운동 프로그램이 비만 청소년의 자율신경계 기능에 미치는 영향은?

운동과학, 2012년, 제21권 제2호

Exercise Science, 2012, Vol.21, No.2

 

운동 프로그램이 비만 청소년의 자율신경계 기능에 미치는 영향

 

 

자율신경계 미치는 영향.pdf

 

윤은선1)·박수현1)·정수진2)·제세영1)

1) 서울시립대학교, 2) 서일대학교

Abstract

Yoon, E. S., Park, S. H., Jung. S. J., Jae, S. Y. Effects of exercise program on autonomic nervous system activity in obese adolescents.

Exercise Science, 21(2): 173-182, 2012. It is well known that autonomic nervous system activity is related with increasing risk of

cardiovascular disease. The purpose of this study was to assess the effects of obesity and exercise on autonomic nervous system activity

in obese adolescents. Twenty obese adolescents(13±0.5 year, 30.09±2.75 ㎏/㎡) were compared with 10 heathy normal weight

subjects(13±0.5 year, 20.16±2.87 ㎏/㎡), twenty obese adolescents were randomly assigned to an exercise group(n=10) and control

group(n=10). Exercise group participated in a 12 weeks school-based exercise program(60-90 min/day, 3 days/week). Autonomic nervous

system activity were measured using heart rate variability(HRV) and heart rate recovery, Heart rate recovery was defined as the difference

between heart rate at peak exercise test and 1, 2 minute later. Frequency domain(HFnu：High frequency normalized units, LFnu：Low

frequency normalized units, LF/HF ratio and time domain(RMSSD：Root Mean Square of the Difference of Successive R to R Intervals,

NN50：Number of successive NN intervals which differ by more than 50 ms, pNN50：Percentage of consecutive R to R Intervals differing

by more than 50 ms) of HRV were calculated. Obese group showed a significant decrease HFnu and increase LFnu, LF/HF ratio which

of the HRV compared to normal weight group. pNN50 was significant decrease in obese group. There were significant decrease in body

weight (p=0.001), % body fat (p=0.004), waist circumference (p=0.001) and increase in cardiorespiratory fitness (p=0.001) after 12 weeks

exercise program. NN50, pNN50, RMSSD, HFnu which component of parasympathetic nervous system activity increased in exercise group,

but changes of between group were not statistically significant. These data indicate that obese adolescents had decreased parasympathetic

nervous system activity and 12 weeks exercise program dose not affect autonomic nervous system activity improvements in obese

adolescents.

Key words：Autonomic nervous system activity, Exercise, Obese adolescents.

 

초 록

윤은선, 박수현, 정수진. 제세영. 운동프로그램이 비만 청소년의 자율신경계 기능에 미치는 영향. 운동과학, 제21권 제2호,

173-182, 2012. 자율신경계 장애는 심혈관계 질환 발생과 매우 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 남자 중학생을 대상으로 비만과 운동이 자율신경계 기능에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 비만의 영향을 알아보기 위해 비만그룹 20명(13±0.5 세, 30.09±2.75 ㎏/㎡)과 정상체중그룹 10명(13±0.5 세, 20.16±2.87 ㎏/㎡)을 모집하였으며, 비만 청소년을 대상으로 운동의 효과 를 알아보기 위해, 비만 그룹 20명을 운동그룹 10명과 통제그룹 10명으로 무선 배정하였다. 운동그룹은 12주간 주 3회, 1회 운동시간 60~90분으로 구성된 방과 후 운동 프로그램에 참가하였으며, 통제그룹은 동일기간 동안 평소 생활양식을 유지하도

록 하였다. 모든 연구 참여자는 신체조성, 혈압, 혈중지질, 심폐체력 그리고 자율신경계 지표로 심박수 변이도와 최대운동 후 1분대, 2분대 회복시 심박수를 측정하였다.

심박수 변이도는 빈도 도메인 분석으로 HFnu(High frequency normalized units),

LFnu(Low frequency normalized unit), LF/HF ratio를 구하였으며, 시간 도메인 분석으로 RMSSD(Root Mean Square of the Difference of Successive R to R Intervals), NN50(Number of successive NN intervals which differ by more than 50 ms), pNN50 (Percentage of consecutive R to R Intervals differing by more than 50 ms)을 측정하였다. 연구 결과, 비만그룹은 정상체중 그룹

에 비해 심박수 변이도 검사에서 HFnu이 낮고, LFnu은 높았으며, LF/HF ratio은 높게 나타났다. 또한 pNN50이 유의하게 낮게 나타났다. 12주 운동 후, 운동그룹은 통제그룹에 비해 체중, 체질량지수, 체지방율, 허리둘레가 모두 유의하게 개선되었으며, 심폐체력이 향상되었다. 심박수 변이도 지표 중 부교감신경계 활성도를 나타내는 NN50, pNN50, RMSSD, HFnu는 모두 운동 후 개선되었으나, 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 최대운동 후 1분대, 2분대 회복시 심박수도 통계적으로 유의한

차이를 보이지 않았으나, 운동 그룹에서 증가된 경향을 보였다.

