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Effect of Ankle Joint Flexion Angle on Lower Extremity Muscle Activity and Break Point Angle during Nordic Hamstring Exercises in Amateur Soccer Players
Korean J Sports Med 2024;42:254-261
Published online December 1, 2024;  https://doi.org/10.5763/kjsm.2024.42.4.254
© 2024 The Korean Society of Sports Medicine.

Dae Woon Ha1, Gi Bin Kim1, Il Young Yu1, Soo Yong Kim2, Tae Gyu Kim1

1Marine Sports Major, Department of Smart Healthcare, Pukyong National University, Busan, 2Department of Physical Therapy, Pusan National University Yangsan Hospital, Yangsan, Korea
Correspondence to: Tae Gyu Kim
Marine Sports Major, Department of Smart Healthcare, Pukyong National University, 45 Yongso-ro, Nam-gu, Busan 48513, Korea.
Tel: +82-51-629-5639, Fax: +82-51-629-5639, E-mail: tgkim@pknu.ac.kr
Received July 1, 2024; Revised September 9, 2024; Accepted September 25, 2024.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
 Abstract
Purpose: The purpose of this study was to determine the effects of ankle dorsiflexion, neutral, and plantarflexion on lower extremity muscle activity and break point angle (BPA) during Nordic hamstring exercises.
Methods: Twenty-four members of a college soccer club (age, 21.68±2.39 years; height, 175.63±4.76 cm; weight, 71.88±6.29 kg) were recruited to participate in the experiment, and all subjects were measured three times in triplicate for Nordic hamstrings at three different ankle angles with all subjects in one group. Surface electromyography equipment (miniDTS, Noraxon Inc.) was used to acquire 3 seconds of muscle activity data at the starting point (90°) during exercise, and motion analysis software (Kinovea version 0.9.5, Kinovea) was used to collect kinematic data at the point where knee strike angular velocity exceeded 30°/sec for BPA data acquisition.
Results: The results of this study, lower extremity muscle activity was not significantly different in the three variants of Nordic hamstring exercises, but BPA was significantly lower in the dorsiflexion position (60.28°±6.35°) compared to the neutral position (65.32°±6.35°) and plantarflexion position (63.82°±7.01°) (p< 0.001).
Conclusion: These results suggest that the dorsi flexion position of the ankle during Nordic hamstring exercises allows the body to maintain the position for a longer period of time against eccentric forces in situations where the body is moving forward. This suggests that the ankle dorsi flexion position can be used as a position for effective Nordic hamstring exercises in amateur soccer players.
Keywords : Hamstring muscles, Ankle, Electromyography, Isotonic contraction
서 론

뒤넙다리근 염좌 부상은 축구 경기에서 가장 흔히 발생하는 근육 부상 중 하나로, 전체 축구 근육 부상에서 37%를 차지한다1. 부상을 당한 축구 선수들은 치료 및 재활 기간으로 인해 평균 14일 동안 경기에 출전하지 못하며, 추가로 복귀 후에도 재발률이 12%–43%로 높게 나타나고 있다2. 뒤넙다리근 염좌 부상은 고강도 달리기, 가속 및 감속, 갑작스러운 방향 전환 및 정지 등의 동작을 수행하는 상황에서 발생한다3. 달리기 후반 단계에서 뒤넙다리근이 엉덩 관절의 굽힘과 무릎관절의 폄을 늦추기 위해 전체 길이의 약 110%에 도달하였을 때 편심성 수축이 불충분하게 일어나는 것이 주요 위험 요인으로 간주되며4, 이로 인해 뒤넙다리근의 편심 훈련이 뒤넙다리근 염좌 부상을 예방하는 방법으로 제안된다5-7.

