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Asian J Kinesiol > Volume 26(1); 2024 > Article
Choi, Hong, Choi, Park, Lee, and Kang: Effect of Regular Plyometric Training on Growth-related Factors in Obesity Female Teenager

Abstract

OBJECTIVES

This study aimed to investigate the effect of regular plyometric training on growth-related factors in obese female teenager.

METHODS

The subjects of the study consisted of elementary school students group (EG, n=5) and middle school students group(MG, n=6), and overweight or obese experimenters were selected based on the ‘2017 Child and Adolescent Growth Chart Age Body Mass’ index. Exercise was conducted for 12 weeks. All measurements were carried out before and after exercise. The data processing was verified using the SPSS 26.0 statistical program to verify the correlation between paired t-test and Pearson in the 12-week pretraining and post-training groups.

RESULTS

After 12 weeks of plyometric training, there were significant differences in height(p=.002), ASIS(p=.003), body fat percentage(p=.018), and muscle mass(p=.014) among body composition of EG. There was a significant difference in height(p=.015) in body composition of MG. In the evaluation of muscle function, in muscle strength(60°/sec), (R)-FLE PT/bw(p=.011), (L)-FLE PT/bw(p=.017) in EG and muscle power(180°/sec), (R)-FLE PT/bw(p=.024), (L)-EXT PT/bw(p=.001), (R)-FLE TW/bw(p=.004) and (L)-EXT TW/bw(p=.012) showed a statistically significant difference. In terms of correlation, significant relationships were found between EG body fat mass and IGF-1(p<.05), and between body fat mass and IGF-1/IGF-BP3(p<.05).

CONCLUSIONS

Regular plyometric training had a positive effect on growth-related factors in obese female teenager.

