|
제 8 장 근력 (Strength)
파워-지구력
(Power-endurance)
근육 에너지 회복
아데노신 트리포스피트 (ATP, 아데노신 3인산염)와 다른
인산염 (phosphates)들은 근육 수축 시 의존하는 에너지 합성물이다. 이 물질들은 저장이 어려우므로, 근육은 단지 5초 간의 완전
수축 기간 동안 그것이 필요한 양을 갖는다. 그러므로 지속적인 근육 수축은 ATP를 재보충할 수 있는 신진대사(에너지 회복) 과정에
의존한다.
근육은 ATP를 소비하면서, 저장 글리코겐으로부터 더 많은
ATP를 만들어낸다. 이때, 근육은 유산소적 또는 무산소적으로 (aerobically
or unaerobically), 즉 산소를 쓰거나 또는 산소 없이, 이 일을 한다. 유산소 신진대사는 저장된 근육 당분 (muscle
sugar), 즉 글리코겐을 효율적으로 태운다. 즉 그 근당(筋糖)으로부터 얻을 수 있는 최대한의 ATP를 만들어낸다. 그렇게 하려면
산소가 있어야 하므로, 지속적인 혈액 공급을 요하는데, 등반 시에 항시 이렇게 될 수가 없는 것이다.
파워풀한 동작으로 등반할 때, 산소를 배달하는 혈액 공급이
차단되는데 (앞으로 곧 다루게 됨), 이 때 유산소 대사 만을 통해서 얻어지는 것보다 더 많은 ATP를 근육이 필요로 하는 경우가 많다.
이 상황에서 세포는 무산소적으로 ATP를 만들 수 밖에 없다. 무산소 대사는 효율은 떨어지지만, 그래도 없는 것보다는 나은 ATP 재생산
방식으로서 산소 없이 작동한다.
무산소대사는 글리코겐을 불완전하게 태워, 그 반응 작용의
폐기물로 젖산을 남긴다. 화학 원리에 의하면 어떠한 화학반응에 있어서, 찌꺼기가 쌓이면 그 화학반응의 속도는 감소한다. 환언하면, 재를
없애지 않으면 불이 꺼진다는 말이다. 이와 마찬가지로, 젖산 축적이 ATP 재생산 속도를 늧춘다.
유산소 대사는 글리코겐을 완전하게 사용하고, 노폐물 없이 더
많은 ATP를 만들므로, 우리의 몸은 무산소 방식보다 이 방식을 보다 좋아한다. 그렇다면 젖산 생성하는 무산소적 방식을 근육이 사용하는
이유는 무엇인가? 근육이 ATP를 가장 필요로 하는 어떤 경우, 혈액 공급의 제약으로 인해 할 수 없이 무산소 방식에 의존할 수밖에 없게
된다.
부루노가 쓰지 않고 있는 팔은 (free arm) 다음 홀드를 향해 뻗으면서 잠시 풀린다. 그 팔의 혈관은 완전히 열려서 근육 산소를
가져오고 앞의 홀드에서 축적되었던 젖산을 싣어 가버린다. 그러나 산소가 지속적으로 공급되지 않으므로, 그 팔의 에너지 신진대사의 대부분은
무산소적으로 이루어진다. 브루노의 ‘럭어프’ 근육은 최대근력의 40 퍼센트 수준에서 활동하고 있다. 이 근육들 안에서의 모세혈관망은
조여져 있기는 하나, 완전히 닫혀지지는 않았다. 제한된 혈액 공급 때문에, 모든 에너지가 유산소적으로 회복되지 않는다. 일부는
무산소적으로 회복되며, 그 결과 심하지는 않지만 어느 정도의 펌핑은 생긴다. 작은 ‘엣쥐’를 꽉 쥘 때, 브루노의 전완은 그 최대근력의
80 퍼센트 수준으로 수축한다. 이 근육 들 속의 모세혈관망은 완전히 닫히게 되고, 근육 에너지는 무산소적으로 회복되고, 젖산이 쌓이며,
브루노의 전완은 “핑펑”을 느낀다. 브루노의 종아리 근육은 그 최대근력의 20 퍼센트 수준에서 작동한다. 이때 필요한 에너지는
유산소적으로 충족된다. 그 결과 피로나 펑핑이 없다.
