Korean J Sport Sci > Volume 32(3); 2021 > Article
12주 간의 기구 필라테스가 근기능 및 신체조성에 미치는 영향

ABSTRACT

PURPOSE

The aim of this study was to investigate the effects of 12-week instrumental pilates exercise on isokinetic muscle function and body composition of healthy college women.

METHODS

Twenty-four college women (aged 21.6±1.3yrs) were recruited to the study. The participants were divided into two groups, as the instrumental pilates group (IPG, n=12) and the control group (CG, n=12). The springboard pilates exercise was conducted 3 times a week for 40~60 minutes during 12 weeks.

RESULTS

There was significant interaction effects in the right knee and left · right elbow extensor muscles (60°/sec) and left knee flexor and right elbow extensor · flexor muscles (180°/sec)(p<.05, p<.01). There was no significant interaction effects in the muscle mass of the total body, trunk, arms, and legs (NS) and also in the serum growth hormone, insulin-like growth factor-I and 25(OH)Vitamin D (NS). Serum creatine kinase was significantly increased (p<.05). There was also no significant interaction effects in weight, body fat, serum total cholesterol, triglycerides, low & high-density lipoprotein cholesterol (NS).

CONCLUSIONS

These results suggest that although prolonged instrumental pilates exercise of healthy college women might be improving isokinetic muscle function, there is no increasing effect of muscle mass.

국문초록

[목적]

본 연구는 장기간의 기구 필라테스 운동이 근기능과 신체조성에 미치는 영향을 살펴보는데 있다.

[방법]

여대생 24명을 대상으로 기구 필라테스 운동집단(Instrumental Pilates Group; IPG, n=12)과 대조집단(Control Group; CG, n=12)으로 나누어 1일 60분, 주 3회, 12주 간의 스프링보드 기구 필라테스 운동 부하를 실시하였다.

[결과]

우측 무릎 및 좌·우측 팔꿈치 폄근의 등속성 최대 근력(60°/sec)에서 상호작용효과가 나타나(p<.05; p<.01) 유의하게 증가 하였다. 좌측 무릎 폄근 및 우측 팔꿈치 폄근과 굽힘근의 등속성 최대 근지구력(180°/sec)에서 상호작용효과가 나타나(p<.05; p<.01) 유의하게 증가 하였다. 전신 및 몸통, 팔, 다리의 근육량에서는 유의한 상호작용이 없었으며(NS), 혈중 근육 성장인자인 성장호르몬과 인슐린 유사 성장인자-I, 25(OH)Vitamin D에서도 상호작용이 없었다(NS). 혈중 크레아틴 키나아제(CK)는 유의하게 증가하였다(p<.05). 체중 및 체지방량, 체지방률에도 유의한 상호작용이 없었으며, 혈중 총콜레스테롤 및 중성지방, 저밀도 지단백 콜레스테롤, 고밀도 지단백 콜레스테롤에도 상호작용이 없었다(NS).

[결론]

본 연구의 결과는 장기간의 기구 필라테스 운동은 근육량을 개선시키지 못하지만 등속성 근기능을 개선시킬 가능성을 시사한다.