서론

비만은 대사적 문제를 야기하는 질환으로 명시되어 있다[1]. 특히, 비만 청소년은 2000년 이후로 2013년까지 약 1000만명 이상 증가하였고 앞으로 더 증가될 것으로 예상되며[2], 이 때문에 세계보건기구는 2025년까지 청소년비만을 감소시키고자 여러가지 정책을 제시하고 있으나[1], 근본적인 원인을 해결하기는 어려움이 있다.
청소년 비만은 불균형한 영양섭취와 좌식활동으로 신체활동의 감소가 가장 큰 원인이다[3,4]. 국내 여자청소년들의 신체활동 참가율은 전 세계 평균 보다 매우 낮은 수준을 보이고 있으며 비만률 또한 크게 증가하고 있다[5]. 성장시기에 비만은 성장을 저하시키는 요인이며 성인이 되어 질병 발병률을 증가시키는 요인이다[6]. 추가적으로 청소년기의 신체활동 감소는 비만뿐만 아니라 성장에 있어서 부정적인 영향을 미친다. 선행연구에 의하면 청소년의 성장에 선천적인 요인(유전적 요인) 보다는 영양상태, 신체활동 등 후천적인 요인에 중요성을 강조하고 있다[7]. 여자 청소년기의 성장은 8세에서 10세 사이에 성장시기가 가장 크게 나타나며[8], 이 시기는 여자 청소년들의 성장에 있어 가장 중요한 시점으로 활동적인 신체활동과 적절한 영양섭취가 필요하다. 반면 이러한 시기에 신체활동이 감소하면 근력감소 및 근기능 약화로 청소년 성장시기에 골격근 성장을 둔화 시키거나 멈추게 할 수 있다[9,10].
청소년기 성장에 있어 성장호르몬(Growth Hormone; GH)은 뇌하수체 전엽에서 분비되어 간에서 인슐린 유사 성장인자(Insuline like Growth Factor; IGF)를 생산한다[11]. 활성화된 IGF-1은 인슐린과 같이 당(Glucose)을 세포내로 유입시켜 동화작용과 관련한 신진대사 활동을 활성화한다[12]. 하지만, 청소년기의 비만은 성장시기에 있어 성장호르몬의 불균형 및 성장 억제를 야기하는데[13], 비만이 되었을 경우 성장호르몬 분비 손상 및 IGF-1의 분비 감소 또는 과분비 시킴으로써 호르몬에 따른 세포에 동화작용을 감소시킨다[11,14]. 반면, 비만이더라도 운동에 따른 성장호르몬의 증가 및 IGF-1을 통한 성장에 필요한 동화작용 신호 기전을 활성화 시킬 수 있다[15]. 이러한 이유로 비만 청소년의 신체활동은 성장에 있어 동화작용에 따른 성장에 중요한 요소로 간주된다. 비만을 억제할 수 있는 규칙적인 운동은 신체내 에너지 대사를 높이고, 호르몬을 조절하여 항상성을 상향조절한다.
이러한 규칙적인 운동의 방법 중 하나인 플라이오메트릭 트레이닝은 적은 공간과 간단한 기구만으로도 효율적인 운동이 가능하다는 장점은 물론 성장에 효과적인 것으로 알려져 엘리트 청소년 운동선수뿐만 아니라 일반 성인 및 청소년들에게도 적용 가능한 트레이닝 방법이다[16]. 플라이오메트릭 트레이닝은 근육의 신장반사(Stretch reflex)의 힘을 이용하여 신체의 움직임에 추가적인 힘을 더해 스피드와 파워를 올리는 트레이닝으로[17], 여러 대상자들에게 안전성을 확보하여 각 개인의 특성에 맞춰 활용되어지고 있다[18]. 청소년기의 성장에 있어 운동은 근골격계를 자극시켜 골밀도를 높이고 연골 강화 및 성장판을 자극하기 때문에 최근 다양한 연구에서 성장을 위한 활동적인 운동을 추천한다[12]. 플라이오메트릭 트레이닝은 짧은 시간 동안 반복적인 근 수축 통한 근골격계 자극 및 성장판 자극을 통해 청소년기 신장 향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
플라이오메트릭 트레이닝 선행연구를 살펴보면 남자 초등학생, 여자 대학생을 대상으로 진행하여 IGF-1이 증가되었으며[19,20], 이외 엘리트 선수에게 운동수행 능력향상을 위해 적용시킨 연구 등이 활발하게 이루어지고 있다[21,22]. 하지만, 선행연구를 통해 플라이오메트릭 트레이닝에 따른 성장인자 호르몬의 증가를 보여주었지만, 직접적으로 하지장 길이의 증가와 키의 성장에 영향을 주는지 규명한 연구와 비만 여성 초등학생과 중학생을 대상으로 하여 두 그룹에 대한 운동 효과를 직접적으로 비교한 연구는 부족한 실정이다.
이에 본 연구는 비만 여자 초등학생과 중학생들에게 12주간의 플라이오메트릭 트레이닝이 성장인자와 하지장 길이에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고 학급에 따른 차이를 분석하여 상관관계를 확인하고자 한다. 본 연구의 결과를 통해서 플라이오메트릭 트레이닝이 비만 여자 청소년들의 성장관련 호르몬(IGF-1, IGF-BP) 분비와 성장관련인자(성장호르몬, 신체조성) 두 요인 간의 상관관계를 확인하여 비만 여자 청소년들에게 성장과 건강한 신체활동 방법을 제시하는 기초자료로 제공하고자 한다.

연구방법

1. 연구 대상

본 연구는 K대학 생명윤리위원회(Institutional Review Board; IRB) 승인을 얻어(KWNUIRB-2021-10-006-001) 개인의 안전보장은 물론 권리 등에 대한 지침을 적용하여 실시하였다. 대상자들은 C시 소재의 비만 여자 청소년들이며, K대학병원의 소아청소년 전문의 추천으로 자발적 참여의사를 밝힌 초등학생 그룹 12명(Elementary Group; EG), 중학생 12명(Middle Group; MG)으로 총 24명으로 모집하였다. 그러나, COVID-19로 인해 중도 탈락하여 최종 인원은 초등학생그룹(Elementary Group; EG, n=5)과 중학생그룹(Middle Group; MG, n=6)으로 선정되었다. 비만청소년 선정과정에 있어 보건복지부와 대한소아과학회가 제정한 2017 소아청소년 성장 도표의 연령별 체질량지수를 기준으로 백분위수 90 이상에(질병관리청, 2017) 해당하는 과체중 및 비만인 여자청소년에 해당하며 규칙적인 신체 활동을 참여하고 있지 않은 자로 선정하였으며, 제외기준은 근골격계 이상 질환 및 전문의의 운동 부적합 판단을 받은자, 실험 참여 4주 내에 다른 임상실험에 참여, 임상 시험약을 섭취 및 참여기간 동안 규칙적인 운동수행이 어려운 자는 제외하였다.

