서론
저항성 운동(resistance training) 이란 신체, 장비 등의 무게를 활용해 근육의 이완과 수축을 반복하여 근력 및 근지구력을 발달시키기는 운동으로 주로 근골격계의 구조적 견고함과 기능수행 향상을 목적으로 수행된다. 일반적으로 근 비대 및 근력 향상을 위한 저항성 운동의 운동강도로 중강도 이상이 권장되지만 저강도 저항성 운동만으로도 근력, 근지구력 및 근 기능 개선에 도움을 줄 수 있다.
저항성 운동은 근력 증가, 근 기능 개선, 체지방률 감소, 기초대사량 증가, 골밀도 증가, 근감소증 방지에 효과적인 운동 방법으로 알려져 있으며[1,2], 대사증후군의 위험인자인 혈압, 혈당, 비만, 지질 프로파일 등을 개선함으로써 심부전, 뇌졸중, 관상동맥질환, 말초혈관질환과 같은 심혈관질환의 위험 요인뿐만 아니라 다양한 질환에 유익한 생리학적 및 임상적 효과를 가져와 유병률과 사망률을 낮추는 데 기여한다.
이러한 이유로 미국스포츠의학회(American College of Sports Medicine, ACSM)는 성인의 만성질환을 예방, 관리하고 건강수명을 증가시키기 위한 방법으로 규칙적인 유산소 운동과 더불어 최소 주 2회의 저항성 운동 실시를 권장하고 있으며[3], 건강증진, 손상 예방, 재활 치료 등 다양한 영역에서 필수적인 비약리적 전략으로 권장되고 있다[4].
역학적 증거에 따르면 저항성 운동은 전인구 사망 위험과 심혈관질환 이환율 및 사망률을 낮추는 것과 관련이 있다. 저항성 운동에 참여하는 성인은 저항성 운동을 하지 않는다고 보고한 성인에 비해 전인구 사망 위험이 약 15%, 심혈관질환 위험이 17% 낮다. 주당 약 30~60분의 저항성 운동은 전인구 사망률과 심혈관질환에 대한 최대 위험 감소와 관련이 있다[5].
노인 여성이 저항성 운동을 통해 얻을 수 있는 이점에는 근육량과 근력 증가, 체지방 감소, 지질 프로필 개선, 산화 스트레스 및 염증 바이오마커의 감소가 포함되고[6] 다양한 연령층에 있어서도 신체기능 저하, 골다공증, 당뇨병, 사망률 등의 위험 증가와도 관련이 있는 근감소증 위험이 감소하였다.
미국스포츠의학회는 주당 2~3일의 저항성 운동 수행을 권고하고 있지만[7] 한국 40~79세 성인의 저근육 유병률은 남성 21.27%, 여성 6.92% 였으며, 성인의 주 3일 이상 저항성 운동 실천율은 전체 9%(남성 11%, 여성 8%)였으며, 1년 이상의 저항성 운동 실천율도 9%(남성 12%, 여성 8%)에 불과한 것으로 보고되고 있다[8].
본 종설연구는 최근까지 발표된 국내외 관련 연구를 통해 저항성 운동이 대사증후군 위험 요인에 미치는 긍정적 영향을 요약 정리하고자 한다.
연구방법
본 연구를 위해 2000년 1월부터 2025년 2월까지 출간된 학술논문을 중심으로 Web of Science, Scopus, PubMed/Medline 및 Embase를 검색하였다. 저항성 운동이 휴식 시 혈압, 혈당, 지질 및 지단백질, 신체구성 포함한 대사중후군 위험인자와 심혈관질환 위험 요인에 미치는 영향을 평가한 자료가 포함되었다. 효과 크기는 임의 효과 모델을 사용하여 추정하였다.
연구결과
1. 휴식 시 혈압 감소
저항성 운동은 휴식 시 수축기 및 이완기 혈압을 상당히 감소시킨다. 메타분석에서 저항 운동은 수축기 혈압(SBP)을 평균 0.56 mmHg, 이완기 혈압(DBP)을 0.46 mmHg 감소시켰으며, 항고혈압제를 복용 중이거나 복용하지 않더라도 상당한 효과가 관찰되었다[9]. 대규모 무작위 대조 시험 분석에서 동적 저항성 운동은 SBP를 4.55 mmHg, DBP를 3.04 mmHg 감소시켰다[10]. 건강한 젊은 성인(≤40세)의 경우 저항성 운동은 이완기 혈압을 약간이지만 –1mmHg 정도 낮출 수 있었다[6]. 중년 및 노년 건강한 성인(>40세)의 경우 저항성 운동은 수축기 혈압을 –4 mmHg 와 이완기 혈압을 –2 mmHg 더 크게 낮추었다[11].
