운동과 고온환경 (Exercise & Environmental Heat Considerations)

 

 

글/이동준(명지대학교 교수)

        고온환경(Environmental heat consideration)에서의 스포츠 활동이나 운동경기는 지구성 경기선수들에게 가장 과도한 신체적 스트레스 중 하나이다. 고온다습한 환경조건에서 지구성 경기종목의 시합이 급증하고, 코치나 대회운영측, 선수트레이너(Athletic trainer: AT), 선수, 팀닥터로서는, 이와 같은 환경에서 경기를 하는 것에 대한 어려움을 인식하고, 그 도전이 선수에게 어떻게 영향을 끼치는가에 대해서 이해하는 것이 필수적이다. 그 중에는 이러한 고온 환경하에서 행하여지는 경기나 연습에 있어서 열중증(heat disorder) 예방도 관련한다.

  운동개시부터 근에 의한 열생산(heat production)은 그 신체활동의 강도가 높아짐에 따라 증가하고, 일시적으로는 근에서의 방열률(radiative heat rate)을 상위한다. 운동 중에 열은 근육에서 발열(제거)되지만, 이것은 주로 혈류나 신체 심부에의 대류성 이동에 의한 것이다. 심부온의 상승과 함께 온열중추로부터의 신호에 따른 반사가 신체의 심부에서 피부까지 열 이동을 촉진하는 계기가 된다. 열은 대류(convection), 복사(radiation), 증발(evaporation)에 의해 피부에서 바깥 공기 중으로 발산된다. 운동 중에 방출되는 열은 주로 피부표면에서 땀에 의한 증발에 의한 것이다. 피부에서 외기(공기중)에의 방열률은 피부와 외기의 온도, 그리고 수증기압의 차가 크면 클수록 피부에서 외기중의 땀에 의한 증발도 높아진다.

  이와 같은 방열의 효율은 신체적 그리고 환경적 요인에 의존한다. 우선 환경적인 요인으로서는 높은 습도수준(또는 높은 수증기압)을 들 수 있고, 이것은 발한에 의한 증산율(perspiration rate), 그리고 피부로 부터의 방산율(heat dissipation)을 저하시킨다. 이것은 신체에 열을 담아두어 심부온(core temperature)의 상승을 초래한다. 신체적 요인은 활동하고 있는 세포와 피부의 혈액량, 혈류량으로 집약되어 진다. 적절한 기온하에서의 가벼운 운동에 있어서는, 신체는 피부 및 활동하고 있는 근세포에 충분히 혈액을 공급할 수 있다. 그러나 외부기온 및 습도가 상승과 함께 발한율도 증가하고 곧 신체 전체의 이용 가능한 혈액량의 감소가 일어난다. 그 후 피부와 근세포와의 혈류획득의 경쟁과 관련되고, 그 결과 신체의 방열능력은 저하하고, 심부온의 상승을 야기한다. 

 

 

 

 

 고온환경에서 장시간 운동 중에 일어나는 심각한 심부온의 상승에 따라 주로 걱정되는 것은 열중증(heat disorder)으로의 진전일 것이다. 그 중 가장 대표적인 것이 열피로(heat fatigue)이다. 다시 말해 증가하는 작업부하에 대한 심장혈관계의 부적응, 심부온 상승, 그리고 탈수증상의 진행 등의 징후를 가리킨다. 그 증상으로는 두통, 허약, 어지러움, 근경련, 구토, 과호흡, 신경-근계의 협응부전, 흥분, 판단력저하, 실신 등이 나타난다. 대개 이러한 갑작스럽게 발생하는 증상들이다. 적절한 대처법은 수분공급과 신체 전체를 시원(차게)하게 하는 것이다.

  열중증(heat disorder)에 있어서 다음 단계, 즉 가장 심각하다고 알려진 것이 열사병(heat stroke)이다. 이와 같은 상황은 신체조직에 악영향을 줄 정도로 심부온(약41℃)이 상승한 경우 발생한다. 열사병과 관련된 징후와 증상은 혼수상태, 홍조, 피부온의 상승, 얕은 호흡, 빠르고 강한 맥박 등이다. 대처법은 신속하게 신체를 시원하게(차게) 하는 것이 불가결하다. 차가운 물에 들어가게 한다거나 젖은 수건, 물스프레이, 부채 등을 사용, 아이스팩으로 목뒤나 상완부, 다리의 허벅지 윗부분을 시원하게(차게) 하는 것이다.