2. 측정도구 및 방법

1) 신체조성 및 다리길이 검사

대상자들의 체성분 분석은 체성분 분석기(InBody 370, Body Composition Analyzer; Biospace, Seoul, Korea)를 이용하여 체중(kg), 체지방률(%), 체지방량(kg), 근골격량(kg), 체질량지수(kg/m2)를 임피던스 측정법으로 측정하였다. 신장(cm)은 신장계를 이용하여 측정하였으며, 하지장의 길이는 Woerman et al.[23]의 방법을 참고하여 전상 장골극(anterior-superior iliacspine)을 기준으로 양쪽 발 끝까지의 길이를 양쪽 모두 측정하였다. 결과 값의 오류를 줄이기 위해서 신장 및 하지장 길이를 3번 측정하여 평균값을 산출하였다.

2) 근 기능 검사

근 기능 검사는 등속성 근력기(Cybex Humac Norm Testing & Rehabilitation System, USA)를 이용하여 60°/sec, 180°/sec 의 각속도로 예비운동을 실시한 후 무릎관절의 신전과 굴곡을 3번, 15번 실시하여 무릎관절의 근력과 근파워를 측정하였다. 측정 시 대퇴골의 외측상과와 Cybex의 축을 맞추었고, 온몸을 벨트로 고정시켜 슬관절 이외의 힘이 들어가지 않도록 하였다. 검사 전 충분한 연습을 실시한 후 동작이 익숙해졌을 때 본 측정을 진행하였다. 분석변인 인 체중 당 최대 굴곡·신전 근력과(peak torque % body weight, %) 체중 당 전체 일한 양(total work done % body weight)을 측정하였다[19].

3) 혈액 검사 및 분석

혈액 채취는 채취 전 10시간 이상의 공복 상태를 유지하도록 통제하여 다음 날 오전 08시에 실시하였다. 채혈은 앉은 자세에서 5분간 안정을 취한 뒤 약 10CC를 주정맥(cubital vein)에서 SST 진공 채혈관 튜브를 사용하여 채혈하였다. 채혈된 정맥혈은 상온에서 30분간 보관한 뒤 원심분리기(Centrifuge FLETA 5, Hanil Science Industrial Co, Incheon, Korea)를 이용하여 3000rpm의 속도로 혈청을 분리하였으며, 분리된 혈청을 2ml 튜브에 옮겨 담아 분석시까지 영하 –80°C 냉동고에 보관하였으며 TC, TG, HDL-C는 S의료재단에 의뢰하여 분석하였으며, LDL-C는 추정공식인 LDL-C = TC – HDL-C - (TG/5)을 통하여 추정 계산하였다. TC, TG, HDL-C, 성장관련 호르몬(IGF-1, IGFBP)은 효소면역분석법(Enzyme immunoassay)을 이용하여 분석하였다. IGF-1은 Human IGF-1 ELISA kit(DuoSet DY291; R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)를 사용하며 Assay Range가 93.8 - 6,000 pg/mL이며, IGFBP는 IGF-BP ELISA kit(DuoSet DY675; R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)를 사용하며 Assay Range가 125.0 - 8,000 pg/mL 이다[19].

3. 운동프로그램

본 운동프로그램은 강성훈(2003)의 운동프로그램을 수정하였으며, 미국스포츠의학회 (American College of Sports Medicine; ACMS)의 운동처방에 따른 청소년 운동 처방을 참고하여 만들어졌다[19]. 본 운동프로그램에서 점프하는 운동을 통해 발, 발목, 무릎 등 하체의 성장판을 자극하여 성장관련 인자를 확인하고자 하였다[24]. 운동프로그램 진행 시 무선 심박수 측정기 폴라(Polar M400)를 이용하여 매 운동마다 칼로리를 측정하여 적정 운동량을 지키도록 하였으며, 비만 여자청소년들의 운동 능력 및 강도를 고려하여 운동을 1단계(1-4주, 운동 20초, 휴식 40초, 점프 목표 높이 및 넓이 약 15cm), 2단계(5-8주, 운동 25초, 휴식 35초, 점프 목표 높이 및 넓이 약 20cm), 3단계(9-12주, 운동 30초, 휴식 30초, 점프 목표 높이 및 넓이 약 30cm)로 나누어 준비운동과 정리운동은 스트레칭과 걷기로 각 10분씩 운동 전 후를 포함한 주 3회 50분 운동 1회 당 300-350Kcal 에너지 소비량의 강도로 실시하였다. 점프높이를 매번 측정하기에 어려움이 있어 기존 가지고 있는 폼롤러와 같이 넘을 수 있는 소운동기구들을 사용하여 목표에 계속해서 도달할 수 있도록 목표를 시각화 하였다. 참가 청소년들의 안전에 유의하며 진행하였다. 또한 운동 진행 시 코로나-19 바이러스 감염에 유의하기 위하여 운동 중 마스크를 착용하였으며, 환기를 지속적으로 시키고, 개인 물병을 사용하도록 하였다. 코로나-19 감염 및 밀접접촉으로 인한 자가 격리시 참가 청소년들이 운동을 지속적으로 이어나갈 수 있도록 운동이 가능한 청소년들은 비대면 으로 운동을 진행하도록 독려하였으며, 문자, 영상통화 등을 통하여 운동을 꾸준히 지속하도록 하였다.
본 연구의 운동프로그램은 <Table 1>과 같다.

