Effect of Loaded Plyometric Training on Physical Fitness, Lower Extremity Isokinetic Muscle Function and Dynamic Balance

Gwan-hyung Lee; Kwang-Jin Lee; Keun-Ok An

doi:10.15758/ajk.2023.25.4.41

Asian J Kinesiol > Volume 25(4); 2023 > Article

Lee, Lee, and An: Effect of Loaded Plyometric Training on Physical Fitness, Lower Extremity Isokinetic Muscle Function and Dynamic Balance

Original Research

The Asian Journal of Kinesiology 2023;25(4):41-49.

Published online: October 30, 2023

DOI: https://doi.org/10.15758/ajk.2023.25.4.41

Effect of Loaded Plyometric Training on Physical Fitness, Lower Extremity Isokinetic Muscle Function and Dynamic Balance

Gwan-hyung Lee^*

, Kwang-Jin Lee^*

, Keun-Ok An^**

Sports Medicine Major, Division of Sports, Korea National University of Transportation, Chungju, Republic of Korea

^* These authors contributed equally to conduct of the studies

**Correspondence: An, Keun-Ok, Sports Medicine Major, Division of Sports, Korea National University of Transportation, Chungju, Republic of Korea;
Tel: +82-43-841- 5995; Fax: +82-43-841-5990; E-mail: koan@ut.ac.kr

Received September 25, 2023 Accepted October 12, 2023

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Abstract

OBJECTIVES

This study purposed to investigate the effects of an 8-week intervention of loaded plyometric training on physical fitness, lower limb isokinetic muscle function, and dynamic balance in healthy adults.

METHODS

The participants were 12 undergraduate students at K University in Chungcheong-do, South Korea, who had no experience of injury in the past year and who showed ≥250 peak torque/body weight(%) in the test of lower limb isokinetic muscle function. At pre-test and post-test, an identical set of tests was conducted to assess the physical fitness, lower limb isokinetic muscle function, and dynamic balance.

RESULTS

After exercise intervention, Loaded plyometric training group(LPTG) had significant differences in sit-ups, standing long jump, T agility test, extensor muscle strength-right(EMS-R), flexor muscle strengthright( FMS-R), extensor muscle power-left(EMP-L), flexor muscle power-left(FMP-L), flexor muscle powerright( FMP-R) and anterior-left(AN-L). Unloaded plyometric training gruop(UPTG) had significant differences in standing long jump, T agility test, EMS-R, EMP-L, and posterolateral-right(PL-R). Between the two groups, there were significant differences in standing long jump, extensor muscle strength-left(EMS-L), and EMP-L.

CONCLUSIONS

Thus, compared to the UPTG, the LPTG has been shown to exert a stronger effect on the standing long jump, muscle strength, and muscle power, and it is predicted to be a more effective method of exercise.

Keywords: Dynamic Balance / Fitness / Isokinetic Muscle Function / Loaded Plyometric Training / Unloaded Plyometric Training

서론

신장-단축 주기의 활용이 특징인 플라이오메트릭은 점프-달리기와 같은 폭발적인 움직임을 개발하고, 최대 폭발력과 운동 속도를 증가하기 위한 중요한 요소로서[1], 운동 수행력을 크게 향상시키는 방법 중 하나이다[2].

플라이오메트릭의 기초 원리인 근육의 신장-단축 주기 기전(Stretch-Shortening Cycle; SSC)은 플라이오메트릭 용어를 대체하는 기전으로[3] 신장성 단계(eccentric phase), 전이 단계(amortization phase), 단축 단계(concentric phase)로 나뉘어 신장성 단계에서 근육과 건에 저장된 탄성 에너지가 전이 단계를 거쳐 단축성 단계에서 저장된 탄성 에너지가 방출되어 폭발적인 힘을 생산한다[4]. SSC는 0.25초 미만의 짧은 수축 시간을 가지는 빠른 SSC(-Fast SSC)와 0.25초를 초과하여 긴 수축 시간을 가지는 느린 SSC(Slow SSC)의 두 가지 유형으로 분류할 수 있으며, 탄성 에너지를 최적으로 활용하려면 짧은 전이 단계를 통해 근육 활성 패턴을 발달시키는 것을 필요로 한다[5,6].