서론

필라테스(Pilates)는 코어의 안정성을 중심으로 전신 근력 운동을 통해 신체 균형을 바로 잡아주는 운동이다(Pilates & Miller, 1945). 오래전부터 장기간의 필라테스 운동은 강한 근수축의 반복 운동을 통하여 정적 및 동적 밸런스 향상(Fitt et al., 1993), 요추 통증 경감(Geweniger, 2002), 신체 유연성(Latey, 2002), 코어 강화(Segal et al., 2004), 척추 기립근의 안정화(Sekendiz et al., 2007), 자세 교정(Herrington & Davies, 2005; Siler, 2000) 등 다양한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 119편의 논문을 대상으로 체계적 문헌고찰 실시한 연구(Wells et. al., 2012)에서도 필라테스는 근력과 코어 안정성, 유연성, 근육 조절, 자세 그리고 호흡에 초점을 맞춘 운동이라 정의하고 있다.
한편, 필라테스는 코어 운동을 중심으로 하는 매트 필라테스와 기구의 저항을 이용하여 전신 근력운동을 할 수 있는 기구 필라테스로 나뉘어진다(Anderson & Spector, 2005). 매트 필라테스는 매트 위에서 써클링(Circle ring), 저항밴드, 스몰볼(Small ball), 쿠션(Cushion) 등의 소도구를 이용한 코어발달 중심의 운동으로 동시에 다수가 운동할 수 있는 장점이 있어 폭 넓게 보급되고 있다. 기구 필라테스는 캐딜락(Cadillac), 스프링보드(Springboard), 리포머(Reformer), 체어(Chair), 래더바렐(Ladder Barrel)등을 이용하므로 매트 필라테스에 비하여 동시 이용 인원에 있어 제한적이지만, 코어강화와 함께 팔과 다리의 근력을 강화시킬 수 있는 운동이다(Oliveira et al., 2015). 기구 필라테스의 경우 각 기구들의 다양한 저항에 대항하여 운동을 실시하므로, 매트 위에서 소도구만을 이용하는 매트 필라테스와 효과면에서 차이가 나타난다. 매트 필라테스의 경우, 여대생을 대상으로 10주 간 주 3회의 실시 후 악력, 배근력, 윗몸 일으키기 등 근력 및 근지구력 지표가 증가했다는 보고(Hwang et al., 2012)와 만 45세~60세의 폐경기 여성 총 21명을 대상으로 8주간 요부안정화 필라테스 운동을 실시한 결과 최대근력과 평균근력을 향상시켰다는 보고(Lee et al., 2017)가 있지만, 매트 필라테스는 전신 근력 운동의 효과에 있어서는 다소 미비하다고 보고(Liemohn et al., 2005; Eyal, 2010)되고 있기도 하다. 또한 여대생을 대상으로 장기간의 기구 필라테스 운동을 실시하여 등속성 근력에 미치는 영향을 평가하고 근육량의 변화를 검토한 연구는 부족한 실정이다.
또한, 장기적인 매트 필라테스는 신체 조성인 체지방과 체지방률에 긍정적인 효과(Hong et al., 2006; Kim et al., 2009)와 긍정적이지 않다는 연구(Lee et al., 2006; Choi & Kim, 2006)가 혼재하고 있다. 최근 8주간의 비대면 홈 필라테스 운동이 출산 후 여성의 체지방량, BMI, 내장지방, 피하지방 두께, 복부 둘레, 엉덩이 둘레 등을 유의하게 감소시킨다는 보고(Hyun & Cho, 2021)와 같이 팬데믹 이후의 체지방 개선을 위한 비대면 운동 방법으로의 가능성도 시사되는 필라테스이지만, 장기간의 기구 필라테스 운동에 따른 신체조성에 미치는 영향을 검토한 연구 또한 부족한 실정이다.신체 조성에 있어서 체지방은 혈중 콜레스테롤 등의 혈중지질 요소들과 높은 관련성이 있으며(Katzmarzyk et al., 2001), 근육량은 성장호르몬 등의 근육 성장인자들의 영향을 받는다(Kraemer et al., 1993).
따라서, 본 연구에서는 장기간의 기구 필라테스 운동이 등속성 근력을 포함한 근기능 및 근육량 등의 신체조성, 혈중 지질대사, 근육 성장인자 등에 미치는 효과를 검토하기 위하여 건강한 여자대학생 24명을 대상으로 1일 60분, 주 3회, 12주 간의 스프링보드 필라테스 운동 부하 실험을 실시하였다.

연구방법

연구대상

본 연구의 대상자는 사전 질문에 의하여 특별한 질환이 없으며, 최근 6개월간 체계적인 운동경험이 없는 24명의 여대생들을 선정하였으며, 무작위로 기구 필라테스 운동그룹(Instrumental Pilates Group; IPG, n=12)과 대조그룹(Control Group; CG, n=12)으로 나누어서 12주 간의 기구 필라테스 전과 후의 근기능 및 신체조성의 변화를 비교하였다. 연구대상자들의 신체적인 특성은 <Table 1>과 같다.

기구 필라테스 운동 부하

필라테스 스프링보드 운동 집단(IPG)에게 12주간, 주3회, 1회 40~60분의 필라테스 스프링보드 운동을 진행하였다. 운동 강도는 개인의 신체적인 특성을 고려하여서 운동 자각도(Rating Of Perceived Exertion; RPE)를 이용하여 1~4주(RPE: 9~12), 5~8주(RPE: 10~14), 9~12주 (RPE: 11~16)동안 점진적으로 강도를 증가 시켰다. 전반적인 필라테스 스프링보드 운동 프로그램 구성은 <Table 2>와 같다. 준비운동과 정리 운동은 정해진 시간 동안 충분히 수행 하였으며, 본 운동은 총 12종목을 실시하였으며, 반복횟수는 각 종목별로 주관적 강도에 따라 4~12회로 점증적으로 증가시켰으며, 세트 수 또한 1세트에서 2세트까지 점증적으로 증가시켜 적용하였다.

