혈류 제한 트레이닝에 관해 알아야 할 사항

Dr. Mercola

혈관 폐쇄 트레이닝(vascular occlusion training)으로도 잘 알려진 혈류 제한 트레이닝의 기원은 50년도 훨씬 전에 이 분야의 선구자로 알려져 있는 일본의 요시아키 사토 교수에 의해 개발되었습니다.

이 훈련법이 널리 시행되는 일본에서 이 기법은 가압(KAATSU)이라 불리는데, 이는 '압력 추가'를 의미하며, 사토 교수는 이를 일반적으로 혈류 조절(Blood flow moderation)로 정의했습니다.

혈류 제한 트레이닝은 사지에 있는 근육을 운동하는 것에서 동맥의 유입을 '부분적으로 늦추고' 정맥의 유출을 '부분적으로 조절'하는 것과 관련이 있습니다.

이 운동의 혁신을 통해, 여러분은 전통적인 근력 훈련에서 활용되는 것의 일부분의 중량과 약 절반 정도의 시간만을 활용하여 근력과 근육량을 상당히 강화할 수 있습니다. 중량이 매우 낮기 때문에 부상의 위험이 상당히 줄어듭니다.

연구에서는 또한 이 운동이 인간 성장 호르몬과 IGF-1과 같은 흔히 '체력 호르몬'으로 일컬어지는 내생 호르몬의 생성을 자극한다고 밝히고 있습니다.

더 중요한 것은, 보다 가벼운 중량을 활용하는 것을 통한 저항 훈련이 노인 및 다양한 의학적 질환이나 부상을 당한 환자들을 포함하여 훨씬 광범위한 범주의 사람들이 이용 가능할 수 있도록 해준다는 것에 있습니다. 이러한 결과는 또한 중량 없이도 달성 가능하기 때문에, 거의 모든 사람들에 의한 활용의 가능성은 흥미롭습니다.

혈류 제한 트레이닝은 근육 감소증이라고 불리는 노화에 따른 근육 감소의 만연을 해결할 수 있는 최상의 전략 중 하나인데, 근육 감소증은 60세 이상의 노인들의 약 25%, 80세 이상의 노인들의 경우 50%가 겪고 있는 문제입니다.

혈류 제한 트레이닝이 작용하는 방식

혈류 제한 트레이닝이 그렇게 괄목할만한 생리학적 이점을 나타내는 능력은 관련 근육에서 나오는 정맥 혈류를 늦추는 것, 운동 근육에서 상대적으로 저산소 환경 및 산소의 저압력을 만들어내는 것과 관련이 있습니다.

정맥의 흐름은 부풀어 오르는 커프나 밴드로 운동하는 쪽 맨 끝을 감싼 채로 운동을 함으로써 조절할 수 있습니다. 이 밴드는 정맥이 심장으로 천천히 되돌아갈 수 있을 정도로 타이트해야 하는데, 이를 통해 정맥혈이 운동하고 있는 팔다리 영역에 '고이도록' 하면서도, 동맥혈이 흘러 들어갈 수 있도록 충분히 느슨해야 합니다.

가벼운 운동과 함께, 약 15분에서 20분 동안 매우 힘든 운동을 함으로써 뇌에 다음과 같은 신호를 보냅니다. "이봐, 난 충분히 힘든 운동을 했어. 너는 이제 내가 회복하고 이에 적응할 수 있도록 도와줘야 해."

그리고 나서 뇌는 근육과 혈관이 자라도록 하는 다양한 범주의 강력한 호르몬 반응을 보내게 됩니다. 대부분의 사람들은 그러한 가벼운 중량이 그 어떠한 근력을 향상하는 데도 충분하지 않다고 생각하지만, 여러 연구에서는 중량과 건강에 따라, 12주 만에 근력이 거의 40% 증가했다고 밝히고 있습니다.

혈류 제한 트레이닝은 헤비급 중량 트레이닝을 어떠한 위험성 없이 모방합니다

혈류 제한 트레이닝은 저항 밴드를 추가한 단순히 전통적인 저항 훈련 프로그램으로 종종 오해받습니다. 하지만, 이는 사실이 아닙니다.