 

수분의 준비 및 공급은 선수가 고온환경하에서 운동으로 견디기 위해 없어서는 안 되는 것 중에 하나이다.

 

 

● 수분섭취 가이드 라인
고온하에서 운동 24시간 전에 충분한 수분섭취와 함께 균형 잡힌 영양식을 섭취하고, 운동2시간 전에는 약510㎖ (17온스)의 수분을 마시고, 운동 중에는 약150~240㎖ (5~8온스)의 차가운 수분을 마시는 것을 권장하고 있다. 운동의 지속시간이 1시간을 넘는다면, 준비할 음료는 4~8%의 당질과, 0.5~0.7g/ℓ 의 나트륨을 그 수분에 포함시키도록 한다.

● 열중증 예방의 가이드라인
지식: 고온다습한 환경하에서 열은 쉽게 발산하지 않는다는 것을 인식하고 있는 것이다. 따라서 운동강도는 적절한 부하로 실시해야한다.
의류: 과도한 의류의 착용은 신체에 방열률을 저하시킨다. 최적의 땀 증산과 방열을 하기위해 밝은 색의 의류를 필요 최소한 착용하는 것이 중요하다.
수분보급: 과도한 발한이 계속되면 탈수를 일으켜 발한능력을 저하시켜, 그리고 심부온의 과도한 상승으로 연결된다. 따라서 운동 전, 중, 후에 있어서 수분을 적절히 섭취하는 것이 중요하다.
체력: 트레이닝의 전반, 또는 고온환경에서의 트레이닝의 실시에 의해 순응이 일어나고, 혈액량을 증가시켜 발한반응을 개선한다. 따라서 운동 중에 있어서 체온상승에 대한 보다 효율적인 열발산이 가능하다.

 

※ 열중증 예방을 위한 운동환경 가이드라인 (스포츠 트레이너 매뉴얼, 1996)

수준	WBGT	습구온도	건구온도	대책	비고
거의안전	21℃ 이하	18℃ 이하	24℃ 이하	적정 수분보급	이 레벨에서도 시민마라톤에서는 열중증의 위험 있음
주의	21~25℃	18~21℃	24~28℃	적극적 수분보급	이 레벨부터 사망사고의 가능성이 있음, 열중증의 징후의 주의.
경계	25~28℃	21~24℃	28~31℃	적극적 휴식, 수분보급	격한 운동에서는 30분 간격정도로 휴식을 취함.
엄중경계	28~31℃	24~27℃	31~35℃	격한 운동중지	체력이 약한 사람, 더위를 타는 사람은 운동중지, 시민마라톤은 중지.
운동중지	31℃ 이상	27℃ 이상	35℃ 이상	운동은 원칙적 중지

WBGT(Wet-bulb Globe Temperature:습구흑구온도)

 

※ 열중증의 분류(일본체육협회, 1994)

형태	병태	증상
열실신 (heat syncope)	피부혈관의 확장에 의해 일어나는 순환부전	빈맥, 혈압저하, 안면창백, 발한, 일과성 의식소실
열피로 (heat fatigue)	대량 발한에 대한 수분이나 염분의 보급이 쫓아가지 못하기 때문에 일어나는 탈수 또는 염분 결핍	빈맥, 혈압은 처음에 경도상승 이윽고 저하 발한대량, 탈력감, 권태감, 어지러움, 두통, 구토.
열경련 (heat cramps)	대량발한에 대한 수분만을 보급한 결과 일어나는 저장성탈수	통증이 있는 일과성 경련
열사병 (heat stroke)	체온조절 기구가 불안한 상태가 되고 고체온이 된 결과의 세포장애	이상체온의 상승, 의식장애, 쇼크상태

 

번역:

NSCA JAPAN JOURNAL 2001, 지구성운동과 고온환경, Vo18(7)33, [원저널 NSCA JOURNAL 2001, Vol23(3), 33-34].
Mutoh, Y., Murai, S., Shikakura J. 1996, 스포츠 트레이너 매뉴얼[표 인용], 남강당(일본), pp363-365.

 

 

 

 

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