편심 훈련을 지속적으로 진행하면 뒤넙다리근이 수축을 위한 최적의 길이로 더 늘어난 환경에서 힘을 생성할 수 있으며 이러한 근육 길이의 적응을 통해 부상을 방지하고 예방할 수 있다고 보고된다8. 최근 연구에 따르면 편심 뒤넙다리근 운동을 포함한 훈련 프로그램을 진행한 그룹이 대조 그룹보다 뒤넙다리근 부상 위험률이 46% 감소한 것으로 보고하였다9. 다양한 편심 뒤넙다리근 운동 중에서도, 최적의 토크 생성 각도를 증가시켜 뒤넙다리근 부상을 줄이기 위한 운동으로 노르딕 햄스트링 운동이 제안되고 있다10. 노르딕 햄스트링 운동은 강제로 편심 스트레칭 되는 상황에서 뒤넙다리근이 버틸 수 있는 힘을 증가시키므로 부상 예방에 효과적이다11. 전통적인 햄스트링 운동(레그 컬)과 노르딕 햄스트링 운동이 10주간 남자 축구 선수의 근력에 미치는 효과를 비교한 연구에서는, 전통적인 햄스트링 운동(레그 컬)보다 노르딕 햄스트링 운동을 실시한 그룹이 편심 뒤넙다리근이 더 효과적으로 발달한 것으로 나타났고6, 남성 프로 축구 선수를 대상으로 한 이전 연구에서는 정규 훈련 프로그램에 노르딕 햄스트링 운동을 도입하였을 때 뒤넙다리근 부상 발생률이 65%–70% 감소하고 재발성 부상을 줄이는 효과가 있었다고 보고하였다12. 이러한 노르딕 햄스트링 운동을 수행하는 동안 더 큰 가동 범위에서 편심력을 유지하기 위한 주요 변수로 브레이크 포인트 각도(break point angle, BPA)가 제안되고 있다13.

BPA란 무릎의 폄 각속도가 30°/초를 초과하는 지점으로, 몸통이 앞으로 이동하는 운동의 후반 단계에서 편심력에 대해 뒤넙다리근이 더 이상 저항하지 못하는 한계 각도를 의미한다14,15. 이 지점이 지나고 난 이후에는 뒤넙다리근이 편심력을 유지하지 못하고 근활성도가 빠르게 감소하기 때문에, 높게 나타난 BPA는 편심 부하 자극을 충분히 거치지 않았음을 의미한다13,16. 따라서 BPA를 낮추어 노르딕 햄스트링 운동을 수행하는 동안 편심력을 유지하면서 몸통을 앞으로 더 많이 가져가는 것이 달리기나 급격한 방향 전환과 같은 스포츠 상황에서 편심성 수축에 대응하기 위해 필요한 뒤넙다리근의 근육-힘줄 길이와 유사한 형태를 만들어 주기 때문에 운동의 효율성을 극대화할 수 있다13.

BPA을 낮추는 데에 영향을 미칠 수 있는 기술 요인으로 이전 연구에서 엉덩 관절 각도의 변형에 대한 연구가 있었지만, 대상자가 엉덩 관절 굽힘을 잘 유지하지 못하여 통제에 어려움이 있었다17. 이후, 최근 BPA를 낮추는 주요 기술로 발목 관절의 굽힘 각도 변형이 제안되고 있다13,18. 장딴지근은 무릎에 부착되어 있는 근육 중 하나로 넙다리네갈래근, 뒤넙다리근과 함께 무릎 근육의 약 98%의 단면적을 구성하여 무릎 관절의 안정성에 기여하고, 장딴지근이 힘-길이 관계에 유리한 위치로 늘어난다면 무릎 관절 모멘트에 영향을 줄 수 있다고 보고되었다19. Vicente-Mampel 등13은 BPA를 낮출 방법으로 발등 굽힘 자세와 발바닥 굽힘 자세에서의 노르딕 햄스트링 운동을 비교하여 뒤넙다리근의 근활성도 및 BPA를 확인하였으나, 운동 중 몸통을 앞으로 이동하는 속도에 대한 통제가 이루어지지 않았고 발목 관절의 굽힘 각도에 대한 통제도 언어적 피드백을 통해서만 제공되었다. 이는 정확한 BPA 지점을 측정하는 데 제한이 있었을 것으로 판단되며, 발목 관절 각도에 의한 장딴지근의 길이 변화가 있음에도 불구하고 장딴지근의 근활성도를 확인하지 않은 것을 제한점으로 언급하였다. 또한 훈련 프로그램으로 많이 사용되고 있는 중립 자세에서 수행한 노르딕 햄스트링 운동과 비교한 연구는 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 노르딕 햄스트링 운동 중 몸통이 앞으로 이동하는 동안의 속도를 메트로놈을 사용하여 정확히 통제하고, 하부 경사 보드를 사용하여 발목 관절의 굽힘 각도가 변경될 수 없도록 임의로 통제하여 발등 굽힘 자세, 중립 자세, 발바닥 굽힘 자세가 뒤넙다리근 및 안쪽 장딴지근의 근활성도와 BPA에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다.