4. 자료처리방법

본 연구결과 자료처리는 SPSS 26.0 통계프로그램을 이용하여 모든 측정항목(신체조성, 근기능평가, 혈액인자)에 있어 평균(M)과 표준편차(SD)를 산출하였다. 그룹 내에서 유의한 차이를 알아보기 위하여 paired t-test를 실시하였다. 또한 비만 청소년들의 성장인자와 규칙적인 플라이오메트릭 운동 사이간 관계를 알아보기 위하여 pearson’s corrleation을 실시하였다. 모든 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다.

연구방법

1. 신체조성의 변화

12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 신체조성의 변화는 <Table 2>와 같다.
12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 신체조성의 변화는 EG의 신장(p=.002), ASIS(p=.003), 체지방량(p=.018), 골격근량(p=.014)에서 시기 간 통계적으로 유의한 차이를 볼 수 있었다. MG는 트레이닝 사전에 비해 신장(p=.015)에서 유의한 차이를 볼 수 있었다.

2. 근 기능의 변화

12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 근 기능 평가의 근력 변화는 <Table 3, 4>와 같다.
12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 무릎관절근 기능 평가의 근력(60°/sec) 변화는 EG의 (R)-FLE PT/bw(p=.011), (L)-FLE PT/bw(p=.017) 에서 시기 간 통계적으로 유의한 차이를 볼 수 있었다. 또한 EG의 (R)-EXT PT/bw(p=.093), (L)-FLE TW/bw(p=.076)에서 통계적으로 유의하지 않지만 증가하는 경향을 보였다.
12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 무릎관절근 기능 평가의 근 파워(180°/sec) 변화는 EG의 (R)-FLE PT/bw(p=.024), (L)-EXT PT/bw(p=.001), (R)-FLE TW/bw(p=.004), (L)-EXT TW/bw(p=.012)에서 시기 간 통계적으로 유의한 차이를 볼 수 있었다. 또한 (L)-FLE TW/bw(p=.089) 에서 통계적으로 유의하지 않지만 증가하는 경향을 볼 수 있었다.

3. 혈중지질과 성장관련 호르몬의 변화

12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 혈중지질의 변화는 <Table 5>와 같다.
12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 혈중지질의 변화에서는 시기 간 통계적으로 유의한 변화는 볼 수 없었다.

12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 성장관련

호르몬의 변화는 <Table 6>과 같다. 12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 성장관련 호르몬에서 시기 간 통계적으로 유의한 변화는 볼 수 없었다. 그러나 EG의 IGF1(p=.092)과 IGF-1/IGF_BP3(p=.066)에서 통계적으로 유의하지 않았지만 증가하는 경향을 볼 수 있었다.

4. 성장관련 호르몬과 신체조성간 상관관계

12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 신체조성, 성장관련요인과 성장관련 호르몬의 상관관계는 <Table 7>과 같다.
12주간 플라이오메트릭 트레이닝을 진행한 후 성장관련 호르몬과 신체구성, 성장관련 요인간 상관관계에서 EG의 체지방량과 IGF-1(p<.05), 체지방량과 IGF-1/IGFBP3(p<.05) 에서 통계적으로 유의한 관계를 찾아볼 수 있었다.