측정 항목 및 방법

1. 등속성 근력 측정

등속성기능은 Isokinetic Dynamometer Cybex(Norm system 770, USA)를 이용하여 측정하였다. 측정부위는 무릎관절과 팔꿈치관절로 근력 측정을 위해서 각속도 60°/sec에서는 3회, 총 일량과 근지구력 측정을 위해서 각속도 180°/sec에서는 26회 조건에서 실시하였으며, 각각 굴근 및 신근을 측정하였다. 측정 항목은 체중당 최대근력(peak torque %BW), 근지구력(muscular endurance)을 측정하였다. 근지구력은 처음 시작과 끝에서 나타난 토크(Torque)의 감소 정도를 측정하여 비율(ratio, %)로 나타냈다. 검사 전에 부상방지를 위해 충분한 스트레칭을 하였고, 대상자가 편안한 상태를 유지할 수 있도록 안정을 취하였으며, 측정 시에는 상, 하체의 움직임을 방지하기 위해 고정 밸트를 착용하였다.

2. 근육량 및 혈중 근육 성장인자 측정

근육량은 이중에너지 방사선 측정법(Dual Energy X-ray Absorptiometry; DEXA, Hologic Inc, USA)으로 전신을 측정한 후, 전신을 포함하여 몸통과 팔, 다리의 세부적인 근육량을 평가하였으며, 체지방량 및 체지방률도 산출하였다. 혈중 근육 성장인자로는 혈청 중의 성장호르몬(Growth Hormon; GH) 및 인슐린 유사 성장인자(Insulin like Growth Factor-I; IGF-I), 비타민 D(25(OH)Vitamin D), 크레아틴 키나아제(Creatinine Kinase; CK)를 전문혈액 분석 회사인 S사에 의뢰하여 분석하였다. 이를 위하여 12시간 이상 금식 후 대상자들의 상완주정맥에서 1회용 주사기로 약 4ml의 혈액을 채혈하였다. 채혈한 혈액은 약 3,500rpm에서 10분간 원심 분리하여 혈청을 분리하여 -80℃ 냉동고에 보관하였다.

3. 체지방 및 혈중 지질대사 마커 측정

체지방량 및 체지방률은 근육량과 함께 이중에너지 방사선 측정법(DEXA, Hologic Inc, US)으로 측정하였으며, 혈중 지질대사 마커로 TC, TG와 HDL-C는 동일하게 혈액 분석 회사에 의뢰하여 분석하였고, LDL-C는 다음의 계산식을 이용하여 산출하였다.
LDL-C = TC - [HDL-C - (TG/5)]

통계 처리

측정한 모든 변인들의 값은 Windows SPSS 23.0 statistics package(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분석하였다. 두 집단의 차이 비교를 위하여 평균과 표준편차를 제시하였다. 두 집단의 필라테스 스프링보드 운동 효과 비교를 위하여 이원변량반복분산분석(two-way repeated measure ANOVA)을 실시하였으며 집단, 시기, 집단×시기에 따른(2 by 2) 평균값의 차이를 분석하였다. ANOVA검사 후 유의한 차이가 있는 경우, 사후검사로 시기간은 paired t-test, 집단간에는 independent t-test를 실시하였다. 통계적 유의수준(α)은 α=.05로 설정하였다.

연구결과

등속성 근기능

1. 등속성 최대 근력

12주 기구 필라테스가 무릎과 팔꿈치관절의 굽힘근과 폄근의 등속성 최대 근력(peak torque, 60°/sec)에 미치는 효과를 <Table 3>에 나타냈다. 좌·우측 무릎 및 팔꿈치 굽힘근에서는 통계적으로 유의한 변화를 확인할 수 없었지만, 우측 무릎관절 및 좌·우측 팔꿈치관절 폄근에서 그룹×시기 간에서 유의한 상호작용효과가 나타났으며(p<.05, p<.01), CG에서는 감소하는 경향을 나타낸 반면, IPG에서 각각 약 4.0%, 13.2%, 30.9% 증가하는 것으로 나타났다.

2. 등속성 최대 근지구력

등속성 최대 근지구력(endurance muscle strength, 180°/sec)은 좌측 무릎 폄근 및 우측 팔꿈치폄근과 굽힘근에서 그룹×시기 간에서 유의한 상호작용효과가 나타났으며(p<.05, p<.01), CG에서는 감소하는 경향을 나타낸 반면, IPG에서 각각 약 4.8%, 3.5%, 6.6% 증가하는 것으로 나타났다(Table 4).