연구 방법

1. 연구 대상

본 연구는 부경대학교 축구 동아리에 가입되어 지속적으로 동아리 활동에 참여 중인 20대 남자 축구 동호인 24명을 대상으로 하였다. 대상자는 본 연구의 목적과 절차 및 방법에 대해 충분히 이해하고 자발적인 서면동의서 작성을 통해 의사를 표명하였고, 지난 6개월 동안 골반, 무릎, 발목 등 하지의 근골격계 관련 부상이 있었거나 지난 2년 동안 뒤넙다리근의 심한 부상을 경험한 자는 제외하였다13. 본 연구 절차는 부경대학교 연구윤리위원회의 승인을 받고 진행하였다(No. 1041386-202405-HR-67-02). 표본 크기는 G*Power 3.1.9.7 프로그램을 사용하여(Heinrich Heine Universitat Dusseldor) 효과 크기 0.5를 사용한 검정력 분석으로 계산하였다. 결과는 95% 검정력과 0.05 유의 수준에서 단측 반복 측정 분산분석(one way repeated measure analysis of variance [ANOVA])을 사용하여 노르딕 햄스트링 운동 중, 발목 관절의 굽힙 각도 변형에 따른 하지의 근활성도 및 한계 각도의 차이를 분석하기 위해 최소 12명의 대상자가 필요하다고 추정하였다. 연구 대상자의 인구통계적 특성은 Table 1과 같다.

Table 1 . Characteristics of participants (n=24)

CharacteristicData
Age (yr)21.68±2.39
Height (cm)175.63±4.76
Weight (kg)71.88±6.29

Values are presented as mean±standard deviation.



2. 연구 절차 및 방법

모든 측정은 동일한 장소에서 진행되었고, 대상자 모두 몸에 붙는 반바지를 입고 신발을 벗은 채로 측정하였다. 그 후, 발목 관절의 각도를 발등 굽힘 자세, 중립 자세, 발바닥 굽힘 자세로 나누었고, 무작위로 발목 관절 각도를 선택하여 한 조건 당 세 번씩 반복 측정하였다. 근활성도 측정은 우세측 다리에서 실시하였으며, 우세측 다리는 축구공을 찰 때 사용하는 다리로 결정하였다20. 표면 근전도검사(electromyography, EMG) 전극을 우세측 다리의 넙다리두갈래근, 반힘줄근, 안쪽 장딴지근에 부착하였고 EMG 데이터를 정규화하기 위해 대상자들은 수동 저항을 사용하여 최대 자발적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 측정하였다. 추가로 운동 수행 동안의 BPA를 함께 측정하기 위해 반사 마커를 넙적다리큰돌기, 가쪽위관절융기 및 가쪽복사에 부착하고 영상 촬영을 진행하여 세 가지 발목 관절 각도 조건에 따른 근활성도 및 BPA을 비교 분석하였다16.