논의

청소년기 호르몬의 생성과 분비는 신체발달에 많은 영향을 준다. 하지만 운동부족과 잘못된 식습관으로 지방을 축적은 청소년 비만을 유발하며, 성장관련 호르몬의 생성과 분비에 부정적인 영향을 미쳐 인슐린 저항성을 유발하여 성장을 방해한다. 즉, 성장이 활발히 이루어져야 할 청소년기에 비만은 내분비계의 부정적인 영향으로 인해 GH을 감소시켜 성장을 방해한다[25]. 비만을 예방하고 치료하는 방법으로서 운동이 제일 먼저 추천된다[26]. 따라서 본 연구는 12주간의 플라이오메트릭 운동이 성장기 비만 여자 청소년들의 성장관련 인자에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과 초등학생 그룹에서만 IGF-1과 IGF-1/IGFBP3 ratio에서 증가하는 경향이 나타났으며, 근육량(p=.014)에서 유의한 증가가 나타났다. 이러한 결과로 볼 때, 고강도 운동인 플라이오메트릭 운동은 성장관련 인자들에서 성장기 청소년인 중학생보다 초등학생에게 더욱 효과적인 것으로 판단된다.
IGF-1은 인슐린과 동일하게 동화작용 신호기전인 PI3K/Akt-mTOR pathway의 활성화를 유도하여 단백질 합성 및 세포 증식에 긍정적인 영향을 준다. 즉, IGF-1 처치는 분해 단백질을 감소하여 이화작용 억제를 통해 단백질 분해를 억제하고, 단백질 합성을 증가시킨다[27]. 또한, 인간을 대상으로 실시한 연구에서 성장호르몬이 부족한 성인들을 대상으로 IGF-1을 처치하였을 때 증가된 근육 단백질 합성이 나타났으며[28,29], 초등학생 농구선수 및 중학생 축구선수[16]에게 10주간 규칙적인 플라이오메트릭 트레이닝 처치가 IGF-1의 유의미한 증가를 나타내었다. Jenkins[28]는 개개인의 운동 적응이 IGF-1 농도에 영향을 줄 수 있으며, 개인의 영양, 호르몬 상태, 운동 지속시간, 그리고 강도에 따라 다양한 결과가 나타나는 것으로 보고하였다. 하지만, 운동에 따른 혈액내 IGF-1 농도는 상반된 연구 결과를 나타내는 연구도 있었는데[30,31], 운동에 적응되어 있는 운동선수들이 훈련되어 있지 않은 사람보다 운동 후 IGF-1의 농도가 낮아지는 경향을 볼 수 있었는데 이는 운동선수들이 이미 운동에 적응되어 IGF-1 농도가 상향조절되어 있기 때문에 낮은 강도 운동의 경우 IGF-1 농도가 낮아진 것으로 판단하였다. 성장관련 호르몬은 개인적인 차이에 의하여 영향을 받지만 운동의 참여빈도에 의하여 많은 영향을 받으며, 이러한 수치는 다른 변인에 비하여 성장관련 호르몬의 비율이 더 많은 것으로 보고되고 있다[32]. 따라서 본 연구 결과 비만 여자 중학생의 경우 성장인자요소의 변화가 나타나지 않았는데, 이는 비만 여자 중등생의 영양 통제와 생리 주기를 파악하지 못한 결과로 판단된다.
인슐린, IGF-1 그리고 성장호르몬은 대사조절에 중요한 역할을 한다. IGF-1은 근육에서 지방산 흡수와 산화를 조절하는 역할로서, 지방산을 간에서 흡수하도록 도와주고 hepatic glucose output을 억제하여 인슐린 저항성을 억제한다[33]. 또한 만성적인 IGF-1처치는 지방량을 감소시킬 뿐만 아니라 인슐린을 통한 지방에서 lipogenesis를 억제한다[28]. 우리의 연구에서는 12주간의 플라이오메트릭 운동을 통해 비만 여자 초등학생의 체지방률과 BMI을 감소시켰지만, TG, LDL, HDL, TC의 유의한 변화를 확인할 수 없었다. 비슷한 형태의 운동인 줄넘기 운동을 여자중학생[34], 복합운동을 여자 중학생[26,35]에게, 복합운동을 남자 청소년[36,37]과 36명의 여자 대학생[19]에게 적용시킨 연구에서는 규칙적인 운동으로 인하여 체중과 체지방률 감소가 나타났다. 이는 운동을 통한 에너지소비 증가가 총 섭취량을 넘어서 체중감소로 이어진 것으로 판단된다. IGF-1 및 체중 조절은 식이 섭취량과도 밀접하기 때문에 본 연구에서 또한 IGF-1과 BMI 및 체지방률의 부적 상관관계가 나타난 것으로 판단된다. Durastine J et al. [37]은 규칙적인 운동이 HDL-c와 TG의 개선을 보여주며, 이것은 운동양과 관련된다고 보고하였다. 하지만 본 연구에서 TC와 LDL-c의 경우 운동에 따른 변화를 보여주지 않았는데, 이는 식이 섭취와 관련성이 높은 것으로 판단된다. 따라서 운동을 통한 blood lipid profile 변화에 대하여 대상자의 몸무게, 지방량, 식이량 등을 고려하여 제시할 필요가 있다. 본 연구의 대상자들은 식이섭취 조절을 모니터링을 실시하지 못하였기 때문 인 것으로 판단된다.