근육량 및 근육 성장인자

1. 근육량

제지방량을 포함하여 전신 및 몸통, 팔, 다리의 근육량에서 그룹×시기의 상호작용효과는 나타나지 않았다(Table 5).

2. 혈중 근육대사 지표

성장호르몬(Growth Hormon; GH) 및 인슐린 유사 성장인자(Insulin like Growth Factor-I; IGF-I), 25(OH)Vitamin D 에서는 그룹×시기의 상호작용효과는 나타나지 않았다. 크레아틴 키나제(Creatinine Kinase; CK)에서는 그룹×시기 간에서 유의한 상호작용효과가 나타났다(p<.05, p<.01)(Table 5).

체지방 및 지질대사

1. 체지방

체중을 포함하여 체지방량 및 체지방률에서는 그룹×시기의 상호작용효과는 나타나지 않았다(Table 6).

2. 혈중 지질대사 지표

총콜레스테롤(Total Cholesterol, T-C) 및 중성지방(Triglyceride, TG), 저밀도 지단백 콜레스테롤(Low Density Lipoprotein Cholesterol, LDL-C), 고밀도 지단백 콜레스테롤(High Density Lipoprotein Cholesterol, HDL-C)에서 그룹×시기의 상호작용효과는 나타나지 않았다(Table 6).