플라이오메트릭 트레이닝은 훈련 강도가 높기 때문에 플라이오메트릭 트레이닝을 수행할 수 있는 능력이 선행되어야 하며 적절한 운동 강도가 설정되어야 한다[7]. 대부분의 선행연구에서 박스의 높이가 50cm일 때 좋은 결과가 나타났다고 보고하였고[8], Aboodarda 등[9]은 35cm 높이에서의 중량부하 조건과 50cm 높이에서 체중만을 사용한 조건이 유사한 운동 강도라고 하였다. Bobbert 등[10]은 높이가 지나치게 높을 경우 지면반력(Ground Reaction Force; GRF)이 견딜 수 없을 정도로 증가하여 하지 부상을 일으킨다고 보고하면서, 박스의 높이를 조절하기보다는 중량부하 조절을 통한 적절한 운동 강도가 필요하다고 하였다[11].

중량을 이용한 플라이오메트릭 트레이닝의 선행연구에 의하면, 선수 본인의 체중 부하 외에 추가적인 중량부하를 이용하는 것은 접촉 시간(contact time)을 증가시켜 전이 단계를 길게 만들기 때문에 효과적인 SSC를 만들지 못하여 운동 수행력에 부정적이라고 하였으며[12], Eduardo 등[13]의 선행연구 또한 증가된 접촉 시간으로 인해 중량부하 플라이오메트릭 트레이닝의 효과를 기대하기는 어려움이 있다고 보고하였다. 이와 반대로 최근 연구는 체중의 10% 중량부하가 보다 큰 운동 수행력 향상에 효과적이라고 이야기하며 근력증가율(rate of force development; RFD), 근 신경 효율성(neuromuscular efficiency)을 증가시킨다고 보고하여, 10%의 중량부하가 플라이오메트릭 트레이닝에 효과적이라고 생각된다[14,15].

전술한 바와 같이 일정한 박스 높이에서 자기 체중을 이용한 플라이오메트릭과 중량부하를 이용한 플라이오메트릭 운동은 모두 효과적인것으로 보고되고 있다. 하지만 두 가지 조건 중에서 어떠한 방법으로 운동하는 것이 체력, 하지 등속성 근기능 및 동적안정성 향상에 더 효과적인지 규명되지 않았다. 따라서 이 연구는 두 가지 조건(무부하 VS 중량 부하)이 건강한 성인의 체력, 하지 등속성 근기능 및 동적안정성에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

연구방법

1. 연구대상

연구는 K대학교 학생 12명을 대상으로 선정하였다. 대상자들은 실험 전 1년 동안 부상 경험이 없으며 하지 등속성 근기능 검사에서 단위 체중당 근력[peak torque/body weight(%)]≥250을 만족하는 대상자를 선정하였다. 모집된 대상자들은 무선할당 방법에 의해 무작위로 중량부하 플라이오메트릭 트레이닝 집단(Loaded Plyometric Training Group; LPTG, n = 6)과 무부하 플라이오메트릭 트레이닝 집단(Unloaded Plyometric Training Group; UPTG, n = 6)으로 구분하였다. K대학교 생명윤리위원회(Institutional review board; IRB) 심의 후 승인(KNUT IRB 2021-42)을 받았으며, 모든 대상자에게 연구의 취지와 내용을 이해시킨 후 참가에 희망하는 대상자들에게만 동의를 구하고 실험을 진행하였다. 연구 대상자의 신체적 특성은 다음과 같다<Table 1>.

2. 측정절차

이 연구의 대상자들은 체력, 하지 등속성 근기능과 동적 안정성에 대한 평가를 본 운동 프로그램에 들어가기에 앞서 측정하였다. 운동 강도를 동일하게 설정하기 위하여 이 연구에서는 35cm 높이의 중량부하 조건과 50cm 높이의 체중만을 사용한 조건이 유사한 운동 강도라는 선행 연구를 참조하여 본 연구의 상황에 맞게 수정 적용하였다[9]. 이 운동의 세트간 휴식시간은 2분으로 구성하였고 모든 측정은 같은 장소에서 동일한 실험자에 의해 8주간의 플라이오메트릭 트레이닝 프로그램 적용 전과 후에 동일하게 측정하였다.

