평지 대기압 및 평상 산소농도 수준과, 해발 \( 3,000 \mathrm{~m} \) 상당의 고도조건에서 일반대학생과 축구선수의 운동수행능력을 측정하기 위한 실험을 진행하였다. 최대산소섭취량을 측정하여 대상자들의 호흡기능력인 심폐지구력을 확인하였다.
<h1>재료 및 방법</h1> <h2>연구 대상</h2> <p>본 연구의 대상자는 남자 일반대학생 10명과 현역 대학교 축구선수 10명으로 총 20명으로 하였다. 본 실험에 앞서 연구의 목적과 내용을 설명하고 실험에 자의적 참가에 대한 동의를 받았다. 연구 대상자의 신체적 특성은 Table 1과 같다.</p> <h3>실험 설계</h3> <p>본 연구는 하기와 같이 실험설계를 구성하였다.</p> <p>1) 평지에서 30분간 유산소성 자전거 운동(호흡기계 측정): 그룹(일반대학생, 축구선수)과 시기(안정, 10분, 20분, 30분)</p> <p>2) (3,000 \( \mathrm{m} \) 고도에서 30분간 유산소성 자전거 운동(호흡기계 측정): 그룹(일반대학생, 축구선수)과 시기(안정, 10분, 20분, 30분)</p> <p>3) 30분간 유산소성 자전거 운동(혈액 검사를 통한 면역기능의 반응): 그룹(일반대학생, 축구선수)과 시기(평지에서의 운동전·후 채혈) 고도(3,000 \( \mathrm{m} \)에서 운동 후 채혈)</p> <h2>측정 항목 및 방법</h2> <h3>신장 및 신쳬조성</h3> <p>신장의 측정 자세는 허리를 곧게 핀 상태에서 턱을 당겨 시선이 수평이 되게 하여 발뒤꿈치의 바닥 면에서 머리의 정수리부분까지의 수직 길이를 측정하여 \( 0.1 \mathrm{~cm} \) 단위로 측정했다(YM-1, KDS, Korea).</p> <p>신체조성의 BIA (bioelectrical impedance analysis)를 이용하여 체중, 체지방량, 제지방량, 수분량 등을 측정한 후, 몸의 컨디션 등을 문진하였다. 또한 측정상의 신뢰성 높이기 위해 측정 3~4시간 전부터는 식음료를 섭취하지 않고, 공복상태에서 소변을 보도록 유도하였다(Inbody 3.0, Biospace, Korea).</p> <h3>점중운등부하배스트(Grade exercise test GXI)</h3> <p>대상자들의 호흡기능력인 심폐지구력을 확인하기 위해 최대산소섭취량(maximal oxygen uptake: \( \left.\mathrm{VO}_{2 \mathrm{max}}\right) \) 을 측정하였다. 측정에는 자동가스호흡분석기인 \( \mathrm{V}_{\max } 229 \) (Sensormedics, USA)와 트레드밀(Sensormedics, USA)를 사용하였다. 운동부하의 프로트콜은 \( 3.6 \mathrm{~km} / \mathrm{hr} \) (경사도 \( 0 \% \) )에서 시작하여 매 2분마다 \( 20 \mathrm{~m} / \mathrm{min} \)씩 (경사도 \( 1 \% \) )증가하는 프로토콜(축구선수) 및 Bruce 프로토콜(일반대학생)을 사용하였다. 측정의 신뢰성을 높이기 위해 분석기를 충분히 예비가동을 시킨 후 호흡감도와 가스센서의 보정작업을 실시하였다. 구강으로 호흡하는 breath by breath로 측정이 시작되면 가스호흡분석기에는 분당 산소섭취량(oxygen uptake: \( \mathrm{VO}_{2} \) ), 이산화탄소배출량( car-bon dioxide output: \( \mathrm{CO}_{2} \) ), 환기량(volume of expired gas VE), 호흡수(respiratory frequency rate: RR), 호흡상(respiratory quotient: RQ), METS (metabolic equivalents) 등이 계산 되어진다.