건강한 성인에서 저항성 운동은 고혈압 전단계, 고혈압 및 심장대사 위험 증가가 있는 사람들의 휴식기 혈압을 낮출 수 있었다[6,11,12]. 9주간의 저항 운동은 치료되지 않은 고혈압 또는 1단계 고혈압이 있는 중년 및 노인의 SBP를 4~8 mmHg, DBP를 4~8 mmHg 감소시켰다[13]. 또 다른 연구에서도 고혈압 및 고혈압 전단계의 경우 저항성 운동은 SBP를 약 4.1 mmHg, DBP를 6.3 mmHg 감소시켜 수축기 및 이완기 혈압 모두에서 두드러진 감소가 나타났다[14]. 이러한 결과는 저항성 운동과 항고혈압제를 비교할 때 휴식 수축기 혈압의 감소 정도가 상호 유사함을 보여주었다[6].
이러한 결과는 저항성 운동이 휴식 시 혈압을 낮추는 데 유익한 비약물 개입 전략이라고 말할 수 있으며, 특히 최소 8주 동안 중간 강도에서 강렬한 강도로 수행할 때 효과적인 것으로 나타났다[13,15]. 저항성 운동이 안정 시 혈압을 낮출 수 있는 메커니즘으로는 말초 혈관 저항 감소, 혈관 내피 기능 개선, 동맥경직도 감소, 신경호르몬 적응, 구조적 동맥 리모델링 등의 개선과 관계가 있다[16].
① 말초 혈관 저항 감소: 저항성 운동은 동맥 컴플라이언스(arterial compliance)와 혈관 확장 용량을 개선하여 총말초저항(total peripheral resistance)을 감소시킨다. 무작위 시험 연구에서 저항 운동 9주 후 총 말초저항이 398 mmHg·s/L 감소하여 수축기 및 이완기 혈압이 4~8 mmHg 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 동맥의 구조적 리모델링과 내피 기능 개선이 주된 이유였다[17].
② 혈관 내피 기능 개선: 저항성 운동은 내피 건강의 지표인 혈류매개 혈관 확장반응(Flow-mediated dilation; FMD)을 향상시킨다. 연구에 따르면 운동 후 혈류매개 혈관 확장반응이 2.37% 개선되어 일산화질소 매개 혈관 확장이 더 좋아졌다[17]. 혈류매개 혈관 확장반응은 혈관의 가장 안쪽 층을 이루며 혈액이 직접 맞닿는 내피세포의 기능을 통해 말초혈관기능을 조절한다. 내피세포는 모세혈관의 경우 100%, 동정맥의 경우 혈관내부 벽을 보호하는 역할을 하면서 혈관을 둘러싼 근육의 수축 및 이완을 통한 혈류를 조절한다. 이 내피 적응은 동맥 경직을 줄이고 혈류 분포를 개선한다[18].
저항 운동은 혈관내피세포 전구세포(endothelial precursor cells, EPCs) 수를 증가시키고 혈관 생성 인자 수치를 높이는 것으로 나타났으며, 이는 혈관 생성에 기여한다. 연구에 따르면, 중강도 저항 운동을 짧고 집중적으로 실시하면 운동 후 순환 혈관내피세포 전구세포와 혈관 내피 성장 인자(VEGF-A, VEGF-C, VEGF-D)의 혈청 농도와 다양한 기질 금속단백분해효소(MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9)가 상당히 증가하였다[19]. 이러한 결과는 이러한 저항성 운동이 혈관 적응을 유발하고 혈관 보호를 강화할 수 있음을 말해주고 있다.
