Original Article 운동과학, 2015년, 제24권 제4호. Exercise Science, 2015, Vol.24, No.4. http://dx.doi.org/10.15857/ksep.2015.24.4.383 pissn 1226-1726 eissn 2384-0544 8주간의 필라테스 운동은 부위 특이적으로 요추 및 하지 부위의 골밀도를 향상 시킨다 김창선 1), 김지연 2), 김효진 3)* 1) 동덕여자대학교 체육학과 Chang-Sun Kim, Ji-Yeon Kim, Hyo-Jin Kim (2015). 8 Weeks Pilates Exercise Site-specifically Improves Legs and Lumbar Vertebral BMD in Women University Students. Exercise Science, 24(4): 383-390. PURPOSE: Pilates exercise has been shown to improve core stability, strength, flexibility, muscle coordination and posture, but its effects on BMD and bone metabolism were unknown. The purpose of this study was to examine the effects of 8 weeks of Pilates exercise on BMD and bone metabolism in female university students. METHODS: Eighteen subjects, aged 21.65±2.45 yrs, were randomly assigned into two groups: Pilates exercise group (Pilates, n=9) and non-exercise control group (Control, n=9). The subjects in the Pilates group participated in the mat Pilates exercise program for 60 minutes a day, 3 days per week for 8 weeks. Total body and lumbar vertebral BMD were measured by dual energy X-ray apsorptionmetry (DEXA) before and after experience period. The blood samples were also collected before and after exercise, then the following variables were examined as bone metabolic markers in serum: osteocalcin (OC), c-terminal telopeptide of type 1 collagen (CTx), insulin-like growth factor type 1 (IGF-1) and growth hormone (GH). RESULTS: Although total body BMD in the Pilates group was not shown to be significantly different before and after period, legs BMD and lumbar vertebral BMD (L2-L4) significantly improved approximately 0.9% and 1.6%, respectively in the Pilates group (p<.05). L1 BMD (p<.05), L2 BMD (p<.05), L3 BMD (p<.05), L1-2 BMD (p<.01), L1-3 BMD (p<.001), L1-4 BMD (p<.01) and L2-3 BMD (p<.001) also significantly increased after period in Pilates group. However, serum OC, CTx, IGF-1 and GH did not show significant differences between pre-and post-periods in all groups CONCLUSIONS: These results suggest that prolonged mat Pilates exercise site-specifically improves legs and lumbar vertebral BMD, but it did not affect total body BMD. These site-specific improvement of BMD was independent of GH and IGF-1. Key words: pilates exercise, women university students, lumbar vertebral BMD, osteocalcin (OC), c-terminal telopeptide of type 1 collagen (CTx) 주요어: 필라테스 운동, 여대생, 요추 골밀도, osteocalcin (OC), c-terminal telopeptide of type 1 collagen (CTx) Ⅰ. 서론 뼈는 매우 활성적인 조직으로, 체내의 대사적 변화뿐만 아니 라 외부의 기계적인 자극에도 민감하게 반응하여 골밀도 및 골 대사의 변화가 발생한다. 골대사의 변화는 유전인자 [38] 이외에 도, 영양 [24] 등의 환경인자가 큰 영향을 미치고 있으며, 그중에 서도 운동은 골량의 증가와 유지에 있어서 가장 중요한 역할을 하고 있으며 [6], 습관적인 적당한 운동은 골량을 유지 또는 증가 시키는 것으로 알려져 있고 [4], 골다공증성 골절을 예방하는 것 이 밝혀져 있다 [2]. 한편, 필라테스는 1920년대에 Joseph Hubertus Pilates(1967)에 의해 고안된 것으로, 요가, 선, 고대 그리스나 로마의 양생법 등 에 접목시켜 체계적으로 발전되어 왔다 [12]. 필라테스는 반복된 동작을 하여 연속적으로 근육을 운동시키면서 통증 없이 근육을 강화시키는 운동으로, 예로부터 정적 및 동적 밸런스를 향상시 키고 [7], 요추 통증을 경감시키는데 효과적이라는 것이 보고되 고 있으며 [8,10], 신체의 유연성과 몸통 근력의 향상 및 호흡과 자세의 조화로움을 향상시키는 것으로 잘 알려져 있다 [19]. 또 한, 강한 근수축의 반복을 통하여 신체 중심부를 강화시켜 몸을 교신저자: 김효진, kara_pilates@naver.com Tel: +82-10-8863-7566, Fax: +82-02-942-2996 이 논문은 2014년도 동덕여자대학교 학술연구비 지원에 의하여 수행된 것임 Received 1 Oct. 2015, Revised 22 Oct. 2015, Accepted 11 Nov. 2015