운동은 근골격계를 자극하여 근력과 근육량 향상에 영향을 주며, 이는 청소년기 성장에 있어 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 또한 성장호르몬은 청소년기의 성장에 있어 매우 중요한 요소로서 간주된다. 따라서 선행연구들은 운동을 통한 신장과 성장요소의 관계를 긍정적으로 설명하였지만 이와 관련하여 상관관계에 대한 설명은 부족한 편이다. 본 연구는 12주간의 플라이오메트릭 운동을 통해 하지장의 자극으로 성장인자 요소와 신장, ASIS 그리고 하지장의 비율 사이의 상관관계를 살펴본 결과 유의미한 결과가 나타나지 않았다. 즉, 성장인자요소가 키와 ASIS의 직접적인 상관관계를 설명하지 않았지만 성장인자요소가 세포의 증식 및 근골격 합성에 긍정적인 영향을 미치기에 더 통제적이고 구체적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.
플라이오메트릭 트레이닝은 주로 하체의 힘과 민첩성, 순발력을 기르는 저항성 운동으로 하체의 단련 이외에도 평형성, 협응성 등 여러 형태의 신체능력을 향상시킬 수 있는 트레이닝 방법이다[39]. 선행연구에서 플라이오메트릭 트레이닝[16,20,40-43]을 적용한 결과 좌측, 우측 근력과 근파워 부분의 굴근에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 본 연구 결과 역시 EG의 우측 굴근과 신근, 좌측 굴근의 총일량에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 본 연구의 참가자인 여자 청소년들은 아직 완벽한 근력의 성장이 이루어지지 않았고, 무엇보다 근력을 사용하는데 미숙하기 때문에 이러한 변인들의 영향을 적게 받는 총일량[43]의 긍정적인 변화가 시사하는 바가 크다 할 수 있다. 본 연구의 결과는 규칙적인 운동을 통하여 비만 여자 청소년의 하체에서 근력의 증가와 운동감각을 촉진시키고 효율적으로 몸을 제어할 수 있게 하여 규칙적인 플라이오메트릭 트레이닝이 비만 여자 청소년의 근기능 발달에 긍정적인 영향이 나타난 것으로 판단된다[38]. 또한 60◦/sec에서 증가한 정도를 비교하였을 때 신근이 굴근에 비하여 더 크게 증가 하였다. 이러한 결과는 플라이오메트릭 트레이닝시 근육이 이완될 때의 힘을 폭발적으로 사용하기 때문에 플라이오메트릭 트레이닝의 특성상 굴근보다 신근을 더 많이 강화시킨것으로 판단된다[20,41]. 반면 MG 그룹은 모든 변인에서 통계적으로 유의미한 결과가 나타나지 않았다. 앞서 언급한 선행연구의 대상자들은 체지방량 감소와, 근육량 증가에 따른 근력, 근파워가 증가되었다[40-43]. 본 연구에서 EG 그룹은 체지방량이 감소한 반면, MG 그룹은 체지방량이 감소하지 않았으며, 근육량 또한 증가하지 않은 것으로 나타나, 근력, 근파워의 증가가 나타나지 않는 것으로 판단된다. 결론적으로 성장기 청소년에서의 근력, 근파워의 증가는 체지방량과 근육량 증가에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 MG 그룹이 속해 있는 학교에서 사후 측정 전 COVID-19가 확산되어 연구대상자 일부가 감염에 노출되었는데, 이 또한 근력, 근파워에 부정적인 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.

