외하면, 얕은 안정화 근육인 배곧은근과 척주세움근의 활성도까지 모두 증가하는 것을 관찰하게 되었다. 이것으로 보아 필라테스 호흡은 필라테스 동작과 병행 시 허리 부분의 깊은 부위와 얕은 부위의 근육을 포함하는 전반적인 몸통 안정화근의 근 활성도를 더 증가시키는 데 효과가 있는 것으로 보이며, 따라서 필라테스 호흡법은 필라테스 운동의 허리 안정화 효과를 강화하는 방법이라고 사료된다.

더욱이 본 실험 설계가 필라테스 운동에 대한 무경험자를 대상으로 하여 간단한 교육 훈련 후 일회성 적용 하에 즉각적인 효과를 측정한 것임에도 결과에서 유의미한 차이가 나타난 것으로 볼 때, 필라테스 호흡은 적절한 교육이 수반될 경우 즉각적으로 효과를 가져온다는 것으로서, 이것은 필라테스 호흡법은 활용 이익을 쉽게 바로 얻을 수 있다는 효용성의 수월함도 지니고 있음을 제시해 주는 것이라 사료된다. 선행연구에서도 필라테스 호흡법을 활용하여 즉각적인 근활성도 증가 효과를 관찰한 바 있는데, 이 연구에 의하면 몸통 굽힘 동작을 수행할 시, 스텝 배럴(step barrel) 기구를 이용한 필라테스 운동법과 필라테스 호흡을 일회성으로 함께 적용하여 수행하였을 때 일반적인 몸통 굽힘 동작으로 수행할 때보다 깊은 안정화 근의 근활성도가 곧바로 향상되는 것을 관찰하였다(Barbosa 등, 2015). 그런데, 이 연구의 실험 설계상 호흡의 효과를 필라테스 기구 운동의 효과와 분리할 수 없기에 이러한 즉각적인 근활성화도 증가 효과가 호흡법 자체에 의한 것인지 아니면 필라테스 운동과 결부되어 나타나는 효과인지는 판단하기는 어려웠다. 그러하였지만, 본 연구를 통해서는 필라테스 운동과 함께 수행된 필라테스 호흡법 자체가 가져오는 근활성도의 향상 효과가 있다는 것이 확인되었다.

비단 필라테스 호흡법이 아니라고 하더라도, 이렇게 필라테스 호흡법과 유사하게 조직적인 호흡법이 가져오는 유익한 효과는 다양하게 관찰되고 보고된 바 있다. 일례로 가로막 호흡 운동은 들숨 시에는 가로막을 수축시켜서 넓어진 공간으로 공기가 유입되고 있는 폐가 확장되면서 배가 나오고 날숨 시에는 가로막을 이완시키면서 공기가 배출됨과 동시에 배가 들어가도록 하는 호흡법인데, 이 호흡법을 통해 허리 통증의 감소와 기능 회복, 근육의 긴장도 해소로 인한 효율적 운동 효과가 있다고 보고되었다(Huh 등, 2022).