1) 노르딕 햄스트링 운동

실험 전 준비 운동을 위해 동적 뒤넙다리근 스트레칭 운동(인치 웜)을 8회 실시 후 측정하였다16. 노르딕 햄스트링 운동을 수행할 때, 발목을 단단히 고정시킬 수 있는 장비를 사용하였고, 운동 수행 중 대상자들의 발가락 관여를 최소화하기 위해 바닥과 장비 사이에 원판을 배치하여 발가락이 바닥에 닿지 않도록 하였다. 그 후, 대상자들이 노르딕 햄스트링 운동에 익숙해지도록 두 번의 친숙화 세션을 수행한 뒤 실험을 진행하였다. 운동을 수행할 때, 대상자들은 무릎을 90° 굽힌 자세에서 기구를 사용하여 발목을 단단히 고정하고, 상체는 수직으로 곧게 세워 일직선을 유지하도록 지시하여 엉덩 관절의 개입을 최소화하였다16. 손은 팔꿈치 옆으로 최대한 굽혀 몸 앞에 위치하도록 한 뒤, 마지막 단계에서 추락을 완충하기 위해서만 사용할 수 있도록 하였다16,21. 세 가지 발목 관절 각도 변형의 경우, 발등 굽힘과 발바닥 굽힘은 하부 경사 보드를 사용해 각 대상자의 최대 굽힘 범위에서 수동적으로 고정하여 움직이지 못하도록 통제하였다(Fig. 1A, C). 또한 중립 자세는 가쪽복사를 축으로 각도계를 사용하여 발목의 90°를 측정한 후 발 뒤에 바벨을 두어 밀지 않고 발목의 위치를 유지하도록 통제하였다(Fig. 1B). 노르딕 햄스트링 운동을 진행하는 동안, 박자는 초 당 1박자로 설정된 메트로놈을 사용하여 계속해서 앞으로 몸을 3초간 기울이도록 지시하였다22. 휴식은 한 조건 내에서 15초 간격으로 제공하였고 다음 발목 각도 조건으로 넘어가는 사이에는 3분으로 제공하였다21.

Fig. 1. The three preparation positions for measuring muscle activity of the biceps femoris, semitendinosus, and medial gastrocnemius during Nordic hamstring exercise. (A) Dorsiflexion ankle position. (B) Neutral position. (C) Plantarflexion ankle position. Written informed consent was obtained from the subject for the publication of all clinical images.

2) 근활성도 측정

노르딕 햄스트링 운동 동안 양측 하지 간 근육 활성화가 동일했다는 선행 연구에 따라, 우세측 다리의 반힘줄근, 넙다리두갈래근, 안쪽 장딴지근의 근활성도 데이터를 획득하였다11. 측정을 위해 표면 근전도 장비(miniDTS, Noraxon Inc.)를 사용하였고 Noraxon MR3 3.14 Software를 이용하여 자료를 처리하였다. 전극을 부착하기 전, 오류를 최소화하기 위해 일회용 면도기로 부착 부위의 털을 제거하고 알코올 솜을 사용하여 세척한 뒤, 일회용 Ag-AgCl 전극을 사용하여 피부 위 2 cm 간격으로 SENIAM (Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles) 프로젝트와 이전 연구에 따라 근육 섬유와 평행한 위치에 각 근육별로 2개씩 부착하였다. 넙다리두갈래근에 대한 표면 전극은 궁둥뼈결절과 정강뼈의 가쪽위관절융기 사이의 선에서 50%에 부착하였고, 반힘줄근은 궁둥뼈결절과 정강뼈의 안쪽위관절융기 사이의 선에서 50%에 부착하였다. 안쪽 장딴지근의 표면 전극은 근육의 가장 눈에 띄는 돌출부에 부착하였다. 근활성도 수집 구간은 동조기를 사용하여 대상자의 무릎 각도가 90°인 구간을 시작 지점으로 3초 동안의 구간으로 지정하여 데이터를 획득하였고 대역 통과 필터(band pass filter) 20–450 Hz로 노이즈를 필터링(filtering)하였다. 그리고 제곱평균제곱근(root mean square)을 사용하여 정량화하고 표본추출률(sampling rate)은 1,000 ㎐로 데이터를 수집하였다. 또한 수집한 데이터는 각 근육의 MVIC에 대한 백분율(%)을 산출하여 표준화하였다. MVIC는 노르딕 햄스트링 운동을 수행하기 전, 수동 저항 등척성 수축을 수행하여 데이터를 획득하였다. 뒤넙다리근은 대상자가 하지를 뻗은 채 매트에 엎드린 자세를 취하게 한 후, 우세 측 다리를 무릎 굽힘 시켜 발목 바로 위의 다리 후면에 수동적으로 저항을 주었고, 대상자에게 천천히 수축력을 증가시키면서 5초간 최대로 무릎을 굽히도록 지시하였다23. 안쪽 장딴지근은 한 다리로 선 자세에서 발바닥 굽힘을 하여 체중을 최대로 지지한 자세에서 5초간 유지하도록 하였다24.