3. 운동중재

이 연구에서 LPTG는 총 8주간 주 3회씩 1일 60분 동안 실시하였다. 1주∼2주 트레이닝은 중량부하를 하기 위한 근력 상태를 갖추기 위해 Fixed foot 프로그램을 적용하였으며[16], 3주~8주 트레이닝은 Davies 등[17]이 제시한 플라이오메트릭 트레이닝 난이도를 참조하여 운동의 종류를 설정하였다. 모든 각 단계(stage)는 첫 번째(1st), 두 번째(2nd)주차의 운동 횟수(reps)와 반복 횟수(set) 설정을 통해 운동의 강도를 점진적으로 증가하였다. 또한 두 그룹의 총 운동량을 동일하게 설정하기 위해서 LPTG는 30cm의 박스 높이에서 체중의 10%에 맞는 중량조끼(weight vest)를 착용하고 운동 프로그램을 진행하였으며 UPTG는 45cm의 박스 높이에서 체중만을 이용하여 운동 프로그램을 진행하였다[9]. 이 연구에서 사용한 플라이오메트릭 트레이닝 프로그램은 선행연구에서 사용한 프로그램을 연구의 목적과 대상자들의 상황에 맞게 수정 보완하여 적용하였다[11,16,17]<Table 2>.

4. 측정방법 및 측정도구

1) 체력

체력은 근력(배근력), 근지구력(윗몸일으키기), 순발력(제자리멀리뛰기), 민첩성(T민첩성), 유연성(좌전굴) 및 스피 드(10m 스프린 트)를 측정하였다. 근력은 배근력으로 일본 Takei사의 Back Strength Dynamometer(T.K.K.5102, Takei, Japan)를 이용하여 2번 시도 중 최고 기록을 측정하였다. 근지구력은 윗몸일으키기로 매트 위에서 무릎을 약 130° 구부려 누운 상태로 발을 고정하였다. 측정 시 피험자는 상체를 위로 일으켜 팔꿈치가 무릎에서 허벅지 방향으로 5cm 아래에 닿으면 1회로 측정하였다. 측정은 60초간 최대 반복 횟수를 1번 측정하였다. 순발력은 제자리멀리뛰기로 전방으로 멀리뛰기 하여 착지하였을 때, 매트에 뒤꿈치가 닿는 지점을 측정하였고 넘어지는 횟수는 제외하고 2번 시도 중 최고 기록을 측정하였다. 민첩성은 T민첩성으로 3개의 콘을 직선으로 2.5m 간격으로 설정하고 4번째 콘을 가운데 콘에서 5m 떨어진 곳에 배치하여 T자 모양을 만들었다. 대상자들은 출발 신호와 함께 종료점에 도달하기 위해 지시된 방향으로 코스를 가능한 한 빨리 달리도록하여 2번 시도 중 최고 기록을 측정하였다. 유연성은 좌전굴로 매트 위에 무릎을 바르게 펴고 앉아 맨발로 두 발바닥이 측정 장비 수직면에 완전히 닿게 하여 상체를 앞으로 굽혀 측정하였으며 2번 시도 중 최고 기록을 측정하였다. 마지막으로 스피드는 10m 스프린트로 스탠딩 스타트 자세로 출발하여 10m를 전력 질주하는 시간을 측정하는 것으로 2번 시도 중 최고 기록을 측정하였다.

2) 하지 등속성 근기능

하지 등속성 근기능은 Biodex system 3 model (Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY, USA)등속성검사 장비를 이용하여 무릎 폄근(신전근, extensor muscle)과 굽힘근(굴곡근, flexor muscle)의 근력과 근파워를 측정하였다. 근력은 각속도 60o/sec에서 4회의 연습 후 4회 실시하였으며, 신전시와 굴곡시에 최대우력(peak torque) 값을 측정하여 체중당 최대우력(peak torque/body weight) 값을 백분율(%)로 조사하였고 근파워는 각속도 180o/sec에서 4회의 연습 후 10회 실시하였으며, 평균 파워(average power) 값을 측정하여 체중당 평균 파워(average power/body weight) 값을 백분율(%)로 조사하였다.