허리 안정화 근육 중에서 깊은 안정근인 배속빗근, 배가로근, 뭇갈래근은 주요하게 허리 부위에 대한 안정화 효과가 주요한 반면, 얕은 안정근인 척주세움근, 배바깥빗근, 배곧은근은 허리 안정화와 자세 유지에 기여하기도 하지만 안정화 효과 외에 가동범위에 걸친 동작 생성의 역할 또한 수행하는 근육이기에(Lee 등, 2014; Panhan 등, 2020) 이들 얕은 안정화 근의 활성화가 허리의 안정화에 미치는 영향은 어느 정도 한정적일 수 있다. 즉 근활성도 증가에 의하여 얻는 안정화에 대한 효율 측면에서 깊은근에 비해 얕은근이 그 효율이 덜할 수 있다는 것이다. 본 연구에서와 같이 일회적이 아니라 보다 오랜 기간과 회수에 걸쳐서 필라테스 호흡법을 적용한 선행연구에서는(Kim & Lee, 2017) 필라테스 호흡 훈련이 몸통 근육의 근 활성에 미치는 영향을 알아보고자 하여 20대 건강한 성인 여성 28명을 대상으로 매트에서 몸통 구부려 올리기(curl up), 머리-가슴 들어 올리기(chest head lift)의 동작과 일상생활의 기능적 활동과 연관된 들어올리기 과제(lifting task) 동작을 수행하게 하였다. 이 연구에서는 호흡에 숙달하기 위해 설정한 훈련 기간으로 사전 실험을 진행한 다음 날부터 호흡 훈련을 하루 60분씩 주 3회, 총 2주간의 기간을 설정하였다. 배가로근과 배속빗근, 뭇갈래근은 세 가지 모든 동작에서 근 활성도가 유의하게 증가하였으며 배곧은근, 척주세움근은 근 활성도의 유의한 증가가 없었으며 단지 머리-가슴 들어올리기 동작에서만 유의한 결과를 보였다. 본 연구에서처럼 호흡법의 일회성으로 적용한 경우와 이 연구(Kim & Lee, 2017)에서처럼 다회성으로 적용한 경우, 두 경우를 비교할 때 다회의 호흡 중재에 의한 결과에서 얕은근보다는 깊은 근육에서 주로 호흡의 효과가 나타난 것으로 보아, 호흡 훈련이 반복될수록 그 효과가 안정화 증가 목적을 위한 효율이 더 클 것으로 생각되는 근육인 깊은 안정화 근육을 향해 더욱 정밀해져서 중재 효율이 높아지는 것으로 사료된다. 이것은 일반적으로 반복 훈련에 따라 정밀화와 효율의 증진을 관찰할 수 있는 것과 유사한 경향이다. 다시 말해서 본 연구에서 나타난 바와 같이 일회로 이루어진 호흡 중재가 깊은 근육과 얕은 근육 모두에 활성화 증가를 가져온 것은, 일회의 호흡 중재가 안정화 증가 효과를 일으키기는 하되, 안정화 효과가 큰 깊은 안정화 근육들에만 그 효과가 정밀하게 미친다기보다는 깊은 근육과 얕은 근육들 모두에 영향을 줌으로써 안정화 효과의 효율이라는 측면에서 일부 비효율적인 측면이 있다는 것을 의미할 수 있다. 이것은 호흡 중재가 일회로 수행되었기 때문에 호흡 중재에 대한 숙련도가 미흡하여 나타난 결과일 가능성을 고려해 볼 수 있다. 본 연구의 경우 단일 측정 및 호흡의 단시간 훈련으로 인해 호흡을 충분히 숙달되지 않은 상태에서 동작을 수행하게 되어 깊은 근육 이외 표면 근육까지 활성이 전반적으로 함께 증가하는 결과로 나타났을 것으로 사료된다. 한편 Kim과 Lee(2017)의 연구에서는 기구를 사용하지 않은 매트 운동을 적용하였기에 이 점도 본 연구와 다른 점이라 기구의 사용 여부 등 운동의 종류에 의한 효과 차이가 있을 가능성도 생각해볼 수 있다. 다른 선행연구에 의하면 매트, 캐딜락(cadillac), 리포머(reformer), 콤보-체어(combo-chair)와 같이 서로 다른 여러 기구를 사용하여 각각의 기구에서 필라테스 티저(teaser)와 롱스파인(longspine) 동작을 수행하여 배 근육의 활성도를 서로 비교한 결과, 기구 사용 여부 및 기구의 종류, 동작의 종류, 근육의 종류, 근수축 방식(concentric 또는 eccentric)에 따라 근활성도의 차이가 있고 없고가 다르게 나타난 바 있다(Dias 등, 2014).