운동과학, 2015년, 제24권 제4호, 383-390 유연하고 균형 있게 가꾸어 주고 [28], 잘못된 자세를 바로 잡아 주어 근육을 강화시키는 것으로 알려져 있다 [11,30]. 주기적인 필라테스 운동은 신체 중심 및 척추 기립근의 안정화에 기여하 며 [29], 몸통 근육 및 지구성, 유연성 등을 향상시키는 것으로 밝혀지고 있다 [3]. 필라테스 운동은 미국을 중심으로 활성화 되어 최근 국내에 서도 많은 계층에 알려져 대중적인 인기를 끌고 있으며 [13], 골 다공증을 개선하는 것에도 효과가 있는 것이 최근의 연구에서 밝혀지고 있다. Granacher et al [9] 은 체계적 문헌고찰에서 필라 테스 운동이 체간 근력 향상 및 낙상 예방을 통하여 골다공증에 의한 골절을 예방하고 있음을 밝히고 있으며, Kucukcakır et al [18]도 70명의 폐경후 골다공증 여성을 필라테스 운동과 대조집 단의 두 집단으로 나누어 일주일에 2회씩 1년간 필라테스 운동 을 부하한 결과, 골다공증 환자들의 삶의 질을 개선하는 것을 보고하고 있다. Thompson [34]도 필라테스는 골다공증 환자들의 골밀도를 증가시키고, 근력과 균형성을 향상시켜 낙상을 예방하 여 골절을 예방한다고 밝히고 있다. 또한 필라테스 운동이 우리 나라 직장 여성의 골밀도에 미치는 영향을 검토한 연구에서도 [14] 일일 90분, 주 2회, 12주간 필라테스 운동을 적용한 결과 골 밀도를 개선시키는 것으로 밝혀지고 있다. 이처럼 필라테스 운동의 골밀도 개선 효과가 조금씩 밝혀지 고 있지만, 필라테스 운동이 인체의 각 부위별 골밀도 향상에 미치는 영향과 필라테스 운동이 골대사에 미치는 영향에 대해서 는 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 여대생을 대상으로 매트 필라테스 운 동을 8주간 부하하여 필라테스 운동에 의한 각 부위별 골밀도의 변화와 골대사에 미치는 영향을 검토하였다. Ⅱ. 연구 방법 1. 연구대상 본 연구의 대상자는 최근 6개월간 규칙적인 운동습관이 없고 특별한 질환이 없는 여대생 총 18명을 대상으로 필라테스 운동 군(pilates, n=9)과 운동을 실시하지 않는 대조군(control, n=9)으 로 분류하여 대상자로 하였다(Table 1). 선발된 피험자를 대상으 로 우리대학교의 실험에 대한 규정에 따라 실험내용 및 장단점, 실험중지의 자유 등에 대하여 자세히 설명하고, 각 피험자로부 터 동의를 얻었다. Table 1. Baseline of subjects characteristics Variables Control (n=9) Pilates (n=9) Age (yr) 21.9 ± 3.1 21.2 ± 2.4 Height (cm) 163.1 ± 5.7 159.1 ± 9.2 Weight (kg) 53.5 ± 9.0 53.6 ± 9.6 %Body Fat (kg) 24.6 ± 4.8 27.7 ± 5.0 Values are means±sd. 2. 필라테스 운동 부하 필라테스 운동은 하루 70~80분, 주당3일, 8주 동안 실시하며, 대조집단에게는 평상시의 학교에서의 일상생활을 권고하였다. 운동 프로그램의 본 운동에 앞서 준비운동으로 10분간 가벼운 호흡과 스트레칭을 실시하였고, 이후 본 운동을 50~60분간, 마무 리 운동 10분간으로 하여 총 70~80분간 실시하였다. 필라테스 운동프로그램은 미국 뉴욕 PAI(Pilates Academy International- Pilates method) 및 미국 샌프란시스코 BBU(Balanced Body University-Pilates method)의 공식 프로그램을 기반으로 하였다. 일부는 폼롤러(foamroller, Naumcare. korea), 써클링(circle ring, stott pilates. canada), 저항밴드, 스몰볼(resistance band, small ball. theraband. usa)등의 필라테스 소도구들을 이용하였다. 필라테스 운동은 준비 운동과 정리운동으로 각각 10분씩 breathing, spine articulation with foamroller, massage on foamroller, mermaid, side stretch, breathing 등을 실시하였다. 본 운동은 약 50-60분 동안 half curl, roll up, the hundred, one leg circle, half swan, superman, side leg series, rotator cuff, triceps 등을 실시하였다. 이때 각각의 운동자각도(RPE)는 9~10과 10~16이었다(Table 2). 필라테스 운동 의 중요한 지침은 많은 동작을 빠르게 하는 것 보다 신체의 중심 을 유지하면서 천천히 그리고 여러 차례 반복하며 정확히 하는 것이므로 동작에 천천히 집중할 수 있도록 하였으며, 동일 지도 자에 의해 수행되었다. 3. 신체 조성 및 골밀도 분석 최종 선정된 피험자들은 신체전기저항법(bioelectrical im- Table 2. A pilates exercise program Warm up (10 min) Main pilates (50-60 min) Cool down (10 min) Pilates exercise program Breathing, spine articulation with foamroller Half curl, roll up, the hundred, one leg circle, half swan, superman, side leg series, rotator cuff, triceps Massage on foamroller, mermaid, side stretch, breathing Intensity (RPE) 9-10 10-16 9-12 Used elastic resistance bands and foam roller, circle ring, small ball. 384 김창선, 김지연, 김효진
