내 몸의 연비는 얼마일까? – 산소효율성, 러닝 이코노미(RE)
- Oxygen efficiency: Running Economy
서론
주변을 둘러보면 LT나 VO₂max는 낮은데 같은데 정말 잘 뛰는 사람들이 꼭 있지 않나요? 그 이유는 달리기 실력에 영향을 미치는 또 다른 요인, 러닝 이코노미 때문일 수도 있습니다. 20세기 중반까지 VO₂max는 달리기 역량을 결정짓는 주요한 요인으로 여겨졌습니다. 그러나 VO₂max가 비슷한 주자들 사이에도 동일한 러너들 간에도 성과 차이가 존재했습니다. 이 점에 주목하여 1980년대부터 연구자들은 러닝 이코노미에 관심을 갖기 시작했습니다.
러닝 이코노미(Running Economy, RE)란?
러닝 이코노미(Running Economy, RE)는 특정 속도로 달리는 데에 필요한 산소 소비량 (혹은 에너지 소비량)을 나타냅니다. 산소 소비량(VO₂)이 낮을수록 RE가 우수하다고 볼 수 있는데, 이는 주자가 더 효율적으로 달리고 있음을 의미하기 때문입니다.
자동차의 연비 개념에 대입해보겠습니다. 적은 양의 기름을 이용하여 더 높은 속력을 낼 수 있다면, 혹은 더 많은 거리를 갈 수 있다면, 그 차는 더 효율적인 엔진을 지니고 있을 것입니다.
신체도 마찬가지입니다. 동일한 강도로 뛰기 위해 더 적은 산소가 필요하다면, 동일한 거리를 가기 위해 더 적은 산소가 필요하다면, 혹은 같은 양의 산소를 소비함에도 더 먼 거리를 갈 수 있다면, 이는 몸이 산소를 더 효율적으로 이용하고 있음을 의미합니다. 즉, RE는 달리기 운동 중 몸이 산소를 얼마나 효율적으로 이용하는가에 관한, 효율성에 관한 지표입니다.
RE의 단위
RE는 시간당 산소 소비량(mL/kg/min) 혹은 거리당 산소 소비량(mL/kg/km)으로 나타낼 수 있으며, 에너지 소모량을 기준으로도 표현할 수 있습니다(kcal/min, kcal/km).
그러나 단순 산소 소비량은 VO₂max, 체중, 러닝 경력, 실력 등등 많은 요인들로 인해 개인마다의 편차가 상당히 크며, 이는 엘리트 선수들 사이에서도 마찬가지입니다. 단순히 VO₂만을 가지고 사람들의 달리기 실력을 비교하기에는 무리가 있을 수 있습니다.
비교 지표로서 활용하기 위해 RE는 VO₂max의 백분율(%)로 표현할 수 있습니다. 퍼센티지(%)는 VO₂max 대비 특정 속력에서의 산소 소비량을 나타낸 것입니다. 이는 해당 페이스로 달리기 위해 몇 퍼센트의 출력을 내야 하는지를 의미하며, 퍼센티지(%) 값이 낮아질수록 효율성이 높아집니다.
장거리 달리기에서 RE를 개선하는 것은 기록 향상 및 피로 지연과 밀접한 상관관계가 있습니다. RE가 낮아질수록 근육 내 글리코겐의 사용이 줄어들고, 대사성 산증(metabolic acidosis)을 감소하기 때문입니다.
RE에 영향을 미치는 요인
RE는 주로 다음과 같은 요소에 의해 영향을 받습니다.
(1) 생리적 요인
심폐 기능, 에너지 대사의 효율성, 근육 섬유의 유형 등이 RE에 영향을 미칠 수 있습니다. RE는 결국 산소를 얼마나 잘 이용할 수 있는가와 직결되어 있습니다. 따라서 미토콘드리아에 산소를 공급하는 순환계와 호흡계의 기능이 원활할수록, 공급된 산소를 활용하는 미토콘드리아의 밀도와 효소 활성도가 높을수록 RE가 좋아집니다. 또한 근육 섬유의 유형도 RE에 영향을 미치는데, 일반적으로 모세혈관 및 미토콘드리아의 밀도가 높은 지근 섬유가 발달할수록 RE가 좋아집니다.