</p> <p>안전을 확보하기 위한 순환기계의 반응 및 강도설정을 위해 운동부하 중의 가슴부위에 측정기기를 착용하고 심박수를 매분 측정하였다(Polar S601i, Finland).</p> <h3>30분간 유산소성 운동수행 능력</h3> <p>자전거에르고미터(Combi 75KL II, Japan)를 이용하여 30간의 유산소성을 실시하면서 호흡가스(상기 GXT시의 분석 항목과 동일)를 측정하였다. 운동의 강도는 점증운동부하시의 최대심박수를 이용 \( 75 \% \) 수준을 채택하였다(75\% HRmax). 이 운동수행능력은 평지 대기압 및 평상 산소농도 수준과, 해발 \( 3,000 \mathrm{~m} \) 상당의 고도조건에서 두 그룹 모두 실시하였다.</p> <h3>저압·저산소 환경장치(Hypobaric-Normobaric Hypoxic Chamber)</h3> <p>고지대의 환경조건은 저압·저산소의 고도조성을 위하여 저압·평압 저산소 챔버(Submersible system technology, USA) 를 이용하였고 이 챔버는 20인용, 최대 \( 6,000 \mathrm{~m} \) 상당의 고도까지 분압 및 산소 농도의 조절, 온도 \( \left(7 \sim 40^{\circ} \mathrm{C}\right) \), 습도(\(40\sim \left.80 \%\right) \)의 조절이 가능하여, 본 연구에서는 해발 \( 3,000 \mathrm{~m} \)의 고도조건(526 \( \mathrm{mmHg}, 14.5 \% \)의 \( \mathrm{O}_{2} \) 농도)에서 실시하였으며, 본 연구의 실험 중의 온도와 습도는 각각 \( 20 \pm 2^{\circ} \mathrm{C} \) 와 \( 60 \pm 2 \% \)로 고정하였다.</p> <h3>면역기능의 반응을 위한 혈액 검사</h3> <p>일반 화학검사용 튜브(Serum Separaring Tube)에 넣어 실온에서 20분 정도 응고시킨 후, \( 3,000 \mathrm{rpm} \)으로 10분간 원심 분리 하여 혈청(serum)만을 약 \( 1 \mathrm{ml} \) 이상 수집하여 바로 의뢰하였다. 모든 혈액 항목은 녹십자 의료재단(대한진단검사의학회 인증)에 의뢰하여 분석하였다.</p> <h2>자료 처리 방법</h2> <p>본 연구의 자료처리 방법은 SPSS 14.0 프로그램을 이용하여 측정항목의 평균(M)과 표준편차(SD)를 기술하였고, 가설의 검정수준은 \( a=0.05 \)로 하였다.</p> <p>호흡기계의 반응을 검토하기위해 two-way ANOVA를 실시하여 상호작용 그룹[일반대학생, 축구선수]×시기[안정, 10분, 20분, 30분] 유무를 확인한 후, 상호작용이 없는 경우 두 독립변수(그룹과 시기)각각에 주효과를 검토하였다. 주효과를 검토함에 있어서는 독립표본 T검정(그룹)과, one-way ANOVA (시기)를 실시한 후 사후검정을 실시하였다.</p> <p>이러한 자료처리 방법은 평지와 \( 3,000 \mathrm{~m} \)의 측정에서도 각각 실시하였다.</p> <p>고도별 호흡기계의 반응을 검토하기위해 two-way ANOVA를 실시하여 상호작용 그룹[일반대학생, 축구선수]×고도별[평지, \( 3,000 \mathrm{~m} \)고도] 유무를 확인한 후, 상호작용이 없는 경우 두 독립변수(그룹간과 고도별)각각에 주효과를 검토하였다.</p> <p>혈액검사를 통한 면역기능의 검토를 위해, 두 그룹 모두 평지에서의 유산소성 운동 전과 후에 채혈을 실시하였으며, \( 3,000 \mathrm{~m} \)의 고도조건에서 운동 후에 채혈을 실시하여 총 세 번의 채혈을 통해 two-way ANOVA를 실시하여 상호작용그룹[일반대학생, 축구선수]×시기 -고도[운동전, 후, \( 3,000 \mathrm{~m} \) 후] 유무를 확인한 후 상호작용이 없는 경우, 두 독립변수(그룹과 시기) 각각에 주효과를 검토(상기와 동일)하였다.</p>