pedance analysis)으로 신체조성을 검사하였다(Inbody 720, Korea). 이중에너지 X-레이 흡수법(Dual energy X-ray apsorptionmetry; DEXA법)의 골밀도 측정장비(DPX-L, LUNAR, USA)를 이용 하여 전신골밀도 및 요추 부위의 골밀도를 실험전과 8주간의 실 험 후, 총 2회 측정하였다. 4. 채혈 및 혈액 분석 채혈 전 모든 연구 참여자에게 일정한 식사패턴을 유지하게 하고, 신체활동을 제한하도록 권유하였다. 채혈 시기는 실험전 과 8주간의 실험 후의 총 2회로, 채혈 당일 참여자가 연구실에 도착한 후 12시간 이상의 공복상태에서 30분간 안정을 취하고 나서 안정 시 혈액을 채혈하였다. 채취된 혈액은 4 에 30분간 방치 후, 3,500 rpm으로 15분간 원심 분리하여 혈청을 분리하였 다. 분리한 혈청을 전문 혈액분석회사(선함의학연구소, 서울)에 의뢰하여 골대사 표지자(bone metabolic markers)인 osteocalcin(oc)과 c-terminal telopeptide of type 1 collagen(ctx)를 분 석하였다. 또한 calcium(ca)과 phosphate(p), alkaline phosphatase(alp)를 분석하고, insulin-like growth factor type 1(IGF-1)과 growth hormone(gh)을 분석하였다. 5. 자료처리 모든 자료는 SPSS 22.0 통계 프로그램을 이용하여 요인별 평 균과 표준편차를 산출하였다. 통계처리는 이원변량반복분산분 석(2-way repeated measure ANOVA)을 실시하여, 집단, 시기, 집 단 시기에 따른(2 by 2) 평균값을 분석하였다. ANOVA 검사 후 유의한 차이가 있을 경우, T-test를 통해 사후검사를 실시하였다. 통계적 유의 수준(α)은 5% 미만(p<.05) 으로 설정하였다. Ⅲ. 연구 결과 1. Changes of BMD of total body 8주 동안의 필라테스 운동 후 두 집단의 전신골밀도의 측정 결과를 <Table 3>에 나타냈다. 전신 및 팔, 몸통에서는 유의한 차이는 나타나지 않았지만, 다리에서는 시기 간에 유의한 차이 가 나타났다[F=5.606, p=.045]. 사후검증 결과, 필라테스 집단이 운동 전과 비교하여 운동 후에 유의하게 증가하였다(p<.05). 2. Changes of BMC of total body 두 집단의 전신골염량도 골밀도와 유사하게 전신 및 팔, 몸통 에서는 유의한 차이는 나타나지 않았지만(Table 4), 다리에서만 시기 간에 유의한 차이가 나타났으며[F=13.158, p=.007], 사후검 증 결과 필라테스 집단이 운동 전과 비교하여 운동 후에 유의하 게 증가하였다(p<.01). 3. Changes of BMD of lumbar vertebral 8주 동안의 필라테스 운동 후 두 집단의 요추 골밀도의 측정 결과를 <Table 5>에 나타냈다. 두 집단의 요추 골밀도는 4번 요추(L4)를 제외한 대부분의 부위에서 시기 간에 유의한 차이를 나타냈으며(p=.021~p=001), 사후검증 결과 필라테스 집단이 운 동 전과 비교하여 운동 후에 유의하게 증가하였다(p<.05 ~p<.001). 4. Changes of serum bone metabolic markers 8주 동안의 필라테스 운동 후 두 집단의 골대사 관련 혈액 Table 3. The changes of BMD after 8 weeks pilates exercise in women university students Region Group Pre (0 week) Post (8 week) F p Control (n=9) 0.786±0.063 0.786±0.055 group.805.396 Arm BMD (g/cm 2 time.679.434 ) Pilates (n=9) 0.771±0.049 0.766±0.055 group time.357.567 Leg BMD Trunk BMD Total BMD Control (n=9) 1.207±0.122 1.213±0.131 group 1.201.305 time 5.606.045 Pilates (n=9) 1.164±0.075 1.175±0.073* group time.739.415 Control (n=9) 0.858±0.053 0.860±0.048 group.054.822 time.011.920 Pilates (n=9) 0.853±0.078 0.852±0.076 group time.391.549 Control (n=9) 1.106±0.069 1.106±0.066 group.149.709 time 1.254.295 Pilates (n=9) 1.093±0.062 1.096±0.060 group time.548.480 Values are means and SD. BMD, bone mineral density. * p<.05 vs Pre. 8주간의 필라테스 운동은 부위 특이적으로 요추 및 하지 부위의 골밀도를 향상시킨다. 385