3) 동적 안정성

동적 안정성은 Y Balance Test로 측정하였다. Y Balance test는 검사자가 검사대 위에 서서 한발은 중앙 발판을 지지하고 반대쪽 발은 각각 120°간격으로 전방(anterior; AN), 후내측(posterior medial; PM), 후외측(posterior lateral; PL) 방향으로 균형을 잃지 않는 선에서 발을 최대한 멀리 밀어내는 거리를 측정하는 것이다. 측정값의 정규화를 위하여 피험자의 하지 길이를 전상장골극의 가장 아랫 부분부터 안쪽 복사뼈의 가장 원위부까지 cm로 측정하였다. 측정값의 총점(total score)은 우측과 좌측 각각 3방향(전방, 후내측, 후외측)으로 뻗은 거리의 합을 ‘하지길이x3’으로 나눈 다음 100을 곱하였으며, 각 3방향(전방, 후내측, 후외측)의 점수는 각각 뻗은 거리를 하지 길이로 나눈 다음 100을 곱하여 정규화(normalization)하였다.

5. 통계처리

이 연구의 가설을 검증하기 위하여 실험에서 얻어진 검사자료를 SPSS Ver 22.0 통계 프로그램을 사용하여 분석하였다. 자료의 정규성 검정을 위해 Kolmogorov-Smirnov 검사(p > .05)를 실시하였다. 프로그램 중재전과 후에 집단 내의 차이를 알아보기 위해 Paired t-test를 실시하였으며, 집단간의 차이를 알아보기 위해 사전과 사후 차이 값을 구한 후 Independent t-test를 실시하였다. 이 연구의 유의수준은 p = .05로 설정하였다.

연구 결과

1. 체력

체력의 변화는 <Table 3>에 제시한 바와 같다.

운동 전후 배근력에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = .261, p = .804)와 UPTG (t = -.778, p = .472) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .785, p = .450)가 나타나지 않았다.

운동 전 후 윗 몸일으키기에 대 한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -5.937, p = .002) 에서 유의한 차이가 나타났으며, UPTG (t = -2.508, p = .054)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .302, p = .769)가 나타나지 않았다.

운동 전후 제자리멀리뛰기에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -4.437, p = .007)와 UPTG (t = -3.954, p = .011) 모두 유의한 차이가 나타났다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -2.327, p = .042)가 나타났다.

운동 전후 T민첩성에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = 2.829, p = .037)와 UPTG (t = 2.583, p = .049) 모두 유의한 차이가 나타났다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.397 , p = .700)가 나타나지 않았다.

운동 전후 좌전굴에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = .003, p = .975)와 UPTG (t = -.398, p = .707) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .348, p = .735)가 나타나지 않았다.

운동 전후 10m 스프린트에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = .878, p = .420)와 UPTG (t = 1.912, p = .114) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.741, p = .476)가 나타나지 않았다.

2. 하지등속성근기능

1) 근력의 변화

등속성 대퇴 근력의 변화는 <Table 4>에 제시한 바와 같다.

운동 전후 신전근 근력 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -1.732, p = .144)와 UPTG (t = 2.197, p = .079) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -2.690, p = .023)가 나타났다,

운동 전후 신전근 근력 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -3.100, p = .027)와 UPTG (t = -2.815, p = .037) 모두 유의한 차이가 나타났다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -1.555, p = .151)가 나타나지 않았다.

운동 전후 굴곡근 근력 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -1.024, p = .353)와 UPTG (t = 1.173, p = .294) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -1.755, p = .110)가 나타나지 않았다.

운동 전후 굴곡근 근력 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -3.021, p = .029)에서 유의한 차이가 나타났으며, UPTG (t = -1.154, p = .301)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = - .834, p = .424)가 나타나지 않았다.

2) 근파워의 변화

등속성 대퇴 근파워의 변화는 <Table 5>에 제시한 바와 같다.