3) BPA 측정

BPA는 하강하는 체중의 힘에 더 이상 무릎 굽힘 작용을 하는 근육이 견디지 못하는 지점으로, 무릎 폄 각속도가 30°/초를 초과할 때로 정의하고 있다14,15. 무릎 각도 측정을 위해 넙적다리큰돌기, 가쪽위관절융기 및 가쪽복사에 반사 마커를 부착하여 연결되는 선을 통해 무릎 굽힘 각도를 설정하였다16. 각도 분석을 위한 영상은 iPhone 12 mini (Apple inc.)를 사용하여 카메라 속도는 60 fps, 카메라 위치는 대상자의 오른쪽에서 3 m, 높이는 0.9 m로 설정하여 세 가지 조건 운동을 수행하는 동안 모두 영상 촬영하였다15. 녹화된 영상을 컴퓨터에 옮긴 후 동작 분석 소프트웨어 Kinovea version 0.9.5 (Kinovea)를 활용하여 가쪽복사와 가쪽위관절융기를 지나는 수평선을 기준으로, 가쪽위관절융기와 넙적다리큰돌기를 잇는 선 사이의 반시계 방향 각도 90° 지점을 시작지점으로 설정하였다(Fig. 2A). 이후, 시작 지점에서 무릎이 폄 되어지는 동안의 각속도가 30°/초를 초과하는 지점을 BPA로 설정하여 데이터를 수집하였고(Fig. 2B), 각 조건 당 세 개의 데이터 평균을 구하여 분석하였다.

Fig. 2. The method of measuring the break point angle (BPA) when the knee extension angular velocity exceeds 30°/sec. (A) Starting position for BPA measurement based on the horizontal line passing through the lateral malleolus and the lateral epicondyle, the point at a 90° counterclockwise angle between the line connecting the lateral epicondyle and the greater trochanter of the femur. (B) The point where the BPA appear. Written informed consent was obtained from the subject for the publication of all clinical images.

3. 자료 분석

본 연구를 통해 수집된 자료는 IBM SPSS version 29.0 (IBM Corp.) 통계 프로그램을 사용하여 분석하였고, 모든 자료에 대해 Shapiro-Wilk의 정규성 검정을 실시한 결과에 따라 모수 검정 방법을 사용하였다. 발목 각도 변형에 따른 뒤넙다리근과 안쪽 장딴지근의 근활성도 및 BPA의 차이를 확인하기 위해 일원 배치 반복 측정 ANOVA를 실시하였고, 조건 간 유의한 차이가 확인되었을 경우 사후 검증으로 대응별 비교를 실시하였으며 모든 통계적 유의 수준은 α=0.05로 설정하였다.

결 과

1. 세 가지 발목 관절 각도 변형 조건에서 노르딕 햄스트링 운동 중 뒤넙다리근 및 안쪽 장딴지근의 근활성도

세 가지 발목 각도 변형 조건의 운동에서 근활성도의 변화는 넙다리두갈래근(F=0.089, p=0.915), 반힘줄근(F=1.049, p=0.367), 안쪽 장딴지근(F=1.659, p=0.207) 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았고 추가로 상호작용도 보이지 않았다(Table 2).