논의

본 연구에서는 장기간의 기구 필라테스 운동이 근기능과 신체조성에 미치는 효과를 검토하기 위하여, 건강한 여자대학생 24명을 두 집단으로 나누어 기구 필라테스 집단(IPG)에게 1일 60분, 주 3회, 12주 간의 필라테스 스프링보드 운동 부하 실험을 실시하여 대조집단(CG)과 비교하였다.
그 결과 기구 필라테스 집단의 우측 무릎관절 및 좌·우측 팔꿈치관절폄근의 등속성 최대 근력(60°/sec)에서 유의하게 증가 하였으며, 좌측 무릎 폄근 및 우측 팔꿈치폄근과 굽힘근의 등속성 최대 근지구력(180°/sec)에서도 유의하게 증가 하는 것이 밝혀졌다. 필라테스는 반복적인 동작과 호흡 조절을 통해 요부의 안정성에 기여하는 근육들을 활성화시켜 근력 향상에 효과적(Phrompaet et al., 2011)이라 알려져 있다. 실제 18세~30세 건강한 여성 11명을 대상으로 3가지의 전통적인 매트 필라테스 동작시의 근활성도를 검토한 결과 15%~61%MVIC의 근활성도를 나타낸다고 보고되고 있다(Menacho et al., 2010). 또한 여대생을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 50분, 주 2회, 12주 간 실시한 연구에서는 근력이 증가했다고 보고하고 있으며(Yoon et al., 2007), 여대생을 대상으로 필라테스와 댄스스포츠를 1일 80분, 주 2회, 14주 간 실시한 연구에서도 배근력이 증가했다고 보고되고 있다(Park & Lee, 2009). 그러나 여대생들을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 80분, 주 2회, 12주 간 실시한 연구에서는 근력에는 영향을 미치지 못했다는 보고도 있다(Park et al., 2011). 이들 연구에서는 코어 발달을 중심으로 하는 운동으로 매트 필라테스를 실시하고 있어, 스프링과 같은 저항을 이용하는 기구 필라테스에 비교하여 근력 발달에는 제한적이라 할 수 있으며(Anderson & Spector, 2005), 근력 측정으로도 악력, 배근력등을 측정하고 있어 근력 변화를 검토하기에는 제한점이 있었다.
본 연구에서는 근력 변화를 판단하기 위하여 등속성 장비로 팔꿉과 무릎 관절의 굽힘과 폄근의 최대 등속성 근력과 근지구력을 평가하였다. 등속성 운동은 관절 가동 범위에 있어 일정한 속도로 근 수축이 발생되도록 하는 운동으로(Knapik et al., 1983), 부하는 일정하게 작용하는 반면 움직이는 근육이 발휘하는 장력은 관절의 가동범위 각도에 따라서 다르기 때문에 측정에 있어서 신뢰도와 타당도가 높다고 보고되었다(Hislop & Perrine, 1967). 이처럼 등속성 장비를 이용하여 근력을 측정한 연구에서는 필라테스 운동의 근력향상에 있어서의 긍정적 효과가 보고되고 있다. 여대생을 대상으로 탄력밴드를 이용한 필라테스를 1일 50분, 주 3회, 12주 간 실시한 연구에서도 등속성 하지 근력의 증가를 보고하고 있다(Hwang et al., 2016). 탄력밴드는 저항성운동이 가능한 소도구로 본 연구에서 채택한 스프링보드와 유사하다고 할 수 있다. 실제로 캐딜락, 리포머, 체어와 바렐 등의 다양한 기구 필라테스를 복합적으로 적용한 실험에서도 무릎 관절 등속성 근력에서 기구 필라테스 운동그룹이 대조그룹에 비하여 굽힘근 뿐만 아니라 폄근에서도 유의하게 증가하는 것이 보고되고 있다(Oliveira et al., 2016; Oliveira et al., 2017). 이처럼 본 연구에서 실시한 스프링보드 기구 필라테스는 매트 필라테스와 대조적으로 스프링의 부하를 이용하여 무릎과 팔꿈치 관절에 다양한 운동을 실시하였고, 저항부하가 작용하여 등속성 근력발달에 효과적이었다고 판단된다.
한편 이러한 근력 발달에 근육량의 영향을 검토하기 위하여 비교적 정교하다고 알려진 DEXA를 이용하여 전신 및 몸통, 팔, 다리의 근육량을 측정하였다. 그 결과 두 집단 간의 유의한 차이는 나타나지 않았다. Hwang 등(2012)의 여대생을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 50분, 주 3회, 10주 간 실시한 연구에서도 근육량에는 유의미한 차이가 없었다고 보고하고 있어 본 연구의 결과를 뒷받침 해준다. 따라서 등속성 근력 및 근지구력의 향상은 근육의 양적 향상 보다는 근기능적 향상에 의한 것으로 추측되어진다. 이를 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.
또한 혈중 근육 성장인자인 성장호르몬과 인슐린 유사 성장인자-I, 25(OH)Vitamin D에서도 유의한 차이는 발견하지 못했다. 그러나 크레아틴 키나아제(CK)에서는 유의하게 증가하는 것으로 밝혀졌다. 이는 여대생을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 70~80분, 주 3회, 8주 간 실시한 연구(Kim et al., 2014a)에서 CK가 유의하게 증가하여 근육 대사에 영향을 미쳤다는 결과와 유사하다. CK는 근 세포에서 일어나는 대사작용을 간접적으로 알 수 있는 지표로, 신체 운동에 의해 활성이 증가함으로써 신체 및 근 손상 정도를 나타내는 지표이다(Yoon, 1998). 고령자를 대상으로 실시한 일회성 매트 필라테스 운동 후에도 약 1.4배 정도 CK가 증가하는 것으로 밝혀져 있다(Kim et al., 2014b). 본 연구의 기구 필라테스 운동이 근육 대사에 영향을 주고 있었음을 반추할 수 있는 결과라고 판단된다. 또한, 비타민 D에서는 유의한 상호작용을 나타내지는 못했지만 증가하는 경향을 나타냈다(p=.051). 추후 기구 필라테스와 비타민 D의 관련성에 대해서도 연구가 필요하다고 판단된다.
한편 본 연구 결과 체중을 포함하여 체지방량 및 체지방률에서 상호작용효과는 나타나지 않았으며, 혈중 지질대사 지표인 총콜레스테롤 및 중성지방, 저밀도 지단백 콜레스테롤, 고밀도 지단백 콜레스테롤에서도 상호작용효과는 나타나지 않았다. 최근 중년여성 20명을 대상으로 1일 50분, 주 3회, 8주 간 캐딜락, 리포머, 체어와 바렐 등의 기구 필라테스를 실시한 연구에서도 본 연구와 유사하게 체중과 체지방률에 미치는 효과는 없었다고 보고하고 있다(An & Seo, 2021). 그러나, 중년 여성을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 50분, 주 3회, 8주 간 실시한 연구에서도 체지방률의 감소효과를 보고하고 있으며(Hyun et al., 2018), 비만 여성을 대상으로 매트 필라테스 운동을 1일 50~60분, 주 3회, 12주 간 실시한 연구에서도 굴루코스, 인슐린, HOMA 지수와 함께 체지방률의 감소효과가 보고되고 있다(Kim et al., 2017). 또한, 필라테스 참여가 여성의 신체조성과 대사질환관련 혈액지표에 미치는 효과를 분석하기 위해 국내에 발표된 38편의 논문을 메타분석한 연구에서도 체지방률이 통계적으로 유의하게 감소되었다고 보고(Oh, 2019)하고 있는 것처럼 필라테스는 체지방 개선 효과가 있을 것으로 추측된다. 또한 장기간의 매트 필라테스를 비만의 중년여성(Kim, 2017; Hashemi et al., 2015), 고령 여성(Kim et al., 2011), 고혈압 노인 여성에게 적용한 결과 혈중지질(총콜레스테롤, 중성지방, 저밀도 지단백 콜레스테롤, 고밀도 지단백 콜레스테롤)의 개선에 긍정적인 영향을 나타냈다고 보고되고 있다. 즉, 장기간의 매트 필라테스의 경우 체지방과 함께 지질대사 개선에 효과가 있는 것과 대조적으로 기구 필라테스의 경우 근력 위주의 운동효과로 인하여 근 기능은 개선되나 체지방 및 지질대사 개선 효과는 미비할 가능성이 있다. 따라서 체지방 개선을 목표로 하여 기구 필라테스를 적용할 경우 체지방을 연소시킬 수 있는 유산소 운동을 포함 하는 등 보완이 필요할 것으로 판단된다.
국내 필라테스 관련 연구 313편의 연구과제 및 연구동향을 분석한 연구에 의하면 운동생리학 분야(199편, 49.4%)와 스포츠심리학 분야(185편, 45.9%)이었으며, 연구주제는 신체조성(49편, 12.1%), 건강관련체력(38편, 9.5%), 내분비계 35(8.7%)순이었다고 한다(Choi & Lee, 2017). 어쩌면 양적으로는 부족하지 않다고 말할 수 있으나, 아직 질적으로 충분하다고까지 말할 수 없다. 필라테스 연구의 질적 향상을 위하여 운동 강도 및 운동 시간, 빈도 등을 표준화하고, 필라테스 형태별로 비교하는 등의 노력이 필요할 것이다.
또한, 2019체육백서(MCST, 2021)에 의하면 체육활동 참여 종목 순위에 요가, 필라테스, 태보가 매년 증가하여 2019년에는 5위에 올랐다고 하는 것처럼 필라테스는 국민체육활동의 하나로 인정받고 있다. 그러나 필라테스가 건강에 미치는 효과에 대한 과학적 근거는 아직 미약한 실정이다. 본 연구가 장기간의 기구 필라테스운동은 근육량에 독립하여 근기능을 발달시킬 수 있다는 하나의 근거가 될 수 있다고 생각된다. 한편 기구 필라테스 운동 효과를 명백히 하기 위해서 매트 필라테스 집단과 직접 비교할 필요성이 있다. 이를 위한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