③동맥경직도 감소: 혈관내피세포 기능 부전은 동맥벽의 기능적인 퇴행성 변화와 밀접한 관련이 있다. 건강한 상태의 혈관내피세포는 산화질소를 생성, 방출하여 자극에 대한 동맥벽의 확장성 반응을 일으킨다. 그러나, 혈관내피세포 기능 부전이 나타나면 혈관 내 산화스트레스 수준 증가, 염증 전구물질 증가 및 산화질소 합성효소(eNOS)의 하향 발현 등이 나타나 산화질소 생성을 감소시키거나 산화질소의 혈관 내 생이용성을 감소시킬 수 있다. 이는 직접적으로 동맥벽의 확장성 반응을 약화시켜 동맥경직도 증가의 원인을 제공할 수 있다[20]. 동맥경직도 증가는 심근의 산소요구량증가 및 좌심실 비대를 초래할 수 있고[21], 좌심실 비대는 심혈관질환 및 모든 원인으로 인한 사망률 증가와 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되었다[22]. 추가적으로 동맥경직도의 증가는 말초조직에 요구되는 혈액과 산소 공급을 제한하여 표적장기손상을 유발할 수 있으며, 표적장기손상은 심혈관질환 발병위험을 증가시킬 수 있다[23,24]
최근 연구에서 장기간의 저강도 저항성 운동은 근력 증가와 함께 동맥경직도를 유지, 개선시킬 수 있는 가장 안전한 저항성 운동이지만 중강도와 고강도의 저항성 운동은 동맥의 경직도에 대한 효과를 기대할 수 없다고 하였다[25].
④ 신경호르몬 적응: 지속적인 저항성 운동은 교감신경계 활동을 감소시키는 동시에 부교감신경 활성을 증가시킨다. 이러한 자율신경 변화는 혈관 수축 신호를 감소시키고 기압 반사 민감도를 개선하지만, 심장 미주신경 기능 변화에는 좀 더 긴 개입 기간이 필요할 수 있다[26].
⑤ 구조적 동맥 리모델링: 혈류의 흐름에 의해 물리적인 마찰력 즉, 전단응력이 혈관벽에 작용하게 된다. 전단응력은 혈류의 속도가 빨라지거나 혈액의 점도가 높아지면 증가한다. 규칙적인 저항성 운동은 전단응력 적응을 통해 동맥 내강 직경을 증가시키며, 특히 중간 크기의 동맥에서 나타난다. 이 구조적 변화는 휴식 시에도 지속되며 낮은 혈압 수준을 유지하는 데 도움이 된다[26].
⑥ 운동 강도 의존성: 저강도 저항성 운동(30-50% 1RM)은 특히 약물을 복용하는 고혈압 환자의 급성 혈압 감소에 더 효과적인 것으로 보인다[27]. 만성적 적응은 강도에 따라 발생하지만 ≥9주 동안 지속되는 점진적 과부하 프로그램에서 최적의 결과를 보여주고 있다[28]. 이러한 메커니즘은 저항성 운동이 고혈압 환자 집단에서 안정 시 수축기 혈압을 4~8 mmHg, 이완기 혈압을 3~7 mmHg 낮추는 이유를 종합적으로 설명하고 있다[14], 안정 시 혈압 감소의 효과는 유산소 운동보다 약간 작지만 저항성 운동은 뚜렷한 혈관 및 신경 경로를 통해 보완적인 이점을 제공하고 있다[26].
2. 저항성 운동과 혈당
혈당 수준이 지속적으로 높아지면 환자는 말초와 자율신경의 위험뿐만 아니라 미세혈관질환과 대혈관질환의 위험이 높아진다. 골격근의 감소는 제2형 당뇨병을 유발시키는 주요 원인 중 하나이다. 골격근은 인슐린을 이용하여 식후 혈당을 80%까지 저장하며, 저항성 운동을 통한 골격근의 증가는 포도당 처리 비율을 높여 당뇨병 발생율을 낮춘다. 저항성 운동은 당뇨환자의 고혈당을 개선하고 근육량의 증대와 지방을 감소시킨다.
몇몇 연구에 따르면 저항성 운동은 당뇨병과 관련된 위험 인자를 크게 개선시킬 수 있음을 보여주고 있다. 저항성 운동은 다양한 집단에서 혈당과 인슐린 저항성의 개선과 관련이 있다[11,29-31]. 제안된 저항성 운동의 유익한 메커니즘에는 인슐린 민감도 개선, 골격근에서 GLUT4 전위 증가, 운동 중과 운동 후에 에너지 소모의 증가를 가져온다[32]. 관찰 연구에서 저항성 운동에 정기적으로 참여하는 것은 저항성 운동에 참여하지 않는 것에 비해 당뇨병 발생률이 17% 낮은 것과 관련이 있었다[33]. 잘 감시된 저항성 운동 연구에서 저항성 운동이 당뇨병 환자의 당화혈색소의 0.48% 감소와 골격근에서의 GLUT4 전위 증가, 개선된 인슐린 감수성 증가의 개선을 보고하였다[32]. 혈당 조절의 이러한 개선은 당뇨병, 심혈관 질환 및 사망의 위험 감소와 밀접한 관련이 있다[32]. PLoS One에 발표된 연구에 따르면 35,754명의 건강한 여성에서 근력 훈련과 제2형 당뇨병 및 심혈관 질환의 위험 사이의 연관성을 조사한 결과 근력 훈련에 참여하는 여성들이 근력 훈련이 없는 사람들에 비해 제2형 당뇨병 진행 속도가 30% 감소한 것으로 나타났다[34]. 또한, 저항성 운동과 유산소운동 중 유산소 운동만으로도 제2형 당뇨병의 위험 감소를 가져왔다[34].