Table 2 . Muscle activity during Nordic hamstring exercises in three variation conditions (n=24)

VariablePlantarflexionNeutralDorsiflexionF (p)
BF (% MVIC)58.57±15.0058.10±15.3357.70±14.300.089 (0.915)
ST (% MVIC)63.51±14.5762.43±1564.66±16.071.049 (0.367)
MG (% MVIC)39.39±9.1041.68±10.0038.76±12.711.659 (0.207)

Values are presented as mean±standard deviation.

BF: biceps femoris, MVIC: maximal voluntary isometric contraction, ST: semitendinosus, MG: medial gastrocnemius.



2. 세 가지 발목 관절 각도 변형 조건에서 노르딕 햄스트링 운동 중 BPA

BPA는 세 가지 각도 변형 간 통계적 유의미한 차이를 나타냈다(F=13.411, p<0.001). 이에 따른 사후 검정 결과, 발등 굽힘 자세(60.28±6.35°)가 발바닥 굽힘 자세(65.32±6.27°)와 중립 자세(63.82±7.01°)보다 유의하게 낮은 각도를 나타내는 것으로 확인되었다(Table 3).

Table 3 . BPA during Nordic hamstring exercises in three variation conditions (n=24)

VariablePlantarflexionNeutralDorsiflexionF (p)
BPA (°)65.32±6.2763.82±7.0160.28±6.35‡,§16.804 (>0.001)*

Values are presented as mean±standard deviation.

BPA: break point angle.

*p>0.05. Significant difference compared to the dorsiflexion, significant difference compared to the plantarflexion, §significant difference compared to the neutral.


고 찰

본 연구에서는 노르딕 햄스트링 운동 중 발등 굽힘 자세, 중립 자세, 발바닥 굽힘 자세가 뒤넙다리근과 안쪽 장딴지근의 근활성도 및 BPA에 미치는 영향에 차이가 있는지 비교하였다. 연구 결과로는, 뒤넙다리근과 안쪽 장딴지근의 근활성도에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 BPA는 중립 자세와 발바닥 굽힘 자세에 비해 발등 굽힘 자세가 유의하게 감소하는 것이 확인되었다. 이러한 BPA의 감소는 대상자들이 발등 굽힘 자세의 노르딕 햄스트링 운동 동안 몸이 앞으로 이동하는 상황에서 증가하는 편심력에 더 오래 자세를 유지하였다는 것을 의미한다.