결론 및 제언

본 연구에서는 여대생 24명을 대상으로 1일 60분, 주 3회, 12주 간의 스프링보드 기구 필라테스 운동 부하 실험을 실시하여 장기간의 기구 필라테스 운동이 근기능과 신체조성에 미치는 효과를 검토하였다. 그 결과 우측 무릎관절 및 좌·우측 팔꿈치관절 폄근의 등속성 최대 근력(60°/sec)과 좌측 무릎 폄근 및 우측 팔꿈치폄근과 굽힘근의 등속성 최대 근지구력(180°/sec)이 유의하게 증가 하는 것이 밝혀졌다. 그러나 전신 및 몸통, 팔, 다리의 근육량에서는 유의한 차이는 나타나지 않았으며, 혈중 근육 성장인자인 성장호르몬과 인슐린 유사 성장인자-I, 25(OH) Vitamin D에서도 유의한 차이 없었다. 혈중 크레아틴 키나제(CK)는 유의하게 증가하였다. 체중을 포함하여 체지방량 및 체지방률에도 영향을 미치지 못하였으며, 혈중 총콜레스테롤 및 중성지방, 저밀도 지단백 콜레스테롤, 고밀도 지단백 콜레스테롤에도 영향을 미치지 못했다. 이들 결과로부터 장기간의 기구 필라테스 운동은 근육량을 개선시키지 못하지만 근기능을 개선시킬 가능성이 시사됐다.

Table 1.
The characteristics of subjects
Variables CG(n=12) IPG(n=12) p
Age(yrs) 22.75±1.42 22.50±1.24 .651
Height(cm) 161.28±5.05 159.18±4.17 .281
Weight(kg) 54.33±4.01 54.68±4.50 .846
BMI(kg/m2) 20.92±1.69 21.54±1.16 .301

Values are mean±SD. BMI, body mass index; CG; control group, IPG; instrumental pilates group.