운동은 매우 낮은 중량으로 행해지기 때문에, 특히 전통적인 근력 훈련과 비교하여 근섬유의 외상과 손상이 상당히 덜합니다. 이는 여러분이 훨씬 더 빨리 회복할 수 있다는 것을 의미하기 때문에, 다음 며칠 동안 곤경에서 빠져나오려 할 필요가 없습니다. 대부분의 경우, 여러분은 거의 매일 신체의 여러 부위를 운동할 수 있으며, 대사 및 신체상의 이점을 빠르게 얻을 수 있습니다.

전력 질주와 같은 고강도 트레이닝 혹은 헤비급 중량 트레이닝은 대개 근육 사이즈를 늘리는 데 권장되어 왔는데, 왜냐하면 이들은 II형 속근 섬유를 활성화하기 때문입니다.

근육량과 근력을 늘리기 위해, II형 속근 섬유를 훈련 중에 활성화하는 것이 중요한데, 왜냐하면 이러한 섬유들은 I형 섬유보다 근육의 크기를 늘리는 데 반응을 더 잘 나타내며, 이러한 섬유들의 크기가 대개 훨씬 크기 때문입니다.

저항 밴드 없이 낮은 중량을 활용하는 웨이트 트레이닝은 II형 섬유를 활성화하지 못합니다. 이에 대한 이유는 I형 서근 섬유가 혈류 제한 트레이닝에 의해 발생한 저산소 상태에서 탈진하게 되어 II형 섬유가 작용하기 시작해 젖산염의 수치를 높이게 되는데, 이것이 대사의 마법이 나타나게 하는 원인의 대부분을 차지하게 됩니다.

혈류 제한 트레이닝 중에 I형 섬유는 최초 세트 도중에 산소 부족으로 인해 극심한 피로를 겪게 되며, 따라서 II형 섬유 모집을 필요로 하게 되는데, 운동이 진행됨에 따라 이 섬유가 산소 없이도 에너지를 생성합니다.

혈류 제한 트레이닝 없이 단순히 가벼운 중량을 여러 번 반복하여 움직이는 것은 II형 섬유를 관련시키지 않게 되는데, 왜냐하면 이 상태에서는 I형 섬유가 작동하도록 하는 충분한 산소가 존재하기 때문입니다. 그러므로, II형 속근 섬유를 불러오지 않게 됩니다.

혈류 제한 트레이닝은 체지방을 줄이면서도 견고한 근육량을 더할 뿐만 아니라, 근력과 지구력을 상당히 증가시키는 유형의 훈련입니다.

즉, 혈류 제한 트레이닝은 매우 단순한 원칙에 근거하여 작용합니다. 이는 신체로 하여금 여러분이 실제로 사용하고 있는 것보다 훨씬 무거운 중량 운동을 하고 있다고 착각하게끔 만들어, 그 결과, 아래에서 설명한 수많은 강력한 보완적인 대사 반응을 생성하게 됩니다.

혈류 제한 트레이닝의 국소적 효과 및 전신 효과

노인의 경우 정말로 놀라운 사실은, 혈류 제한 트레이닝을 통한 근육의 성장이 헤비급 중량으로 하는 근력 운동으로 근육을 성장시키는 것을 넘어선다는 점에 있습니다. 왜냐하면, 여러분은 적당한 혈류가 II형 근섬유 줄기세포로 흘러가도록 할 필요가 있으며, 실제로 모든 사람들의 미세 순환이 나이가 듦에 따라 줄어들기 때문입니다.

따라서, 비록 전통적인 근력 훈련을 함으로써 근육 성장을 위한 신호를 보낸다고 하더라도, 만일 II형 섬유 줄기세포에 모세혈관 공급이 충분하지 못하다면 이 또한 잘 작용하지 못할 것입니다.

혈류 제한 트레이닝은 이와 관련된 미세 순환, 모세혈관, 소정맥 및 소동맥을 증가시키는데(하기 이미지 참조), 대개 이는 근육이 저산소 환경에서 작용하고 있기 때문입니다.

이러한 저산소 긴장은 저산소 유도 인자-1 알파(HIF-1 alpha)의 생성을 유발하고 호르몬 혈관 내피 성장 인자(VEGF)를 증가시키게 되는데, 이는 체내 가장 강력한 혈관 형성 신호 중 하나입니다. 혈류 제한 트레이닝은 젊은 성인들에게 있어 혈관 내피 성장 인자 수치를 410%만큼 높이는 것으로 밝혀졌습니다.