결론

본 연구는 12주간 플라이오메트릭 트레이닝이 여자 비만 청소년에게 미치는 영향에 대해서 알아보기 위해 신체조성(신장, ASIS, ASIS/Height(ratio), 체중, BMI, 체지방량, 골격근량), 근 기능 평가(근력, 근파워), 혈액인자(TC, TG, HDL-C, LDL-C, IGF-1, IGF-BP3, IGF-1/IGF-BP3(ratio))를 분석하였다. 비만 여자청소년에게 12주간의 규칙적인 플라이오메트릭 트레이닝이 비만 여자 청소년의 성장관련 인자에 긍정적인 영향을 미치며 분비를 촉진시켜 신체조성, 근 기능에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 성장기의 더 어린 EG그룹에서 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 즉 어린 나이에 규칙적으로 운동을 수행한다면 청소년들의 건강과 성장에 더욱 유익하고 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

Acknowledgements

이 논문은 2021년도 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2021R1F1A1046801).

Conflicts of Interest

The authors declare no conflict of interest.

Table 1.
Plyometric training program.
Exercise type Intensity and Time(min) Volume
Warm up Stretching and Walking 10 300~350kcal Three times per week
Plyometric training Side-to-side hop 1~4 week
Front to back hop
Ali shuffle Exercise 20sec, Rest 40sec
3 box hop Total 30
High knee
Butt kick 5~8 week
A skip
Power skip for height Exercise 25sec, Rest 35sec
Power skip for distance Total 30
Bounding
Lunge to high skip 9~12 week
Alternating split lunge jump
Leg bend jump Exercise 30sec, Rest 30sec
Leg side jump Total 30
Leg left and right jump
Cool down Walking and Stretching 10
Table 2.
Change of body composition.
Variable Group Pre Post
Age (year) EG(n=5) 10.8±1.3
MG(n=6) 14.5±0.55
Height (cm) EG(n=5) 151.82±9.60 153.72±9.00**
MG(n=6) 160.78±7.13 161.87±7.06*
ASIS (cm) EG(n=5) 84.55±6.57 85.67±6.21**
MG(n=6) 89.91±6.25 90.18±6.32
ASIS/Height (ratio) EG(n=5) 0.56±0.01 0.56±0.01
MG(n=6) 0.56±0.02 0.56±0.02
Weight (kg) EG(n=5) 64.68±17.71 65.86±16.67
MG(n=6) 71.73±10.12 72.68±10.05
BMI (kg/m2) EG(n=5) 27.61±3.65 27.49±3.34
MG(n=6) 27.64±2.16 27.63±2.00
Body Fat percentage (%) EG(n=5) 42.52±4.16 40.96±4.79*
MG(n=6) 37.63±1.24 37.77±1.84
Muscle mass (kg) EG(n=5) 19.70±4.10 20.62±3.63*
MG(n=6) 24.55±3.60 24.85±3.44

Values = means±SD,

* p<.05 (between pre and post),

** p<.01 (between pre and post),

EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, ASIS; Anterior Superior Iliac Spine, BMI; Body Mass Index

Table 3.
Change of knee strength (60°/sec).
Variable Group Pre Post
R EXT PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 1.17±0.23 1.30±0.14
MG(n=6) 1.78±0.27 1.44±0.34
FLE PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.55±0.14 0.69±0.14*
MG(n=6) 0.76±0.07 0.70±0.20
L EXT PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 1.14±0.23 1.20±0.30
MG(n=6) 1.68±0.30 1.31±0.15
FLE PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.46±0.20 0.63±0.14*
MG(n=6) 0.84±0.16 0.63±0.07
R EXT TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 4.06±0.59 4.61±0.64
MG(n=6) 5.92±1.11 5.22±1.25
FLE TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 2.01±0.73 2.43±0.59
MG(n=6) 2.59±0.44 2.67±0.82
L EXT TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 3.78±0.53 4.30±1.11
MG(n=6) 5.57±1.15 4.66±0.68
FLE TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 1.59±1.07 2.27±0.58
MG(n=6) 2.85±0.42 2.30±0.34

Values = means±SD,

* p<.05 (between pre and post),

EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, R; Right, L; Left, EXT; Extensor, FLE; Flexor, PT/bw; Peak torque % body weight, TW/bw; Total work done % body weight