운동과학, 2015년, 제24권 제4호, 383-390 Table 4. The changes of BMC after 8 weeks pilates exercise in women university students Region Group Pre (0 week) Post (8 week) F p Arm BMC (g) Leg BMC (g) Trunk BMC (g) Total BMC (g) Control (n=9) 248.3±36.1 252.8±36.3 group 2.665.141 time 3.226.110 Pilates (n=9) 229.1±33.9 229.7±39.1 group time 1.233.299 Control (n=9) 850.0±156.7 834.7±155.6 group 4.659.063 time 13.158.007 Pilates (n=9) 753.9±111.1 768.3±113.8** group time.000.983 Control (n=9) 694.8±106.2 725.1±133.1 group.244.635 time 1.946.201 Pilates (n=9) 682.3±158.9 682.0±143.3 group time 1.904.205 Control (n=9) 2291±282 2308±318 group 1.540.250 Pilates (n=9) 2168±299 2146±300 Values are means and SD. BMC, bone mineral content. * p<.05 vs Pre. time.057.817 group time 2.269.170 Table 5. The changes of BMD of lumbar vertebral after 8 weeks pilates exercise in women university students Region Group Pre (0 week) Post (8 week) F p Control (n=9) 1.060±0.114 1.068±0.109 group.809.395 L1 BMD (g/cm 2 time 8.290.021 ) Pilates (n=9) 1.089±0.109 1.129±0.103* group time 4.291.072 L2 BMD L3 BMD L4 BMD L1-2 BMD L1-3 BMD L1-4 BMD L2-4 BMD Control (n=9) 1.121±0.128 1.144±0.108 group.511.495 time 8.461.020 Pilates (n=9) 1.161±0.140 1.199±0.136* group time.473.511 Control (n=9) 1.190±0.123 1.208±0.133 group.325.584 time 19.574.002 Pilates (n=9) 1.223±0.124 1.249±0.115** group time.343.574 Control (n=9) 1.156±0.154 1.145±0.153 group.642.446 Pilates (n=9) 1.215±0.148 1.211±0.147 time.861.381 group time.110.749 Control (n=9) 1.092±0.119 1.108±0.107 group.631.450 Pilates (n=9) 1.126±0.124 1.165±0.117** time 15.824.004 gro up time 1.671.232 Control (n=9) 1.128±0.118 1.144±0.110 group.500.500 Pilates (n=9) 1.161±0.122 1.195±0.116*** time 25.439.001 group time 1.912.204 Control (n=9) 1.135±0.125 1.144±0.119 group.588.465 Pilates (n=9) 1.177±0.126 1.200±0.123** time 19.620.002 group time 3.597.094 Control (n=9) 1.156±0.131 1.165±0.125 group.532.486 time 23.964.001 Pilates (n=9) 1.201±0.134 1.220±0.131*** group time 2.135.182 Values are means and SD. L, lumbar vertebral; BMD, bone mineral density. * p<.05 vs Pre. 성분의 측정 결과를 <Table 6>에 나타냈다. 두 집단의 Ca은 집 단 시기 간에 유의한 차이가 나타나(p=.009), 대조 집단은 8주 후에 감소하는 경향을 보인 반면, 필라테스 운동 집단은 증가 하는 경향을 나타냈다. CTx와 OC는 집단 간에 유의한 차이를 나타냈으며(p=.008, p=.012), 사후검증 결과 필라테스 집단이 사전, 사후 모두 대조집단에 비교하여 유의하게 증가하였다 (p<.05). GH 및 IGF-1, P, ALP에 있어서는 유의한 차이는 나타나 지 않았다. 386 김창선, 김지연, 김효진
Table 6. The changes of serum bone metabolic markers after 8 weeks pilates exercise in women university students Variables Group Pre (0 week) Post (8 week) F p Control (n=9) 9.69±0.31 9.43±0.11 group.041.845 Ca (mg/dl) time.118.740 Pilates (n=9) 9.43±0.33 9.64±0.34 group time 11.701.009 Control (n=9) 3.59±0.47 3.42±0.34 group.290.605 P (mg/dl) time.003.958 Pilates (n=9) 3.54±0.34 3.70±0.39 group time 4.073.078 Control (n=9) 47.56±10.22 42.22±8.07 group 3.118.115 ALP (U/l) time 8.789.058 Pilates (n=9) 54.22±10.52 53.11±6.81 group time 1.861.210 Control (n=9) 0.245±0.069 0.214±0.039 group 12.072.008 CTx (ng/ml) time.307.595 Pilates (n=9) 0.316±0.084 # 0.328±0.121 # group time.906.369 Control (n=9) 14.72±4.35 15.18±2.65 group 10.389.012 OC (ng/ml) time.572.471 Pilates (n=9) 19.53±4.35 # 20.62±3.31 # group time.114.744 Control (n=9) 4.98±3.23 2.71±2.83 group.169.692 GH (ng/ml) time 4.037.079 Pilates (n=9) 4.12±3.49 2.54±2.99 group time.253.628 Control (n=9) 309.2±60.9 296.9±20.9 group.967.354 IGF-1 (ng/ml) time 1.652.235 Pilates (n=9) 357.1±102.5 320.0±91.0 group time.761.409 Values are means and SD. Ca, calcium; P, phosphate; ALP, alkaline phosphatase; CTx, c-terminal telopeptide of type 1 collagen; OC, osteocalcin; GH, growth hormone; IGF-1, insulin-like growth factor type 1. *:p<.05 vs Pre, # :p<.05 vs control. Ⅳ. 