피
흐름의 막힘 (The Blood Blockade)
한
근육의 수축 시, 그 근섬유의 경직이 에너지를 공급하는 모세 혈관을 짓누른다. 수축 작용이 증가하면, 그 근육이 나중에는 그 자신의 모세
혈관을 꽉 조이고 닫아 버리고 만다. 그러므로 근섬유에서 쓸 수 있는 혈액량은 그 근육의 수축 정도에 달려 있다.
쉬운 등반의 경우, 즉 하나의 근육에 가해지는 부하(負荷)가 그 최대근력의 20% 미만일 경우, 모세혈관은 완전하게 열려, 제약없이
혈액이 유통한다. 산소와 당분이 실려 있는 신선한 피가 근육 세포들에 쉽게 도달한다. 유산소 방식이 주가 되어, 글리코겐을 완전하게
사용하며, 젖산이 쌓이지 않는다. 이런 상태 하에서는 펌핑이 생길 수가 없다.
근육의 부하가 혈액 공급과 신진대사 경로에 미치는 영향
보다 어려운 등반이어서 근육에 대한 부하가 20 내지 50 퍼센트가 되면, 근섬유들의 수축이 그 근육의 모세 혈관들을 부분적으로 닫아
버린다. 이렇게 되면 혈액 흐름이 늦어지고, 산소 공급이 제한되어, 그 결과 유산소 대사에 장애가 온다. 근육의 에너지 필요를 충족하기
위해 무산소적으로 어느 정도의 ATP를 만들어야만 하는데, 부산물로 젖산이 나온다. 이러한 유형의 등반이 소위 클라이머들이 “펌핑”이라고
(pump) 부르는 근육 피로감을 만든다.
한 근육의 최대 수축 능력의 50 퍼센트 또는 그 이상을 요하는 파워풀한 등반 구간에서, 그 근육의 경직이 에너지 공급하는 모세 혈관을
완전히 닫아버리고 만다. 101 페이지의 그림에 보면, 여러 가지 하중 하에서 모세혈관의 크기가 어떻게 변화하는지를 알 수 있다.
모든 혈액 흐름의 봉쇄로, 근육은 단지 무산소적으로만 ATP를
재생산할 수밖에 없다. 혈액은 소비된 에너지를 대체할 수 없고 축적되는 젖산을 제거할 수도 없으므로, 젖산도 쌓이고 근육에 빨리 피로가
온다. 근육이 이완되거나 근육에 가해지는 부하가 최대근력의 50 퍼센트 이하로 떨어지기 전까지는, 피가 전혀 그 근육 속으로 드나들 수
없다. 방치해둘 경우, 젖산의 축적이 40초 내지 90 초 안에 근육 에너지의 재생산을 정지시키고, 근육은 힘이 빠지고 만다. 이 강도로
하나의 홀드에 매어달려 있는 클라이머의 경우, 그의 손가락이 자신의 의지와는 반대로 저절로 벌어질 때까지, 그의 전완은 젖산으로
채워진다.
그러나 다행히도 우리는 같은 홀드에 계속 매달리지는 않는다.
전완의 근육은 “정적-단속적” (static-intermittent) 방식으로 작동한다, 즉, 홀드에 매달린 정지 상태 수축과 홀드 간을
이동하는 동안의 이완이 번갈아 일어난다. 홀드 하나 하나마다 모세혈관이 꽉 닫혀 있게 되는, 파워풀한 루트 상에서, 젖산 제거와 계속적인
에너지 재생성의 유일한 기회는 다음 홀드를 향하여 손을 뻗을 때 뿐이다. 그러므로 홀드와 홀드 도중에서의 근육 이완을 방해하는 여하한
심리적 또는 육체적 긴장이 이러한 순간들의 이점을 해치지 못하도록 하는 것이 매우 중요하다.
최대근력이 파워-지구력에 어떠한 영향을 주는가
에너지 회복에 있어서 혈액 흐름의 역할이 그 사람의 최대근력이 지구력에 미치는 영향을 설명해준다. 다음 그림이 그 이유를 설명한다. 2
센티미터 짜리 에쥐에서 ‘맥스’는 그의 손가락으로 96 파운드라는 최대근력을 낼 수 있다. 가령 모든 홀드가 이러한 크기이고 ‘줄리아’와
‘맥스’의 체중을 가진 사람이 23 파운드의 손가락 힘을 써야 한다고 하자. 이 힘은 ‘줄리아’의 최대근력의 46 퍼센트를 나타낸다. 이
정도 힘을 쓸 때, 줄리아의 모세혈관들은 거의 완전히 닫히게 되고 그녀의 전완은 힘을 쓰지 못할 정도의 젖산량이 빠르게 쌓인다.