Table 4.
Change of knee power (180°/sec).
Variable Group Pre Post
R EXT PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.78±0.30 0.92±0.21
MG(n=6) 1.04±0.16 1.08±0.21
FLE PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.41±0.18 0.48±0.18*
MG(n=6) 0.50±0.09 0.58±0.09
L EXT PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.75±0.26 0.99±0.28**
MG(n=6) 1.02±0.12 0.97±0.15
FLE PT/bw (N·m/bw) EG(n=5) 0.38±0.19 0.48±0.16
MG(n=6) 0.52±0.12 0.48±0.11
R EXT TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 14.37±3.28 15.20±3.44
MG(n=6) 18.57±2.82 19.29±2.72
FLE TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 7.35±1.12 8.33±0.85**
MG(n=6) 8.41±1.51 9.09±2.39
L EXT TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 12.84±2.56 16.15±3.87*
MG(n=6) 18.02±2.47 17.84±1.86
FLE TW/bw (N·m/bw) EG(n=5) 7.36±1.21 7.94±0.98
MG(n=6) 8.94±1.87 8.18±1.60

Values = means±SD,

* p<.05 (between pre and post),

** p<.01 (between pre and post),

EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, R; Right, L; Left, EXT; Extensor, FLE; Flexor, PT/bw; Peak torque % body weight, TW/bw; Total work done % body weight

Table 5.
Change of blood lipids.
Variable Group Pre Post
TC (mg/dL) EG(n=5) 175.75±33.89 173.75±38.72
MG(n=6) 163.20±16.92 168.20±26.34
TG (mg/dL) EG(n=5) 117.15±54.15 102.50±30.34
MG(n=6) 111.44±41.92 81.60±25.80
HDL-C (mg/dL) EG(n=5) 55.48±24.14 45.60±8.16
MG(n=6) 50.22±10.05 54.16±4.81
LDL-C (mg/dL) EG(n=5) 96.85±39.24 107.65±33.41
MG(n=6) 90.69±12.19 97.72±22.91

Values = means±SD, EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, TC; Total cholesterol, TG; triglyceride, HDL-C; High Density Lipoprotein–Cholesterol, LDL-C; Low Density Lipoprotein–Cholesterol,

Table 6.
Change of growth-related hormones
Variable Group Pre post
IGF-1 (ng/ml) EG(n=5) 7.90±4.0 11.75±4.2
MG(n=6) 7.52±2.88 7.29±2.21
IGFBP3 (ng/ml) EG(n=5) 141.70±7.38 148.79±2.29
MG(n=6) 134.90±12.21 138.43±12.44
IGF-1/IGF-BP3 (ratio) EG(n=5) 0.06±0.03 0.08±0.03
MG(n=6) 0.06±0.02 0.05±0.02

Values = means±SD, EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, IGF-1; Insulin-like Growth Factor–1, IGF-BP; Insulin-like Growth Factor–Binding Protein

Table 7.
Correlation between body composition, physical growth factor and growth hormones.
Group Variable R2 p-value
EG BMI IGF-1 -0.483 0.079
IGFBP3 -0.277 0.264
IGF-1/IGFBP3 -0.442 0.101
MG IGF-1 0.562 0.029
IGFBP3 0.067 0.418
IGF-1/IGFBP3 0.605 0.018
EG Body fat percentage IGF-1 -0.684 0.015
IGFBP3 -0.494 0.073
IGF-1/IGFBP3 -0.643 0.023
MG IGF-1 0.068 0.417
IGFBP3 -0.250 0.217
IGF-1/IGFBP3 0.148 0.323
EG Height IGF-1 -0.228 0.263
IGFBP3 -0.101 0.391
IGF-1/IGFBP3 -0.176 0.313
MG IGF-1 0.174 0.295
IGFBP3 -0.454 0.069
IGF-1/IGFBP3 0.278 0.191
EG ASIS IGF-1 -0.177 0.313
IGFBP3 -0.111 0.380
IGF-1/IGFBP3 -0.119 0.372
MG IGF-1 -0.044 0.446
IGFBP3 -0.204 0.262
IGF-1/IGFBP3 0.002 0.498
EG ASIS/Height IGF-1 0.138 0.352
IGFBP3 -0.125 0.366
IGF-1/IGFBP3 0.202 0.288
MG IGF-1 -0.310 0.163
IGFBP3 0.137 0.336
IGF-1/IGFBP3 -0.349 0.133

Values = means±SD, EG; Elementary school Group, MG; Middle school Group, BMI; Body Mass Index, ASIS; Anterior Superior Iliac Spine, IGF-1; Insulin-like Growth Factor–1, IGF-BP; Insulin-like Growth Factor–Binding Protein

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