한편 본 연구의 결과에서, 각 동작에서 호흡법을 병행한 전/후 간 TrA/IO, RA, ES 근육의 근활성도의 증가율을 살펴보면 FW, T-FW, BRG 세 가지 모든 동작에서 깊은 안정화 근인 TrA/IO의 증가율이 얕은 안정화 근인 RA나 ES의 증가율보다 큰 것을 볼 수 있다[FW: TrA/IO(121 %), RA(30 %), ES(36 %); T-FW: TrA/IO(44 %), RA(33 %), ES(15 %); BRG: TrA/IO(63 %), RA(38 %), ES(-1 %)](Table 2,3,4). 이것은 일회성 필라테스 호흡법의 훈련과 적용을 통해서 호흡법 병행의 효과가 깊은 안정화 근에게만 유의하게 미치는 것은 아니라 깊은 근육과 얕은 근육에 모두 미친다고 해도, 깊은 안정화 근에게 미치는 효과가 얕은 근에 미치는 효과보다 상대적으로 크다는 것을 의미한다. 그만큼 필라테스 호흡법은 깊은 안정화 근을 향한 선별적 활성화 효과를 지니고 있는 것으로 사료되며, 이러한 선별적 활성화 효과가 반복 훈련을 한다면 더 정밀해질 것으로 생각된다. 이러한 양상은 필라테스 호흡 전·후에 TrA, IO, EO(external oblique) 근육의 두께 변화를 측정한 선행연구의 결과에서도 유사한 방향성이 확인되는데, 호흡 후에 TrA 근육의 두께 변화 증가율이 IO나 ES에 비하여 약 10 % 정도 크게 나타나 TrA의 수축을 상대적으로 더 크게 증가시킨다는 것을 시사하였다(Kwon 등, 2016).

본 연구의 제한점으로는 연구 대상자의 연령대가 20대 건강한 성인으로 한정되어 모든 연령층에는 일반화되기 어렵다는 점이 있으며, 근전도 기기는 피하 지방에 따라 근전도 값이 영향을 받을 수 있는데 개개인의 복부 지방량이 서로 다를 수 있어서 이에 대해 보정을 하기가 어렵다는 점이 있다.

본 연구에서 적용한 필라테스 호흡법 외에도 다양한 호흡법이 있는데, 다른 호흡법으로도 같은 효과를 얻을 수 있을지는 본 연구의 결과만으로 일반화할 수 없는 한계가 있기에, 다른 호흡법을 통한 효과는 향후 연구에서 조사해보아야 할 것이다. 또한, 본 연구에서는 필라테스 체어 운동법에 한정하여 호흡법을 적용하였는데, 향후 연구에서 다른 허리 안정화 운동법도 사용하여 그 위에 호흡을 적용한 결과를 서로 비교한다면 이를 통해 호흡법이 어떤 운동법과 결합하였을 때 더 큰 안정화에 대한 시너지 효과를 가져올 것인지 알아볼 수 있을 것이다.

Ⅴ. 결론

본 연구는 필라테스 경험이 없는 건강한 20대 성인을 대상으로 필라테스 체어 운동을 하는 동안 필라테스 호흡의 유무에 따라 몸통 안정근의 활성도를 비교하여 필라테스 호흡의 효과를 알아보았다.

연구의 결과, 필라테스 호흡을 적용했을 때 호흡을 적용하기 전보다 배가로근/배속빗근과 배곧은근은 세 가지 동작 모두에서 근 활성도가 유의하게 증가하였다. 척주 세움근은 BRG 동작을 제외하고 활성도가 유의하게 증가하였다.

본 연구를 통해 필라테스 체어 운동에 필라테스 호흡이 병행되었을 때 몸통 안정근의 활성화를 증가시켜 근수축 및 안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있다.

필라테스 호흡법은 깊은 안정화 근에 대하여 얕은 안정화 근보다 더 큰 활성화 효과를 지닌 것으로 보인다. 그런데 호흡 중재의 사용량(dosage)에 따라 활성화도가 증가하는 효과를 가져오는 깊은 안정화 근육 및 얕은 안정화 근육들 중 포함범위가 달라질 수 있고, 그리하여 적용의 정밀화도(precision)에 따라 허리 안정화 효과와 그 효과를 일으키는 효율이 달라질 수 있으므로, 향후 안정화 운동 시의 근 활성도에 호흡이 미치는 효과가 호흡 숙련도 또는 사용량의 차이에 따라 어떻게 다른지에 관한 연구가 수행될 필요가 있다고 사료된다.