논의 본 연구는 운동습관이 없는 여대생을 대상으로 8주간의 규칙 적인 필라테스 운동을 부하하여, 필라테스 운동의 골밀도 향상 효과를 검증하고, 인체의 각 부위별 골밀도에 미치는 영향을 살 피고, 이때의 골대사의 작용을 규명하고자 한 연구이다. 본 연구 결과 8주간의 규칙적인 필라테스 운동은 특히 다리 부위의 골밀도를 향상 시키고, 특히 요추의 골밀도를 전반적으 로 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 필라테스 운동은 일반적으로 균형 능력 [22] 및 유연성 [26] 에 유용한 운동으로 알려져 있으며, 최근의 Wells et al [36]의 총 2,182개의 논문을 검토한 체계적 문 헌고찰(systematic review)에 있어서도, 필라테스 운동의 효과로 서 중심부 안정화와 근력, 유연성, 근육 조정력, 자세, 호흡 등을 향상시키는 것으로 보고되고 있다. 최근에 들어와서 필라테스 가 골밀도에 미치는 영향을 밝히려는 연구들이 시도되고 있으 나, 한 부위만의 골밀도 변화를 검토한 연구가 대부분이다. 본 연구의 다른 연구와의 차별점은 골밀도의 부위별 분포를 검토하 기 위하여 전신의 골밀도와 요추 부위의 골밀도를 동시에 측정 하여 각 부위별 골밀도의 변화를 상세하게 검토한 것에 있다. Kim et al [15]의 연구에서는 12주간의 필라테스의 효과를 검토하 기 위하여 정량적 초음파 측정법을 활용하여 종골 부위의 골강 도를 측정하고 있으며, Kim [14]의 탄력밴드와 필라테스 운동이 신체구성과 골밀도에 미치는 영향을 검토한 연구에서도 종골 부 위의 골강도를 측정하여 골밀도의 증가를 보고하고 있다. 이들 연구들은 발 뒷꿈치 종골의 골강도를 초음파법으로 측정하고 있 어 전신의 골밀도의 변화를 판단하기 어렵고, 결과를 일반화하 는 것에도 무리가 있다. 왜냐하면 일반적으로 골다공증을 판단 하는 기준은 이중에너지 X-레이 흡수법(DEXA법)으로 측정한 골 밀도를 사용하고 있기 때문이다 [32]. 최근에 와서 필라테스의 골밀도에 미치는 효과를 DEXA법으로 측정한 연구 결과들이 몇 편 보고되고 있으며, 본 연구와 동일하게 요추와 하체 부위의 골밀도가 증가되는 것을 보고하고 있다. Angin et al [1]은 41명의 폐경 후 골다공증 환자를 필라테스 운동집단과 비운동 대조집단 으로 나누어 골밀도에 미치는 영향을 검토한 결과, 대조집단에 서는 변화하지 않았지만, 필라테스 운동집단에서 요추 골밀도가 유의하게 증가하는 것을 밝히고 있다. 또한, Na [25]의 폐경 후 중년여성을 대상으로 12주간 주3회, 1일 60분의 필라테스 운동 을 실시한 연구에서 요추와 대퇴골 경부의 골밀도의 변화를 검 토한 결과, 두 부위 모두 유의하게 골밀도가 향상된 것을 밝히고 있다. 필라테스 운동시의 중요한 신체운동중심을 파워하우스 (power house)라고 하며, 흉곽에서부터 골반저근까지의 근육을 주로 강화 시키고, 복부와 등, 엉덩이 부위의 근육을 차례로 강 화시키는 운동이다 [36]. 본 연구 결과 전신 골밀도에서는 변화가 발견되지 않고 다리와 요추에서만 골밀도 증가가 나타난 것은 이러한 필라테스 운동의 특성에 있다고 보여진다. 본 연구에서 8주간의 필라테스 운동은 부위 특이적으로 요추 및 하지 부위의 골밀도를 향상시킨다. 387
운동과학, 2015년, 제24권 제4호, 383-390 실시한 필라테스의 신체중심운동은 부위 특이적으로 코어 근육 의 강화를 가져오고 이와 동반하여 요추부위의 골밀도를 향상시 킨 것으로 판단된다. 이러한 요추 부위의 골밀도의 향상은 골다 공증 환자에게 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 왜냐하면 요추 부위는 골량감소에 의한 골절에 매우 민감하기 때문이다. Sinaki & Mikkelsen[31]는 굴곡과 신전 운동에 따른 요추부위 골다공증 과 관련한 논문에서 흉추 6,7,8번이 골절에 매우 취약한 부위라 고 보고하면서, 이 부위의 골밀도는 요추와 매우 상관성이 높으 며, 요추 골밀도를 검사함으로써 흉추 부위의 골밀도도 예측 가 능하다고 보고하고 있다. 또한 본 연구에서 실시한 one leg circle, side leg series 등의 운동도 부위 특이적으로 다리의 골밀도 향상을 불러일으킨 것으로 추측되어진다. 이러한 운동에 대한 골밀도의 부위 특이적인 반응은 다른 종목에서도 많이 보고되고 있다. Calbet et al [5]의 남자 테니스 선수의 부위별 골밀도를 비 교한 연구에서도 주 사용 팔이 사용하지 않는 팔에 비교하여 골 밀도가 높은 것을 보고하고 있으며, Sanchis- Moysi et al [27]도 테니스 선수의 좌우측 팔의 골밀도를 비교하면서 주 사용 팔의 골밀도와 골염량이 반대편 팔에 비교하여 유의하게 높은 것을 보고하면서, 주로 사용하는 팔에 물리적 부하가 가중되면서 골 밀도와 골량을 증가시키고 있는 것을 보고하고 있다. 또한 운동 은 뼈에 직접적인 부하를 주는 것 이외에도 근육의 작용에 의해 뼈에 영향을 주므로, 근육을 강화시키는 저항운동, 자극이 강한 운동들은 골밀도를 증가시키는 상승효과를 기대할 수 있다는 보 고도 있다 [33].이러한 연구 보고들은 필라테스 운동에 있어서 주로 실시한 코어와 다리에 가해지는 물리적 부하에 따라 골밀 도의 증가가 국소적으로 일어나는 것을 뒷받침하고 있다고 사료 된다. 따라서 본 연구의 요추와 다리 부위의 골밀도 증가는 필라 테스 운동의 특성이 반영된 것으로 주로 운동을 실시한 부위에 서 골밀도 증가가 일어난 것으로 판단된다. 