노르딕 햄스트링 운동 중 발등 굽힘 자세, 중립자세, 발바닥 굽힘 자세에 따른 뒤넙다리근 및 안쪽 장딴지근의 근활성도에서는 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 발등 굽힘 각도가 뒤넙다리근의 토크나 편심 힘 생성에 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. Llurda-Almuzara 등25이 뒤넙다리근 강화 운동에 따른 넙다리두갈래근의 활성화에 대해 체계적으로 검토한 연구에서 노르딕 햄스트링 운동 시 넙다리두갈래근의 근활성도에 관한 11편의 연구를 분석한 결과, MVIC에 대해 평균 76%의 높은 활성화를 보이고 검토한 연구들 모두 60%보다 높은 평균 활성화를 달성하였다고 보고하였다. 또한 발목 관절의 각도 변형에 따른 뒤넙다리근의 근활성도를 측정한 연구에서는 발등 굽힘 자세와 발바닥 굽힘 자세의 넙다리두갈래근(66.2%–64.0%)과 반힘줄근(77.0%–75.5%) 근활성도를 제시하고 있다13. 앞선 선행 연구들의 결과는 본 연구의 넙다리두갈래근(57.7%–58.57%)과 반힘줄근(62.43%–64.66%)의 근활성도에 비해 다소 높은 수치를 보이지만, 본 연구의 대상자가 엘리트 선수들을 대상으로 진행한 선행 연구와 달리 축구 동호인이라는 점을 고려해야 하며, 이 수치는 레그 컬(48.78%), 데드리프트(42.17%) 등 다른 편심 뒤넙다리근 운동들의 근활성도에 비해 높은 근활성도를 보인다25. 선행 연구에서는 발목 관절의 각도와 운동 수행 동안의 시간에 대한 통제가 정확하게 이루어지지 않았기에 본 연구에서는 하부 경사 보드를 사용하여 수동적으로 발목 관절 각도를 고정하고 메트로놈을 사용하여 운동 수행 동안의 시간을 더 확실하게 통제하고자 하였다. 이전 연구와 동일하게 발목 각도에 따른 뒤넙다리근의 근활성도는 차이가 없었지만, 다른 편심 뒤넙다리근 운동에 비해 노르딕 햄스트링 운동이 뒤넙다리근 강화 운동으로는 제안될 수 있다고 판단된다. 그리고 Vicente-Mampel 등13은 발목 관절의 발바닥 굽힘 자세보다 발등 굽힘 자세에서 더 높게 나타나는 발뒤꿈치의 수축하는 힘이 장딴지근의 힘 생성 능력을 증가시키고 이에 따라 무릎 굽힘 토크에 기여했을 것이라 시사하였으나, 본 연구에서 안쪽 장딴지근의 근활성도는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이는 발뒤꿈치를 수축하는 힘에 안쪽 장딴지근뿐만 아니라 가쪽 장딴지근, 가자미근, 뒤정강근 등 여러 종아리 근육들이 관여할 수 있기 때문에, 안쪽 장딴지근 외에 종아리 근육들의 근활성도를 측정하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.

비록 본 연구에서 근활성도에 대한 차이는 없었지만, BPA는 중립 자세와 발바닥 굽힘 자세에 비해 특히 발등 굽힘 자세에서 유의미하게 감소한 결과를 나타냈다. 뒤넙다리근의 근활성도에서 유의한 차이를 확인하지 못하였기에, 운동 진행 동안 함께 작용하는 몸통 근육의 관여가 있었을 것으로 생각된다. 이전 노르딕 햄스트링 운동 중 몸통의 근활성도를 측정한 연구에서는 몸이 앞으로 기울수록 뒤넙다리근과 함께 내복사근과 척추세움근의 근활성도가 증가한다고 보고하였다26. 노르딕 햄스트링 운동 중 앞으로 기울어지는 몸이 중력에 저항하여 상체를 곧게 세운 자세를 유지하기 위해 척추세움근 등 몸통 근육들이 활성화되고, 배속빗근은 중력에 저항할 때의 힘이 배바깥빗근보다 더 크게 활성화된다고 보고되고 있다26. 따라서, 이전 연구에서 BPA에 대해 확인하지 않았지만, 노르딕 햄스트링 운동 중 BPA 감소에 몸통 근육들의 개입도 있을 것으로 판단되며 이후 연구에서 발목 각도의 변형에 따른 몸통의 근활성도와 함께 BPA를 알아보는 것이 필요하다.

이와 함께 BPA에 영향을 미치는 또 다른 이유 중 하나로 발등 굽힘 자세 동안 앞정강근의 개입이 있었을 것으로 생각된다. 앞정강근은 몸이 앞으로 이동하는 상황에서 균형이 흐트러질 때 발등 굽힘 시 활성화되는 근육으로 몸의 안정성 제공에 기여한다고 보고된다27. 이전 연구에서는 운동 사슬(kinetic chain) 시스템을 통해 움직이지 못하도록 고정한 상태에서 외력이 가해지면 인접한 부분으로 힘이 전달되어 연쇄 반응이 발생한다고 보고하였다28. 따라서 발목이 수동적으로 발등 굽힘된 상황에서 앞으로 이동하는 몸에 대해 발등 굽힘 근육인 앞정강근의 활성화가 일어나 몸통의 안정성 유지에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 이에 따라 노르딕 햄스트링 운동 중 발목 각도 변형에 따른 몸통 및 앞정강근의 근활성도에 대한 추가 예비 실험을 진행하였다. 예비 실험 결과, 발등 굽힘 자세에서 중립 자세와 발바닥 굽힘 자세에 비해 몸통 근육과 앞정강근의 근활성도가 증가하는 경향을 확인하였고, 따라서 발목 각도 변형이 몸통 근육과 앞정강근 및 BPA에 미치는 영향을 알아보기 위한 연구를 향후 계획 중이다. 비록 발목 각도의 변형에 의한 뒤넙다리근의 근활성도에서 유의한 차이가 나타나지 않았지만, BPA는 유의하게 감소하였기 때문에 발등 굽힘 자세에서의 노르딕 햄스트링 운동은 뒤넙다리근의 강화할 수 있는 운동 방법에서 더 나아가 몸통 근육들과 안정성을 높일 수 있는 운동 전략으로 고려해 볼 수 있다.