이외의 흥미로운 것은 생리학 및 의학에서의 노벨상이 2019년 10월 초, 저산소 유도 인자-1 알파 및 혈관 내피 성장 인자의 선구자적인 연구에 대해서 수여되었다는 점입니다. 특히 혈관 내피 성장 인자는 근육 줄기세포에 전달되는 새로운 혈관 및 모세혈관에 '비료'로 작용합니다. 혈류 제한 트레이닝은 8일간의 훈련 후, 근육 줄기세포를 300%만큼 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.

하지만, 혈관 내피 성장 인자가 근육 줄기세포에 있는 미세 혈관뿐만 아니라 뇌와 심장에 있는 미세 혈관을 증가시키게 됨에 따라, 상황은 심지어 더 좋아지게 됩니다. 일본에서 혈류 제한 트레이닝은 정확히 이러한 목적으로 뇌졸중과 심장 재활에 빈번하게 활용됩니다.

혈류 제한 트레이닝은 혈관 내피 성장 인자를 자극할 뿐만 아니라, 중요한 제한 작용을 하는 자유 라디칼인 산화질소의 생성을 증가시켜 혈관 내피 성장 인자를 더욱 증가시키게 됩니다. 산화질소는 산화질소 합성 효소(nNOS)에 의해 근육에서 높은 수준으로 생성되는 중요한 신호 전달 분자입니다. 혈류 제한 트레이닝은 산화질소를 증가시키는 방법을 통해서 근육 위성 줄기세포를 자극하고 증식하는 것으로 밝혀졌습니다.

혈류 제한 트레이닝은 강력한 마이오스타틴 억제제입니다

혈류 제한 트레이닝은 마이오스타틴(myostatin)이라고 불리는 호르몬을 하향 조절하는데, 마이오스타틴은 근육 성장과 근육량에 음의 상관관계를 나타내는 조절제입니다. 즉, 마이오스타틴 수치가 높을 때, 여러분은 근육을 성장시킬 수 없게 되는 것입니다.

이 사실이 중요한 이유는 노인들의 마이오스타틴 수치가 대개 젊은이들의 수치의 두 배로 나타나, 이것이 근육의 크기와 근력 증가를 정말로 어렵게 만들기 때문입니다.

과거, 젖산염은 전통적으로 대사 폐기물로 여겨졌으나, 오늘날 젖산염은 많은 구조적 적응에 있어 수많은 대사 과정과 결과의 원인이 되는 중요한 분자로 이해됩니다. 이는 심지어 가짜 호르몬으로 일컬어지기도 합니다.

II형 근섬유가 혈류 제한 트레이닝 중에 생성하는 젖산염은 실제로 마이오스타틴 생성을 하향 조절하며, 골격근 감소 개선에 도움을 줍니다. 놀랍게도, 한 연구에서는 혈류 제한 트레이닝이 "마이오스타틴 수치를 각각 41%와 45%로 감소시켰다"라고 밝히고 있는데, 이는 근육 단백질 합성을 증가시키는 것으로 밝혀진 바 있습니다.

하지만, 젖산염으로 인한 이점은 거기에서 멈추지 않습니다. 일단 밴드를 풀게 되면 젖산염은 근육으로부터 빠져나와 혈류로 들어가며 뇌로 이동하는데, 모노카르복실레이트 수송체(monocarboxylate transporter)가 젖산염을 뇌로 전달시켜 연료로 활용됩니다.

일단 젖산염이 뇌에 도달하게 되면, 이는 뇌유래신경영양인자(BDNF)라고 불리는 강력한 호르몬을 증가시키게 됩니다. 뇌유래신경영양인자는 뇌 성장 인자의 구성원으로, 신경가소성에 기여하여 인지 활동을 상당히 증가시키게 됩니다.

밴드 압력을 올바르게 설정하는 것이 중요합니다

앞서 언급했듯이, 혈류 제한 밴드는 운동 근육에 공급되는 산소를 줄일 수 있을 정도로 충분히 팽팽하게 설정되어야 합니다. 동맥 폐색 압력(AOP)은 사지로부터 나오는 혈류를 100% 제한하기 위해 필요한 압력으로, 본질적으로는 지혈대로 정의됩니다. 이는 위험한 시나리오이며 삼가야 합니다.