그러나 ‘맥스’의 경우, 이 수준의 힘은 그의 최대근력의 23
퍼센트에 불과하다. 맥스가 자신의 근육 에너지의 일부를 무산소적으로 (젖산을 노폐물로 생성하며) 만들어내기는
하나, 그의 모세혈관은 거의 완전하게 열려 있으므로, 젖산 제거에 아무 문제가 안 된다. 이러한 강도(强度)에서는 거의 무제한으로 등반할
수 있다. ‘맥스’에게 적당한 (펌핑이 오지 않고 무산소 방식의 에너지 회복이 가능한) 이 국부적 지구력 루트가 ‘줄리아’에게는 매우
힘든 파워-지구력 루트가 된다. (왜냐 하면 그 루트가 그녀에게 파워풀한 동작들을 요구하며 무산소 방식의 에너지 회복을 해야만 하고 또
펌핑이 오기 때문에)
주목할 점은 이 루트가 이 두 클라이머 각자의 최대근력보다 훨씬 낮은 수준을 요구한다는 점이다. 그러나 최대근력이 모세혈관 봉쇄에 영향을
미치기 때문에, 그것이 파워-지구력과 국부적 지구력 양자에 강한 영향을 끼친다. 이것의 또 한가지 시사(示唆)하는 바는, 근육으로 피를 보내고 또
근육으로부터 혈액을 거두기 위한 잘 발달된 모세혈관 망(網)의 (capillarity) 중요성이다.
전완의 펌핑에 대한 이해
근육 쓸 때 에너지가 어떻게 회복되는가를 이해하면 파워-지구력 운동 시 전완의 펌핑이 왜 오는지를 알 수 있다. 근육 활동 중에는, 근육
조직 수축이 아니라 수축된 근육 조직을 이완 상태로 다시 돌려 놓기 (reset) 위해 ATP가 사용된다. 일단 이완되면, 근육 조직이
장전되고 ("cocked") 되고 발사를 (fire) 위해 ATP를 필요로 하지 않는다. 근육들은 쥐덫과 같아서, 개별 섬유의 수축
준비는 ATP를 요구하지만, 그 에너지의 방출은 신경 상의 신호만을 요한다. 이점이 바로 사체(死體)가 근육 경직 (rigor
mortis)를 보이는 이유이다. ATP 회복의 정지로 근육들은 이완할 수 없게 되고 영구적 수축 상태로 남는다.
파워-지구력 활동에서는, ATP 부족이 근육 조직으로 하여금
발사 후에 수축 상태로 남게 한다. 이것 때문에 사체의 근육 경직과 같은 근육의 경직을 일으킨다. 그 일이 생기는 과정은 이렇다: 높은
부하가 모세 혈관을 닫아버리지만, 굳게 결심한 클라이머는 계속 위로 올라간다. 만일 젖산이 에너지 회복을 멈추게 (stalls) 할
때까지 근육이 계속 ATP를 소비하면, 근육은 악순환에 빠지고 만다. 수축된 수많은 근육 조직들은 주위에 ATP가 없으면 이완할 수
없다. 그리고 (젖산 제거 위한) 혈액 순환이 안되면 ATP가 만들어지지 않는다. 너무나 많은 근육 조직들이 수축되어 혈액이 그 근육
속으로 흘러들지 못한다.
실제로 펌핑이 왔을 때, 초보자들이 그 펌핑을 털어서 풀기가
너무 어려운 이유를 이 싸이클이 설명해준다. 초보자들의 아직 발달이 안된 모세 혈관망은 굳어진 근육 속으로 피가 침투하는 것을 막는다.
잘 단련된 클라이머의 우수한 모세 혈관망은 이 사이클을 좀더 빨리 깨트린다. 앞으로 곧 모세혈관망에 대해 좀더 다루게 된다.
퍼포먼스 록 클라이밍, 데일 고다드 우도 노이먼
shlee 초역 |