이상의 결과를 종합 해 보면, 비만 청소년은 정상체중 청소

년에 비해 부교감신경계 활성도가 저하되어 있었으며, 12주간의 방과 후 운동프로그램은 비만 청소년의 자율신경계 개선에 긍정적 효과를 미치지 못하였다.

주요어：자율신경계, 운동, 청소년 비만

 

 

 운동 프로그램이 비만 청소년의 자율신경계 기능에 미치는 영향

 

Ⅰ. 서론

 

우리나라 청소년들의 신체활동량 및 운동참여율은 급격

히 감소하고 있으며 이에 따라 비만 유병률은 증가하고 체

력은 매우 저하되고 있다. 또한 비만 청소년 내에서 대사증

후군 및 동맥경화성 위험인자의 조기 발생율이 점차 증가하

고 있어 적극적인 청소년들의 건강관리가 요구되는 실정이

다(질병관리본부, 2008; Oh et al., 2008).

심박수 변이도(Heart rate variability; HRV)는 체내 및 외부

환경 변화에 따른 심박동의 주기적인 변화를 측정하는 것으

로 심장의 자율신경계 측정에 있어 매우 타당도가 높은 지

표이다(Kamath & Fallen, 1993). HRV 감소는 심혈관계질환의

유병률 및 사망률의 강력한 예측인자이며 (Task Force,

1996), HRV 감소는 비만과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려

져 있다(Laederach-Hofmann et al., 2000).

그 동안 주로 성인비만에서 보고되던 심장의 자율신경계

불균형 현상은 최근 비만 청소년 내에서도 종종 보고되고

있다(Vanderlei et al., 2010; Kaufman et al., 2007). Vanderlei

등(2010)과 Kaufman 등(2007)의 연구에서는 심박수 변이도 검

사 지표 중 부교감신경계 활성도를 나타내는 High frequency

normalized units(HFnu)가 정상체중 청소년에 비해 비만 청소

년에서 유의하게 감소되어 있었다. 또한 교감신경과 부교감

신경계의 균형을 나타내는 low frequency：high-frequency

ratio(LF：HF)가 비만 그룹에서 유의하게 증가되어 부교감신

경계 활성도가 저하되어 있을 뿐만 아니라 교감신경계가

항진되어 있음을 나타냈다. 국내에서도 김병로 등(2010)은

최대운동 후 회복시 심박수를 이용하여 부교감신경계 재활

성도를 살펴본 결과, 비만그룹은 정상체중 그룹에 비해 최

대운동 후 심박수 회복 반응이 느린 것으로 나타났다.

이에 반해, 규칙적인 운동은 자율신경계 기능을 개선시키

는 것으로 보고되고 있다. 성인을 대상으로 한 단면적 연구

와 운동중재연구에서 신체활동량의 증가는 부교감신경계

활성도를 증가시키며, 치명적 심장 사건 발생률을 감소시키

는데 유의한 효과를 나타냈다(Aubert et al., 2003; Goldsmith

et al., 1992; Davy et al., 1996). 비만 청소년을 대상으로 한

Nagai & Mortani(2004) 연구에서도 신체활동량이 높은 그룹

이 자율신경계 기능 저하에 대한 비만의 부정적 영향이 감

소되었음을 보고하였으며, Gutin 등(1997)은 비만 청소년을

대상으로 4개월간 운동트레이닝을 실시한 결과 자율신경계

조절이 개선되었음을 제시하였다. 그러나 Leicht 등(2003)과

Loimmala 등(2000)은 지구성 운동 후 심박수 변이도에서 개

선효과가 없음을 보고하고 있어 아직 운동이 자율신경계를

개선시킨다는 명확한 결론을 도출하기에는 어려움이 있다.

또한 앞서 살펴본 바와 같이 비만 청소년내에서는 이미 자

율신경계 기능 저하가 나타나고 있음에도 불구하고 이들에

게 자율신경계 기능 개선에 대한 운동의 효과를 보고한 연

구는 절대적으로 부족한 실정이며, 비만 청소년의 자율신경

계 기능 저하 및 운동의 효과성에 관한 국내연구는 거의 보

고된 바 없다. 더욱이 Nagai 등(2003)은 비만기간에 따라 자

율신경계 기능저하가 유의하게 나타남을 보고하고 있어 비

만 청소년들에게 운동의 통한 비만의 조기치료는 자율신경

계 개선에 있어 매우 중요할 것으로 여겨진다. 이러한 시점

에서 비만 청소년들에게 운동의 체중조절 효과뿐만 아니라,

자율신경계 개선 효과를 알아보는 것은 심혈관계 질환의 예

방의학적 측면에서 중요한 근거 자료를 제공해 줄 수 있을

것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 남자 중학생을 대

상으로 일차적으로 비만이 자율신경계에 미치는 영향에 대

해 알아보고, 이차적으로 비만그룹을 대상으로 운동이 자율

신경계 미치는 영향을 규명하고자 하였다.

 

 

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