Table 2.
Instrumental pilates exercise program
Program Duration(Weeks)
1~4
5~8
9~12
RPE Rep. Set RPE Rep. Set RPE Rep. Set
Warm up (5min) Self massage 9 10~12 2 9 10~12 2 9 10~12 2
Breathing 9 10~12 2 9 10~12 2 9 10~12 2
Spine articulation 9~10 6~8 2 10~11 8~10 2 10~12 10 2
Instrumental Pilates Exercise (30~50min) Roll down 9~10 6 1 10~11 6~8 2 10~12 8~10 2
Side sit ups 9~10 6 1 11~12 6~8 1 11~13 8~10 2
Kneeling 9~11 8 1 10~11 12 1~2 11~14 8~10 2
Knee pulls 9~11 5 1 10~11 8 1~2 11~14 8 2
Lying leg spring 9~10 5 1 10~11 6~8 1~2 11~14 10 2
Lying arm series 9~12 1 1 10~11 2 1~2 11~14 1 2
Abdominal 9~11 5 1 10~11 6 1~2 11~14 8 2
Swan 9~11 6 1 10~12 6~8 1~2 11~14 8~10 2
Teaser 9~10 3 1 10~11 6~8 1~2 11~14 8~10 2
Kneeling arm series 9~10 8 1 10~11 8 1 11~14 8 1
Standing arm series 9~12 5 1 10~13 6~8 1~2 11~14 8~10 2
Plyometric 9~10 8 1 10~12 10 2 12~16 10 2
Cool down (5min) Stretch 9~12 10~15 2 9~12 10~15 2 9~13 10~15 2
Massage 6 1 1 6 1 1 6 1 2

40~60 min/day, 3 times/week, during 12 weeks

RPE, rating of perceived exertion; Rep., repeat.

Table 3.
Effects of 12-week instrumental pilates on isokinetic muscle strength of knee & elbow peak torque(60°/sec)
Variables Group Before After Source F p
Knee Right Ex (%BW) CG 213.08±35.15 203.25±26.68 group .005 .443
time .129 .809
IPG 196.58±23.13 204.50±26.49 g×t 6.379 .023
Fl (%BW) CG 101.17±23.66 99.58±19.35 group .597 .456
time .010 .920
IPG 93.58±19.83 95.83±19.74 g×t .559 .470
Left Ex (%BW) CG 202.67±37.55 196.58±25.82 group .195 .667
time .024 .880
IPG 191.17±23.21 198.67±23.92 g×t 4.198 .065
Fl (%BW) CG 95.25±22.10 96.08±20.09 group .121 .735
time 3.541 .087
IPG 89.42±17.89 96.08±23.69 g×t 1.628 .228
Elbow Right Ex (%BW) CG 36.00±9.40 33.25±7.06 group .005 .944
time .129 .726
IPG 32.25±7.25 36.50±11.64 g×t 6.379 .028
Fl (%BW) CG 30.75±8.40 31.25±7.06 group .001 .972
time 1.247 .288
IPG 29.75±6.06 32.00±8.80 g×t .420 .530
Left Ex (%BW) CG 32.50±6.63 29.75±6.20 group .562 .469
time 7.301 .021
IPG 27.75±6.02 36.33±10.59** g×t 13.569 .004
Fl (%BW) CG 31.75±4.52 30.25±6.33 group .038 .849
time .050 .828
IPG 29.50±6.11 31.50±9.00 g×t 2.736 .126

Values are mean±SD; Ex, extensor; Fl, flexor; CG, control group; IPG, instrumental pilates group; F-values from two way repeated ANOVA;

** : p<.01 vs before by paired t-test(post-hoc test).

Table 4.
Effects of 12-week instrumental pilates on isokinetic muscle strength of knee & elbow endurance strength(180°/sec)
Variables Group Before After Source F p
Knee Right Ex-En ratio(%) CG 72.58±3.23 73.42±3.03 group 1.194 .298
time 1.597 .232
IPG 72.83±3.90 75.00±3.67 g×t .633 .443
Fl-En ratio(%) CG 77.17±10.16 70.83±9.39 group .898 .364
time 3.594 .085
IPG 70.92±9.38 71.50±8.85 g×t 3.507 .088
Left Ex-En ratio(%) CG 73.50±5.49 73.42±3.55 group .699 .421
time 2.709 .128
IPG 73.17±4.04 76.67±5.84** g×t 6.256 .029
Fl-En ratio(%) CG 75.42±8.96 71.00±8.61 group .121 .735
time .452 .515
IPG 71.00±7.76 73.17±10.63 g×t 3.159 .103
Elbow Right Ex-En ratio(%) CG 85.50±12.70 75.17±11.90* group .002 .963
time 1.643 .226
IPG 79.17±11.81 81.92±13.55 g×t 6.199 .030
Fl-En ratio(%) CG 85.42±13.56 78.67±13.08 group .263 .618
time .055 .819
IPG 81.42±12.35 86.75±7.15 g×t 12.589 .005
Left Ex-En ratio(%) CG 75.33±10.82 74.33±14.85 group 1.315 .276
time 2.585 .136
IPG 74.75±14.51 85.58±14.20 g×t 2.982 .112
Fl-En ratio(%) CG 82.67±12.05 79.83±8.65 group .318 .584
time .001 .974
IPG 81.67±7.78 84.67±6.07 g×t 1.517 .244