본 연구에서는 골밀도의 변화의 상세를 살피기 위하여 혈청 중의 골대사 표지자(bone metabolic markers)의 변화를 측정하였 다. 그 결과 필라테스 운동 집단의 Ca이 유의하게 증가하는 경향 을 나타냈으며, 골형성을 나타내는 Osteocalcin(OC)과 골흡수를 나타내는 c-terminal telopeptide of type 1 collagen(ctx)에서는 유 의한 변화를 찾을 수 없었다. 뼈모세포에서 생산되는 OC는 골형 성이 촉진 될 때 혈액으로의 방출이 증가하여 골형성 표지자로 알려져 있다 [16]. Lin et al [20]의 젊은 남성을 대상으로 한 연구에 의하면 일회성 플라이오메트릭 운동을 시키면 골흡수를 나타내 는 serum tartrate-resistant acid phosphatase(trap)는 변화가 없지 만, 골형성을 나타내는 OC는 운동 후에 유의하게 증가하여 운동 에 의하여 뼈모세포에 의한 골형성 촉진을 보고하고 있다. 한편, 골기질의 흡수에 의하여 생산되어지는 CTx는 골흡수 표지자로 알려져 있다 [23]. 척수의 운동신경 세포의 진행성 변성에 의한 유전적 장애로 알려진 척수성 근위축(spinal muscular atrophy; SMA) 환자에게서 심한 골량감소와 함께 골절 발생의 증가를 보 고하면서 혈중 CTx의 증가가 골흡수를 반영한다고 보고하고 있 다 [35]. 본 연구에서도 다리 및 요추 부위의 골밀도가 증가 하였 으므로 골형성 표지자인 OC는 증가하고 골흡수 표지자인 CTx는 감소하고 있을 것으로 추측되었으나, 유의한 차이는 나타나지 않았다. 그 이유는 본 연구 결과 나타난 골밀도의 증가가 전신이 아닌 요추 또는 다리 부위에서만 나타났기 때문으로, 혈액 성분 으로 전신의 변화를 반영하는 OC와 CTx농도에서는 차이가 없었 을 것으로 추측되어진다. 한편, 본 연구 결과 growth hormone(gh)과 insulin-like growth factor type 1(IGF-1)에서도 유의한 변화를 찾을 수 없었다. GH는 뇌하수체 전엽에서 분비되는 호르몬으로 체내에서 지방 분해와 단백질 합성 뿐만 아니라 뼈, 연골 등의 성장을 촉진시키는 작용 이 보고되고 있다. 최근 페경후 골다공증 환자 80명을 대상으로 GH를 위약집단과 GH 1.0U 와 2.5U를 섭취하는 집단으로 나누어 3년간 관찰한 종단적 연구에서도 농도 의존적으로 유의하게 골 밀도를 향상시키며, 10년 후의 골절 발생률도 유의하게 낮추는 것을 보고하고 있다 [17]. IGF-1은 인슐린성 성장인자로 주로 간 에서 생성되며 GH의 작용을 도와 골격의 성장이나 단백질의 합 성 및 세포의 증식을 촉진시키는 물질로 알려져 있다. 최근 메타 분석을 통하여 골대사와 골다공증에 미치는 IGF-1의 효과를 검 토한 연구에서도 39개의 논문을 조사한 결과, IGF-1이 GH 와 함 께 골성장에 영향을 미치며, 뼈의 치유에도 작용하는 것으로 보 고되고 있다 [21]. 또한, 67세 전후의 고령 남성을 대상으로 16주 간 저항성 운동을 부하한 실험 연구에서 운동 후에 IGF-1의 증가 와 함께 골밀도가 증가하는 것이 알려져 있는 바와 같이 [37], 본 연구에서도 GH와 IGF-1은 증가할 것으로 예상하였으나, 필라 테스에 의한 GH 와 IGF-1의 변화는 관찰 할 수 없었다. 이는 본 연구에서 실시한 필라테스 운동은 GH와 IGF-1에 독립적으로 골 대사에 영향을 미치는 것을 나타내고 있다고 사료되며, 추후 연 구를 통하여 상세히 검토되어야 할 것으로 사료된다. Ⅴ. 결론 8주간의 규칙적인 필라테스 운동은 여대생의 전신골밀도는 향상 시키지 못하지만, 다리와 요추부위의 골밀도를 부위 특이 적으로 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 골형성을 나타내는 OC와 388 김창선, 김지연, 김효진
골흡수를 나타내는 CTx는 이러한 변화를 반영하지 못하였으며, GH와 IGF-1에 독립적으로 골밀도가 향상된 것으로 추측되었다. References [1] Angin E, Erden Z, & Can F (2015). The effects of clinical pilates exercises on bone mineral density (BMD), Physical performance and quality of life of women with postmenopausal osteoporosis. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation. vol. Preprint, no. Preprint, 1-10. [2] Bassey EJ (2001). Exercise for prevention of osteoporotic fracture. Age and Aging. 30(S4): 29-31. [3] Sekendiz B, Altun O, Korkusuz F, & Akın S (2007). Effects of Pilates exercise on trunk strength, endurance and flexibility in sedentary adult females. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 11(4): 318-326. [4] Bonaiuti D, Shea B, Iovine R, Negrini S, Robinson V et al (2002). Exercise for preventing and treating osteoporosis in postmenopausal women. Cochrane Database Systetics Review. (3): CD000333. [5] Calbet JA, Moysi JS, Dorado C, & Rodriguez LP (1998). Bone mineral content and density in professional tennis players. Calcified Tissue International. 