최근 연구에서는 동맥 폐색 압력의 60%까지만 필요하다고 밝힌 바 있습니다. 이보다 더 높은 압력은 추가적인 이점을 제공하지 않는 것으로 보이며, 이는 부상 위험의 증가와 연관될 수 있습니다. 수치는 최소 동맥 폐색 압력의 40%가 되어야 합니다. 그렇지 않으면, 근육의 산소 및 탈산소 수치는 비-혈류 제한 트레이닝 과정에서 보이는 것과 크게 다를 바 없게 됩니다.

적절한 압력을 확인하는 방법

만일 밴드가 너무 팽팽하다면, 실제로 근육에 손상이 가해질 수 있습니다. 모세혈관 충전 시간을 주의 깊게 모니터링하여, 충분한 혈류가 운동하고 있는 사지로 흘러 들어가는지 확인할 수 있습니다. 모세혈관 충전 시간을 체크함으로써 충분한 동맥류가 흐르고 있는지 확인할 수 있습니다.

집게손가락을 (제약 하에 있는 팔의) 반대편 손바닥의 엄지 바로 아랫 부위를 꽉 누르고 나서 빠르게 뗀 후, 하얀색 부위가 분홍빛으로 바뀌는 데 얼마나 오랜 시간이 걸리는지를 확인함으로써 팔에서의 적절한 밴드 압력을 가장 쉽게 확인할 수 있습니다.

만일 말초 혈관 충전 시간이 3초 이상 걸린다면, 밴드는 너무 팽팽한 것입니다. 만일 밴드가 팽창하는 동안, 하얀색 부위가 분홍빛으로 즉시 바뀌게 된다면(즉 1초 이내로 바뀐다면), 이 밴드의 팽팽한 정도는 최적에 가깝습니다.

또한 다리에 착용한 공압 밴드가 팽창하는 동안, 무릎 바로 위의 조직에서 모세혈관 충전 시간을 확인할 수 있습니다. 이상적으로는 이것이 약 2초 정도 걸려야 합니다.

만일 말초 동맥 질환이 있으시다면, 이것이 수치에 영향을 미칠 수 있습니다. 만일 2초 이내의 시간이 걸린다면, 밴드가 너무 헐거운 것으로 보이며, 만일 3초 이상의 시간이 걸린다면 밴드가 너무 팽팽한 것 같습니다.

팔과 다리 모두에 동시에 혈류 제한 트레이닝을 수행해서는 안 됩니다. 이것이 여러분이 기절할 수 있을 정도로 혈압을 떨어뜨릴 수 있기 때문입니다.

이상적인 저항 수치 확인법

전통적인 근력 훈련 중에 부상의 위험을 늘릴 수 있는 무거운 중량을 활용하는 것 대신에, 혈류 제한 트레이닝이 훨씬 더 안전합니다. 왜냐하면, 이는 전통적인 저항 훈련에서 활용되는 저항의 단 20%에서 33% 정도만을 요구하기 때문입니다.

외부적으로 적용되는 압력이 다리 혹은 팔의 활성화된 근골격으로 들어가는 혈류를 약간만 제약하는 동안, 가벼운 중량의 훈련은 상당한 반복과 결합됩니다.

중량에 관한 한, 목표는 '스윗 스팟'을 찾는 것이 되어야 합니다. 노인이나 운동을 규칙적으로 하지 않으신 분들이라면 중량은 0이 되어야 할 수 있습니다.

이상적으로는, 하중 운동 등 점진적으로 저항 운동을 증가시키는 다양한 운동에 접근하는 것이 좋습니다. 그렇다 하더라도 11Kg 이상 목표를 높이 잡을 필요가 없습니다.

일단 여러 중량에 접근해 보면서, 여러분이 계획한 운동을 가지고 단 한 번에 들 수 있는 가장 무거운 중량을 찾을 수 있습니다. 이것이 여러분의 1회 최대 반복에 해당합니다.

그리고 나서, 이 중량을 5로 나눠 보시고(20%), 4로 나눠 보시고(25%), 혹은 3으로 나눠보세요(33%). 예를 들어, 만일 팔뚝 컬에 대한 최대 중량이 11Kg 라면, 처음에는 약 2.3kg 덤벨을 가지고 운동을 시작하실 수 있습니다.

초보자가 아니라면 (아래 경고 상자를 확인해 보세요), 목표가 근육 증대에 해당하는 경우, 중량을 1회 최대 반복의 20%에 해당하는 것으로 제한함으로써 시작하여 근육을 형성시켜 나가는 것이 가장 좋습니다. 보다 가벼운 중량을 가지고 시작함으로써, 신체가 혈류 제한 트레이닝에 적응할 수 있는 기회를 제공하고 잠재적인 부상을 피할 수 있게 됩니다.