(2) 생체역학적 요인
케이던스, 보폭, 지면 접촉 시간, 체공 시간 등의 러닝 매커닉스(Running Mechanics)와 신경근 적응도(Neuromuscular adaptation) 등이 RE에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 체간이 지나치게 기울어져 있거나, 체형과 능력에 적합하지 않은 케이던스 및 보폭을 지니고 있을 경우, 혹은 지면 접촉 시간이 과하게 길거나 체공 시간이 과하게 짧은 경우와 같이 지면의 반발력을 제대로 활용하지 못하는 경우, 불필요한 에너지를 추가적으로 소모하여 RE가 악화될 수 있습니다. 반면 근육의 협응성을 개선하여 불필요한 근육 활동을 최소화되는 등 신경근 적응도를 높인다면 RE는 향상될 수 있습니다. 따라서 위해 주기적인 달리기를 통해 러닝 매커닉스, 자세 등을 최적화하고 근육 협응성을 높이는 것이 중요합니다.
(3) 그 외의 요인
신발, 지면 상태, 날씨 등의 요인 등도 RE에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 경량화된 러닝화 및 탄소 섬유판이 포함된 러닝화는 에너지 소모를 줄이고 RE를 유의미하게 향상시킬 수 있습니다. 우레탄 트랙 등 탄성이 높은 지면은 에너지 소모를 줄이는 반면, 비포장 도로 등의 불균일한 지면은 에너지 소모를 증가시킬 수 있습니다. 고온 혹은 저온의 환경에서는 체온 조절 등으로 인해 에너지 소비에 변화가 생깁니다. 따라서 RE의 향상을 보다 정확하게 확인하기 위해서는 일정한 환경에서 RE를 측정하는 것이 중요합니다.
출처: EPAimages
트레이닝: RE 향상 비법
생리적 요인, 역학적 요인 등등 다양한 요인이 RE에 영향을 미치는 만큼 RE를 개선할 수 있는 방법은 다양합니다. 그러나 이 모든 요인을 공통적으로 개선할 수 있는 방법이 있습니다. 바로 꾸준한 트레이닝입니다. 고강도의 트레이닝은 호흡계와 순환계 기능을 강화하고 근육을 발달시킵니다. 저강도의 트레이닝은 유산소성 대사 능력과 미토콘드리아의 기능을 개선하고 모세혈관의 밀도를 높입니다. 뛰면 뛸수록 신경근 적응도와 근육의 협응성은 높아지며 러닝 매커닉스가 최적화됩니다. 이는 엘리트 선수들에게서도 해당됩니다. 2000년대 여자 마라톤 신기록 보유자였던 폴라 래드클리프 선수는 12년 동안 RE가 약 15%를 개선되었습니다. 양질의 훈련을 꾸준히 진행했던 결과였습니다.
즉, 어떠한 강도로 달리든, RE는 “많이 뛰면” 좋아집니다. 러닝 이코노미 향상의 정답은 꾸준한 러닝입니다.
참고문헌
1) Anderson, T. (1996). Biomechanics and running economy. Sports Medicine, 22(2), 76–89.
2) Barnes, K. R., & Kilding, A. E. (2019). Running economy: Measurement, norms, and determining factors. Sports Medicine - Open, 5(1), 8.
3) Balsalobre-Fernández, C., Santos-Concejero, J., & Grivas, G. V. (2016). Effects of strength training on running economy in highly trained runners: A systematic review with meta-analysis of controlled trials. Journal of Strength and Conditioning Research, 30(8), 2361-2368.
4) Cavanagh, P. R., & Williams, K. R. (1982). The relationship of running mechanics to running economy. Journal of Biomechanics, 15(10), 837-847.
5) Daniels, J. T. (1985). A physiologist’s view of running economy. Medicine and Science in Sports and Exercise, 17(3), 332-338.
6) Hoogkamer, W., Kipp, S., Frank, J. H., Farina, E. M., Luo, G., & Kram, R. (2018). A comparison of the energetic cost of running in marathon racing shoes. Sports Medicine, 48(4), 1009-1019.
7) Joyner, M. J., & Coyle, E. F. (2008). Endurance exercise performance: The physiology of champions. Journal of Physiology, 586(1), 35–44.
8) Jones, A. M. (2006). The physiology of the world record holder for the women's marathon. International Journal of Sports Science & Coaching, 1(2), 101–116.
9) Morgan, D. W., Martin, P. E., & Krahenbuhl, G. S. (1989). Factors affecting running economy. Sports Medicine, 7(5), 310–330.
10) Pugh, L. G. C. E. (1970). Oxygen intake in track and treadmill running with observations on the effect of air resistance. Journal of Physiology, 207(3), 823–835.
11) Saunders, P. U., Pyne, D. B., Telford, R. D., & Hawley, J. A. (2004). Factors affecting running economy in trained distance runners. Sports Medicine, 34(7), 465-485.
12) Williams, K. R., & Cavanagh, P. R. (1987). Relationship between distance running mechanics, running economy, and performance. Journal of Applied Physiology, 63(3), 1236–1245.