62(6): 491-496. [6] Ferrari SL (2005). Osteoporosis: a complex disorder of aging with multiple genetic and environmental determinants. World Review of Nutrition and Dietetics. 95: 35-51. [7] Fitt S, Sturman J, & McClain-Smith S (1993). Effects of Pilatesbased conditioning on strength, alignment, and range of motion in university ballet and modern dance majors. Kinesiology and Medicine for Dance. 16(1): 36-51. [8] Geweniger V (2002). Prevention of back pain with Pilates training. Finding a Healthy Balance. 55(10): 747-749. [9] Granacher U, Gollhofer A, Hortob?gyi T, Kressig RW, & Muehlbauer T (2013). The importance of trunk muscle strength for balance, functional performance, and fall prevention in seniors: a systematic review. Sports Medicine. 43(7): 627-641. [10] Handa N, Yamamoto H, Tani T, Kawakami T, & Takemasa R (2000). The effect of trunk muscle exercises in patients over 40 years of age with chronic low back pain. Journal of Orthopaedic Science. 5(3): 210-216. [11] Herrington L & Davies R (2005). The influence of Pilates training on the ability to contract the transversus abdominis muscle in asymptomatic individuals. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 9(1): 52-57. [12] Joseph EM & Simona C (2004). Pilates and the ''powerhouse''-ii. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 8(2): 122-130. [13] Kim DY, Eun SD, Kim YW, & Lee SC (2011). The effect of Pilates training on spinal motion pattern. Journal of Exercise Rehabilitation. 7(3): 61-71. [14] Kim NJ (2011). Effects of Elastic Band and Pilates Exercise on BMD and Body Composition in Office Working Women. Journal of Korean Physical Education Association for Girls and Woman. 25(2): 13-22. [15] Kim NJ, Lee BH, Moon HW, & Choi CG (2011). Effects of pilates exercise on BMD and body composition in working women. The Koreas Journal of Sports Science. 20(2): 773-780. [16] Kim YS, Paik IY, Rhie YJ, & Suh SH (2010). Integrative physiology: defined novel metabolic roles of osteocalcin. Journal of Korean Medical Science. 25(7): 985-991. [17] Krantz E, Trimpou P, & Landin-Wilhelmsen K (2015). Effect of growth hormone treatment on fractures and quality of life in postmenopausal osteoporosis: a 10-year follow-up study. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 100(9): 3251-3259. [18] Kucukcakır N, Altan L, & Korkmaz N (2013). Effects of Pilates exercises on pain, functional status and quality of life in women with postmenopausal osteoporosis. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 17(2): 204-211. [19] Latey P (2002). Updating the principles of the Pilates method -Part 2. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 6(2): 94-101. [20] Lin CF, Huang TH, Tu KC, Lin LL, Tu YH et al (2012). Acute effects of plyometric jumping and intermittent running on serum bone markers in young males. European Journal of Applied Physiology. 112(4): 1475-1484. [21] Locatelli V, & Bianchi VE (2014). Effect of GH/IGF-1 on bone metabolism and osteoporsosis. International Journal of Endocrinology. [Epub 2014 Jul 23]. [22] Marandi SM, Nejad VS, Shanazari Z, & Zolaktaf V (2012). A comparison of 12 weeks of pilates and aquatic training on the dynamic balance of women with mulitple sclerosis. International Journal of Preventive Medicine. 