추가적인 이점은, 보다 가벼운 중량을 고수함으로써 그만큼 근육 손상을 초래하지 않기 때문에, 보다 빈번하게 훈련을 할 수 있다는 점입니다. 

근력 및 근육량 증대에 더 관심이 있는 분들은 1회 최대 반복의 1/4에서 1/3의 중량으로 높일 수 있습니다. 만일 운동을 제대로 하고 계시다면, 1회 최대 반복의 33%에 도달하기까지 약 3개월이 걸릴 것입니다. 이 수치보다 더 높게 목표를 잡을 필요가 없습니다.

만일 1회 최대 반복 수치를 모르신다면 여러분이 쉽게 30회 반복할 수 있을 것으로 생각되는 중량 한 가지를 골라서 그것에서부터 시작해 보는 것입니다.

만일 해당 중량에서 3 세트 모두를 쉽게 수행할 수 있다면, 이는 명백히 중량이 너무 낮다는 것이며, 저항을 증가시키는 것으로부터 이점을 얻을 수 있습니다. 운동 후 팔뚝의 둘레가 최소 약 1.3cm(0.5인치)의 증가조차도 보이지 않는다면 특히 그렇습니다.

이와 반대로, 만일 첫 번째 세트 시도 시 20회를 완수할 수 없다면, 저항이 지나치게 높다는 신호이며, 중량을 줄여야 할 필요가 있습니다.

일반적인 혈류 제한 트레이닝 운동에 대한 지침

비록 혈류 제한 트레이닝을 기계를 포함하여 여러 유형의 저항 훈련으로 적용시킬 수 있지만, 이를 이행하는 가장 이상적인 방법은 단순 덤벨을 활용하는 것을 통해서인 것 같습니다. 낮은 중량을 사용하기 때문에, 약 11kg 이상의 중량이 필요하지 않을 것 같습니다. 노인 및 허약한 사람들의 경우, 2~4.5kg 이하의 중량으로 1세트만 진행해 보세요.

중량을 늘릴 때는 반드시 아주 조금씩만 늘려야 한다는 사실을 명심해 보세요. 2kg에서 4.5kg으로 중량을 늘려서는 안 됩니다. 이는 중량을 100% 증가시키는 것이 됩니다. 0.5~1kg만큼만 늘리는 것이 훨씬 좋습니다.

각 세트당 반복 횟수 1번째 세트 = 팔과 다리에 30회 반복과 20초 휴식 2번째 세트 = 팔과 다리에 20~30회 반복과 20초 휴식 3번째 세트 = 팔과 다리에 10~20회 반복과 20초 휴식 4번째 세트 = 팔과 다리에 1~10회 반복과 20초 휴식, 그리고 다음 운동으로 넘어가기 전에 최대 60초 휴식

일반 초심자의 실수는 운동 중에 밴드를 제거하거나 헐겁게 함으로써, 혈류가 근육으로 다시 흘러가도록 하고 나서 이를 다시 팽팽하게 한다는 것입니다. 이는 결과를 개선시키지 못하며, 실제로 더욱 악화시킬 뿐입니다. 따라서, 전체 운동시간 동안 밴드를 그대로 두는 것이 가장 좋습니다.

단, 팔에는 15분 이후에, 다리에는 20분 이후 밴드를 제거하세요. 또한, 운동을 더 많이 하고 싶으시다면, 1분 후에 밴드를 다시 착용하여 운동을 할 수도 있습니다.

만일 통증이나 마비, 혹은 피부색이 보다 하얗게 변해간다면, 물론 밴드를 즉시 제거하거나 풀어야 합니다. 하지만, 여러분이 적절한 준비를 하셨으며 이러한 지침에 주의를 기울이셨다면 이러한 현상은 드물게 나타납니다.

대개, 혈류 제한 트레이닝을 시작하자마자 높은 수준의 어려움을 인지하게 되실 것입니다. 하지만, 몇 주 동안 훈련에 적응하다 보면 어려움에 대한 인식이 줄어들 것입니다 이 지점에서, 동일한 강도의 수준으로 계속해서 운동을 수행해 나가는 것이 중요합니다.