연구에 따르면 저항 운동 한 번으로 운동 후 최대 24시간 동안 포도당 수치를 낮추고 최대 18시간 동안 인슐린 수치를 낮출 수 있었다[36]. 저항성 운동에 대한 양-반응 연관성은 비선형적인 것으로 보이며, 주당 최대 60분의 저항성 운동 참여와 관련된 당뇨병 위험은 점차 낮아지고 기간이 길어질수록 그 위험은 지속적으로 점진적으로 감소한다[33]. 저항성 운동의 개입은 노인[11]과 전당뇨병[30] 및 제2형 당뇨병이 있는 사람[31,36] 사이에서 공복 혈당을 2~5 mg/dL까지 감소시킬 수 있지만 젊고 건강한 참가자에게는 효과가 없었다는 결과도 있었다[11]. 제2형 당뇨병이 있는 노인 환자에서 저항성 운동은 당화혈색소를 0.34% 감소시켰다[31]. 최근에 문서화된 제2형 당뇨병 환자(<6세)와 기준선보다 당화혈색소가 더 높은(≥7.5%) 사람은 저항성 운동 후 당화혈색소가 더 많이 감소하였다[36].
결과적으로 저항성 운동은 근비대와 제지방량이 증가함에 따라 당화혈색소 감소 및 당대사가 개선되어 내당능장애와 당뇨병 예방에 도움이 될 수 있다. 또한 당대사와 직접적인 관계가 있는 근육량 증가를 통해서 인슐린 저항성을 낮추고, 인슐린 기능을 향상시켜 말초조직으로 당 흡수를 촉진시켜 인슐린 수용체가 증가하여 당 조절능력이 향상되는 결과를 가져온다. 이러한 발견은 유산소 운동과 무관하게 제2형 당뇨병의 위험을 줄이기 위한 신체활동 요법으로 저항성 운동이 효과적임을 뒷받침하고 있다[32,34].
문헌고찰과 메타분석을 통한 연구에서 제2형 당뇨명 환자의 심혈관질환 위험요인과 안정성에 대하여 저항성운동과 유산소 운동의 차이가 있다는 증거를 발견하지 못했다[37]. 이러한 이유로 제2형 당뇨병 환자 중 초고도비만, 골관절염, 신경계 질환, 혈관질환을 등을 동반한 경우 유산소 운동이 제한될 때 대처방안으로 저항성 운동이 권장된다.
3. 저항성 운동 및 지질 프로필
저항성 운동의 개입은 HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 총 콜레스테롤, 중성지방의 개선을 통해 혈중지질의 구성 비율을 긍정적으로 향상시킨다. 저항성 운동이 지질과 지단백에 미치는 영향은 젊은 성인(< 40세)에서 덜 두드러질 수 있으며, HDL 콜레스테롤에서만 상당한 개선이 있지만 그 정도는 크지 않았다[11]. LDL 콜레스테롤에 미치는 영향에 대한 증거는 일관성이 떨어진다. 심장대사 위험이 높거나 높지 않은 다양한 인구를 포함하는 46개 연구의 메타 분석에서 LDL 콜레스테롤의 유의미한 감소를 보고하였다[38]. 반면, 또 다른 메타 분석에서는 심장대사 위험이 높지 않은 노인의 LDL 콜레스테롤이 유의미하게 감소하지 않은 반면, 심장대사 위험이 높은 노인의 경우 저항성 운동 후 LDL 콜레스테롤이 유의미하게 감소하였다[11].
젊은 청년을 대상으로 한 12주 저항성 운동 참여 연구의 경우 총 콜레스테롤 감소, 중성지방 감소, LDL 콜레스테롤 감소, HDL 콜레스테롤 증가를 보였다[27]. 폐경 여성을 대상으로 한 14주 저항성 운동 참여 연구에서는 총 콜레스테롤의 유의미한 감소, LDL 콜레스테롤 감소, 체지방율 감소를 보였다[28]. 저항성 운동에 참여한 폐경 후 여성에 대한 19개의 무작위 대조 실험의 메타 분석 결과에서도 총 콜레스테롤 감소, LDL 콜레스테롤 감소, 중성지방 감소가 나타났다[39].
