운동과 면역력의 과학적 근거와 강화방법

박성률트레이닝과학연구소장·부경대 겸임교수

요즘 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)으로 지구촌이 혼란스럽다. 코로나19는 면역력이 약한 사람에게 잘 걸리는 것으로 알려졌다. 이런 이유로 면역력 강화에 대한 관심이 여느 때보다 높아지고 있다. 면역력 강화를 위한 방법으로 운동을 권하고 있다. 독일을 비롯한 유럽에서는 ‘운동은 최고의 약(Sport ist die beste Medizin)’으로 인식되고 있다.

그러나 아무리 몸에 좋은 운동도 잘못하면 해(害)가 될 수 있다. 매번 고강도로 하는 운동은 오히려 면역력을 떨어뜨린다는 연구결과가 일반적이다. 운동 효과는 참가자 자신의 체력 상태와 운동의 유형, 강도, 빈도, 시간에 따라 다르게 나타나기 때문이다.

운동의 효과는 과부하와 과보상의 원리이다. 운동 과정은 ‘자극에 대한 인체의 적응 과정’이다. 체력의 향상은 인체가 현재 능력을 넘어서는 자극이나 도전을 받을 때에만 나타나며, 이때 인체는 그러한 자극에 적응함으로써 인체의 능력이나 가능성을 향상시킨다. 다시 말해 운동의 강도, 빈도 및 시간이 인체의 현재 능력보다 어느 정도 높아야 하며, 인체는 또한 이러한 자극에 적응하는 데 일정 시간을 필요로 한다. 운동의 효과 가운데 면역력 강화도 이 같은 원리에서 나타난다.

거의 매일 강한 지구성운동(유산소운동)이나 저항성운동(웨이트트레이닝)을 하는 데도 몸은 늘 피곤하며 체력 향상은 더디고 심지어 감기나 운동 상해까지 경험한 적도 있을 것이다. 우리 몸은 강한 운동 후에는 스스로 회복하기까지 상당한 시간을 필요로 한다. 즉, 인체는 강한 운동으로 인해 나타난 대사 물질을 제거해야 한다. 그러므로 운동 사이의 시간 간격이 지켜져야 한다. 예컨대 최대 근력운동은 2.5일, 순발력 강화 근력운동은 2일, 일반적인 근력운동은 1.5일, 계단이나 산 뛰기, 인터벌 달리기 등 강한 강도의 지구력 운동은 2일, 달리기 등 일반적인 지구력 운동은 1일 정도의 시간 간격이 필요하다. 그 외 체조, 스트레칭, 조깅 등은 운동 후 피로회복이 빠르므로 운동 사이의 시간 간격을 필요로 하지 않는다.

또한 운동과 운동사이의 시간 간격은 너무 크지 않아야 한다. 시간 간격이 너무 클 경우 인체의 적응, 즉 운동의 효과가 사라지게 된다. 최대 근력운동에서는 6일 이상, 순발력 또는 스피드 운동에서는 4일 이상, 지구력운동에서는 3일 이상이 될 경우에는 더 이상 향상된 인체의 적응 기제가 나타나지 않을 뿐 아니라 이미 형성된 능력도 사라지게 진다.

우리 몸은 운동을 하면 체온이 올라간다. 또한 체내 에너지원인 ATP(글루코겐)를 태워 쓰면서 젖산(대사 물질)이 생성되어 인체는 산성화가 된다. 이같이 열과 산성화는 우리 근육 내 단백질을 파괴한다. 이 과정에서 열충격단백질(HSP)이 합성된다. 몸의 정상세포가 열을 받아 그 구조가 변형되면 이를 지키기 위해 세포 안에서 스스로 HSP를 발현한다. 운동을 지속적으로 하면 HSP가 단백질 구조를 안정화시키기를 반복하여 저항력이 올라간다. 운동을 하면 우리 몸이 스스로 면역력을 높이는 이유이다.

그렇다면 어떤 운동을 어느 정도 해야 면역력이 강화될까?

다소 강도가 높은 운동을 해야 HSP 발현이 가장 활발하다는 것이 다수의 연구결과이다. 지근(적근)보다는 속근(백근)을 많이 활용하는 운동에서 HSP 발현양이 비교적 높다. 말하자면 천천히 오래가 아니라 짧은 시간에 강도 높은 운동을 하는 것이 더 효과적이다. 또한 적당한 운동에도 HSP는 발현하며 꾸준히 규칙적으로 운동을 하면 세포내 소포체기능이 향상되고 HSP 단백질 기능도 향상된다는 과학적 근거도 충분하다. 결과적으로 걷기, 조깅, 자전거타기 등 지구성운동(유산소운동)이든 밴드, 아령, 바벨 등을 이용하는 저항성(웨이트트레이닝)이든 운동 유형에 큰 상관없이 HSP는 합성되고 발현한다.

여러 연구결과에서 보통 체온이 섭씨 38.5도에서 HSP 발현양이 가장 높다고 한다. 운동을 하게 되면 근육과 피부에서 75%, 장기에서 22% 등의 열이 발생한다. 면역력 강화를 위해서는 심장, 방광 등 체내 장기의 온도가 중요한데, Vo2 Max(최대산소섭취량)의 50%로 운동할 경우 37.3도, 75%로 할 경우 38.5도까지 올라간다. 이는 운동을 “힘들다” 느낄 정도로 해야 HSP가 잘 발현한다는 뜻이다.

하지만 “힘들다”라는 자각적 운동강도(RPE)는 사람마다 느낌이 달라서 주관적이다. 좀 더 과학적인 방법으로 운동 강도를 설정할 필요가 있다. 과학적인 방법으로 산출하면 (남자 220, 여자 226-만나이-안정시심박수) × 운동 강도(백분율)를 계산한 후 안정시심박수를 더하면 자신에 맞는 운동 강도를 알 수 있다. 자신의 안정시심박수는 아침에 눈뜨고 누운 상태에서 요골동맥, 경동맥 등에 엄지와 검지를 사용한 촉진을 통해 측정할 수 있다(10초×6/20초×3). 결과적으로 면역력 강화를 위한 적정 운동 강도는 70~80%이고, 운동 빈도는 주 5회가 적당하며 운동 시간은 60분 이상 120분 이하가 바람직하다 할 수 있다.

일반적으로 우리는 몸이 아프면 병원을 찾고 의사의 진료에 따라 약이 처방된다. 스포츠도 과학이다. 먼저 자신의 몸 상태를 알고 운동을 해야 약이 될 수 있다. 자신의 건강상태와 체력을 측정, 분석해 자신의 몸에 맞는 운동 유형과 강도, 빈도, 시간에 대한 처방전이 필요하다. 이것이 자신의 몸에 약이 됐는지 해가 됐는지 재차 확인할 수 있는 건강한 사회가 정착됐으면 한다.