Values are mean±SD; Ex, extensor; Fl, flexor; En, endurance strength; CG, control group; IPG, instrumental pilates group; F-values from two way repeated ANOVA;

* : p<.05,

** : p<.01 vs before by paired t-test(post-hoc test).

Table 5.
Effects of 12-week instrumental pilates on body muscle mass by DEXA and serum muscle growth factors
Variables Group Before After Source F p
Lean body mass (kg) CG 36.68±2.34 36.10±2.48 group .699 .421
time .208 .658
IPG 35.31±2.65 35.73±2.76 g×t 1.435 .256
Body muscle mass (kg) CG 35.06±2.43 34.83±2.63 group .840 .379
time 5.978 .033
IPG 33.73±2.70 33.44±2.42 g×t .567 .467
Trunk muscle mass (kg) CG 16.86±1.45 16.65±1.63 group 1.791 .208
time 1.641 .227
IPG 16.07±1.67 15.94±1.41 g×t .085 .776
Arms muscle mass (kg) CG 3.20±0.27 3.18±0.32 group .216 .651
time .037 .851
IPG 3.12±0.36 3.15±0.37 g×t 1.395 .262
Legs muscle mass (kg) CG 11.70±0.89 11.70±0.75 group 5.173 .044
time 1.373 .266
IPG 11.29±0.73 11.10±0.83 g×t 1.610 .231
GH (ng/mL) CG 4.84±2.70 3.10±3.47 group .802 .390
time .086 .775
IPG 3.27±3.25 4.55±2.36 g×t 2.237 .163
IGF-I (ng/mL) CG 290.58±89.42 298.25±84.11 group .019 .894
time .549 .474
IPG 280.92±90.50 298.42±91.35 g×t .078 .786
25(OH)Vitamin D (ng/mL) CG 10.52±2.38 12.97±2.82 group 11.267 .006
time 25.090 .000
IPG 12.77±2.40 17.34±2.65 g×t 4.878 .051
CK (U/L) CG 117.58±96.33 65.42±24.80 group .014 .909
time .936 .354
IPG 74.42±28.16 104.42±41.10* g×t 5.807 .035

Values are mean±SD; DEXA, dual energy x-ray absorptiometry; CG, control group; IPG; instrumental pilates group; HGH, human growth hormone; IGF-I, insulin-like growth factor-I; CK, creatinine kinase.

* : p<.05 vs before by paired t-test(post-hoc test).

Table 6.
Effects of 12-week instrumental pilates on body weight, fat and blood lipids profiles
Variables Group Before After Source F p
Weight (kg) CG 54.33±4.01 54.44±4.71 group .011 .918
time 1.011 .336
IPG 54.68±4.50 53.72±4.38 g×t 3.241 .099
Body fat mass (kg) CG 16.72±4.66 17.09±4.50 group .608 .452
time .051 .826
IPG 18.71±4.30 18.12±3.98 g×t 1.725 .216
Body fat (%) CG 30.93±6.70 31.83±6.16 group .920 .358
time .088 .773
IPG 33.58±5.44 34.27±5.78 g×t 2.359 .153
T-C (mg/dl) CG 186.25±30.63 180.33±39.16 group .090 .770
time .010 .921
IPG 184.9237.34 189.67±35.56 g×t .756 .403
TG (mg/dl) CG 76.58±38.34 72.83±31.94 group 1.628 .228
time 1.384 .264
IPG 77.58±32.19 93.33±47.54 g×t 2.397 .150
LDL-C (mg/dl) CG 96.52±20.29 97.43±30.92 group .428 .526
time .309 .589
IPG 98.73±32.56 104.42±26.48 g×t .182 .678
HDL-C (mg/dl) CG 74.42±13.09 68.33±17.12 group .139 .717
time 3.472 .089
IPG 70.67±17.41 66.58±16.85 g×t .143 .713

Values are mean±SD; CG, control group; IPG, instrumental pilates group; T-C, total cholesterol; TG, triglyceride; LDL-C, low density lipoprotein cholesterol; HDL-C, high density lipoprotein cholesterol.

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