본 연구의 제한점으로는 첫째, 발목 각도의 변형에 따른 BPA의 차이를 통한 편심 유지력의 변화를 확인하려 하였으나 시작 지점에서 3초까지의 근활성도 평균값으로 확인하는 것은 제한이 있었다. 향후 편심력에 대한 유지가 어느 정도 일어났는지를 알 수 있는 무게중심의 이동 거리 측정 등의 방법을 활용하는 연구를 진행할 필요가 있다. 두 번째로, 발목 관절의 각도 이외에 운동 효과에 영향을 미칠 수 있는 다른 변수들을 고려하지 않았다. 이를 보완하기 위해 대상자들의 이전 운동 경험, 훈련 유형 및 강도에 따른 대상자들의 근력, 근지구력 등 생리적인 특성을 고려하여 더 엄밀히 통제된 상황에서 연구를 진행할 필요가 있다고 생각된다. 마지막으로 노르딕 햄스트링 운동 중 함께 작용할 수 있는 몸통 근육에 대한 근활성도는 측정하지 않았다. 뒤넙다리근과 함께 활성화되어 안정성에 기여할 수 있는 몸통 근육들의 근활성도 측정을 통해 BPA를 감소시켜 편심 유지력을 증가시키는 작용을 하는지 알아보는 연구가 필요하다.

결론으로, 본 연구에서는 노르딕 햄스트링 운동 중 발등 굽힘 자세, 중립 자세, 발바닥 굽힘 자세에 따른 뒤넙다리근과 안쪽 장딴지근의 근활성도 및 BPA에 대해 알아보았다. 연구 결과, 발목 각도에 따른 근활성도는 차이가 없었으나 BPA는 발등 굽힘 자세의 운동이 중립 자세와 발바닥 굽힘 자세에 비해 유의하게 감소하는 것으로 확인되었다. 이는 노르딕 햄스트링 운동 동안의 발목의 발등 굽힘 자세가 몸이 앞으로 이동하는 상황에서 편심력에 더 오랫동안 자세를 유지할 수 있음을 의미한다. 따라서 효과적인 뒤넙다리근 강화 운동으로 발등 굽힘 자세에서의 노르딕 햄스트링 운동을 권장할 수 있다. 다만, 엘리트 선수들을 대상으로 한 연구는 아니었기에 이 결과를 엘리트 선수에게 적용하기에는 한계가 있으며 추후 엘리트 선수들을 대상으로 효과를 알아보는 연구가 필요하다고 생각된다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 축구 동호인들을 대상으로 진행하였기 때문에 생활 스포츠 활동에 참여하는 20대 축구 동호인들에게 더 효율적인 뒤넙다리근 강화 운동 및 훈련 전략을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Author Contributions

Conceptualization, Visualization: DWH, TGK. Data curation, Investigation: DWH, GBK. Formal analysis, Project administration: DWH, IYY, TGK. Funding acquisition, Supervision: TGK. Methodology: DWH, IYY, SYK, TGK. Resources: DWH, GBK, TGK. Validation: SYK, TGK. Writing–original draft: DWH, GBK, TGK. Writing–review & editing: DWH, IYY, SYK.

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