남자 대학생을 대상으로 한 저강도 및 고강도 저항 운동 모두 레크리에이션 훈련을 받은 남성의 운동 후 48시간에 TC와 LDL-C 수치가 상당히 감소하였다[40]. 건강한 성인 남성과 여성을 대상으로 한 연구에서도 유산소 운동과 저항 유형 활동을 결합하면 유산소 운동만 하는 것보다 건강한 개인의 지단백 프로필에 더 나은 효과가 있음을 시사하고 있다[41]. 과체중/비만 사춘기 전후 남학생을 대상으로 8주간 저항 훈련 프로그램을 실시한 후 지질 프로필에 긍정적인 변화가 나타났다고 보고하였다[42].
이러한 연구들은 저항성 운동이 특히 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤 및 중성지방를 감소시켜 지질 프로파일에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 보여주었으며, 일부 집단에서 HDL 콜레스테롤을 증가시켰다. 저항성 운동은 여러 연구에서 지질 프로파일에 긍정적인 영향을 보여주고 있다.
4. 저항성 운동과 신체구성
저항성 운동은 근육량과 지방량에 유익한 효과가 있는 것으로 보인다[43,44]. 과체중 또는 비만인 성인의 경우 저항성 운동만으로도 운동하지 않은 대조군에 비해 근육량 증가(0.8kg), 체지방 비율 감소(-1.6%), 전신 지방량 감소(-1.0kg)의 결과가 나타났다[43].
저항성 운동만으로는 임상적으로 유의미한 체중 감소가 발생하지 않을 가능성 또한 크다[46]. 저항성 운동은 체지방 저장량을 줄이고, 근육량을 늘리거나 유지하며, 휴식 대사율을 증가시켜 신체조성을 개선한다. 시간이 지남에 따라 체중 증가 폭은 감소 된다[46].
10주간의 저항성 운동 참여를 통해서 체질량 증가(1.4kg), 체지방 감소(1.8kg)와 휴식 시 대사속도의 증가(7%), 뼈 미네랄 밀도 증가(1~3%)를 가져왔고[47], 지방을 줄이고 근육량을 증가시켜 신체조성의 개선을 가져왔으며[43,48], 이러한 효과는 신체의 기능 개선과 기능적 독립성 및 삶의 질의 향상에 기여하였다[47]. 99개 연구를 포함하는 포괄적인 메타 분석에 따르면 저항 기반 운동 프로그램은 체지방 비율 평균 2.2% 감소와 전신 지방량 평균 1.6kg 감소를 감소시켰다. 이러한 유익한 효과는 어린이, 청소년, 젊은 성인, 중년 성인, 노인을 포함한 다양한 연령대와 남성과 여성 모두에서 일관되게 나타났다. 특히 저항성 운동과 칼로리 제한을 결합하면 체지방 비율이 가장 크게 감소하여 평균 3.8% 감소하였다[44].
저항성 운동은 체지방 비율을 줄이고 순수 근육량을 늘려 신체 구성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 저항성 운동은 체지방을 줄이는 것 외에도 근력과 탄력을 강화하고, 관절을 손상으로부터 보호하며, 전반적인 건강과 기능적 독립에 중요한 유연성과 균형을 유지하는 데 도움이 된다.
결론
미국스포츠의학회(American College of Sports Medicine, ACSM)는 성인의 만성질환을 예방, 관리하고 건강수명을 증가시키기 위한 방법으로 규칙적인 유산소 운동과 더불어 최소 주 2회의 저항성 운동 실시를 권장하고 있다. 저항성 운동은 근력 증가, 근 기능 개선, 체지방률 감소, 기초대사량 증가, 골밀도 증가, 근감소증 방지에 효과적인 운동 방법이며 대사증후군의 위험인자인 혈압, 혈당, 비만, 지질 프로파일 등을 개선함으로써 대사증후군의 위험요인뿐만 아니라 다양한 질환에 유익한 생리학적 및 임상적 효과를 가져와 유병률과 사망률을 낮추는 데 기여한다. 또한, 건강 증진, 손상 예방, 재활 치료 등 다양한 영역에서 필수적인 비약리적 전략으로 권장된다[7].
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