4(S1): 110-117. [23] Mohamed Y, Haifa H, Datel O, Fadoua HN, Smeh BH et al (2014). The role of biochemical markers of bone turnover in the diagnosis of osteoporosis and predicting fracture risk. La Tunis Medicale. 92(5): 304-310. [24] Mundy GR (2006). Nutritional modulators of bone remodeling during aging. The American Journal of Clinical Nutrition. 83(2): 427S-430S. [25] Na SH (2014). The effects of pilates on bone mineral density, abdominal fat, depression in postmenopausal middle-aged women. The Korea Journal of Sports Science. 23(4): 969-978 [26] Phrompaet S, Paungmali A, Pirunsan U, & Sitilertpisan P (2011). Effects of pilates training on lumbo-pelvic stability and flexibility. Asian Journal of Sports Medicine. 2(1): 16-22. [27] Sanchis-Moysi J, Dorado C, Olmedillas H, Serrano-Sanchez JA, & Calbet JA (2010). Bone mass in prepubertal tennis players. International Journal of Sports Medicine. 31(6): 416-420. 8주간의 필라테스 운동은 부위 특이적으로 요추 및 하지 부위의 골밀도를 향상시킨다. 389
운동과학, 2015년, 제24권 제4호, 383-390 [28] Segal NA, Hein J, & Basford JR (2004). The effects of Pilates training on flexibility and body composition: an observational study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 85(12): 1977-1981. [29] Sekendiz B, Altun O, Korkusuz F, & Akin S (2007). Effects of Pilates exercise on trunk strength, endurance and flexibility in sedentary adult females. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 11(4): 318-326. [30] Siler B (2000). The Pilates Body. New York, NY: Broadway Books. [31] Sinaki M & Mikkelsen BA (1984). Postmenopausal spinal osteoporosis: Flexion versus extension exercises. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 65(10): 593-596. [32] Siris ES, Adler R, Bilezikian J, Bolognese M, Dawson-Hughes B et al (2014). The clinical diagnosis of osteoporosis: a position statement from the National Bone Health Alliance Working Group. Osteoporosis International. 25(5): 1439-1443. [33] Suominen H (2006). Muscle training for bone strength. Aging Clinical and Experimental Research. 18(2): 85-93. [34] Thompson D (2013). Pilates exercises for osteoporosis. Everyday always choose well. Retrieved September 23, 2015 from: http://www.everydayhealth.com/osteoporosis/pilates-exercises -for-osteoporosis.aspx. [35] Vai S, Bianchi ML, Moroni I, Mastella C, Broggi F et al (2015). Bone and spinal muscular atrophy. Bone. 79: 116-120. [36] Wells C, Kolt GS, & Bialocerkowski A (2012). Defining pilates exercise: a systematic review. Complementary Therapies in Medicine. 20(4): 253-262. [37] Yarasheski KE, Campbell JA, Kohrt WM (1997). Effect of resistance exercise and growth hormone on bone density in older men. Clinical Endocrinology. 47(2): 223-229. [38] Zmuda JM, Sheu YT, & Moffett SP (2005). Genetic epidemiology of osteoporosis: past, present, and future. Current Osteoporosis Reports. 3(3): 111-115. 390 김창선, 김지연, 김효진