운동 전후 신전근 근파워 좌측에 대한 집단내 비교에서 LPTG (t = -6.648, p = .001)와 UPTG (t = -2.809, p = .038) 모두 유의한 차이가 나타났다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -2.708, p = .022)가 나타났다.

운동 전후 신전근 근파워 우측에 대한 집단내 비교에서 LPTG (t = -1.567, p = .178)와 UPTG (t = -.864, p = .427) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.227, p = .825)가 나타나지 않았다.

운동 전후 굴곡근 근파워 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -3.882, p = .012)에서 유의한 차이가 나타났으며, UPTG (t = -1.366, p = .230)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.115, p = .911)가 나타나지 않았다.

운동 전후 굴곡근 근파워 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -6.902, p = .002)에서 유의한 차이가 나타났으며, UPTG (t = -2.160, p = .083)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.543, p = .599)가 나타나지 않았다.

3. 동적안정성

동적안정성의 변화는 <Table 6>에 제시한 바와 같다.

운동 전후 전방도달거리 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -2.755, p = .040)에서 유의한 차이가 나타났으며, UPTG (t = -.890, p = .414)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -1.435, p = .182)가 나타나지 않았다.

운동 전후 전방도달거리 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = .848, p = .435)와 UPTG (t = -.832, p = .443) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = 1.162, p = .272)가 나타나지 않았다.

운동 전후 후내측 도달거리 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -1.062, p = .337)와 UPTG (t = -1.684, p = .153) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.597, p = .564)가 나타나지 않았다.

운동 전후 후내측 도달거리 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -.677, p = .528)와 UPTG (t = -1.577, p = .176) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .166, p = .871)가 나타나지 않았다.

운동 전후 후외측 도달거리 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -.674, p = .530)와 UPTG (t = -1.764, p = .138) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .312, p = .761)가 나타나지 않았다.

운동 전후 후외측 도달거리 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -.454, p = .669)에서 유의한 차이나 나타나지 않았으며, UPTG (t = -3.464, p = .018)에서는 유의한 차이가 나타났다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .750, p = .471)가 나타나지 않았다.

운동 전후 종합점수 좌측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -1.451, p = .207)와 UPTG (t = -1.616, p = .167) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = -.675, p = .515)가 나타나지 않았다.

운동 전후 종합점수 우측에 대한 집단내 비교에서는 LPTG (t = -.374, p = .724)와 UPTG (t = -1.869, p = .121) 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다. 집단간 비교에서는 LPTG와 UPTG 사이에서 유의한 차이(t = .741, p = .476)가 나타나지 않았다.

논의

이 연구의 주요한 발견은 중량부하 플라이오메트릭과 무부하 플라이오메트릭 운동 모두 운동 중재의 결과로 성인의 체력, 하지 등속성 근기능 및 동적안정성이 비슷하게 향상되었지만, 중량부하 플라이오메트릭은 제자리멀리뛰기, 신전근 근력, 신전근 근파워에서 무부하 플라이오메트릭 운동보다 더 큰 효과가 나타났다는 것이다.

선행연구에서는 플라이오메트릭 운동이 근력과 민첩성 및 순발력 발달에 효과적이며, 이는 운동 중재 후 신체의 고유수용기인 근방추, 골지건기관(GTO)의 자동화와 같은 신경생리학적 시스템의 변화와 관련성이 높다[18]. 구체적인 이유는 플라이오메트릭 중재 후 SSC의 개선이 근력과 속도 체계를 변화시키는 역할을 하여 비교적 짧은 시간내에 최대 파워를 생성하는 근신경 시스템의 개선에 긍정적인 영향을 미치기 때문이다[19]. 또한 플라이오메트릭 운동은 코어의 안정성 및 움직임을 조절하여 체간의 근력과 민첩성을 향상시킨다하였고[20], Cengizel 등[21]은 플라이오메트릭 운동이 근지구력 및 순발력 개선에 효과적이라고 보고하였다. 이 연구에서는 중량부하 플라이오메트릭 운동과 무부하 플라이오메트릭 운동 모두 운동 중재 전에 비해 운동 중재 후에 윗몸일으키기, 제자리멀리뛰기 및 T 민첩성 향상에 효과가 있었으며, 제자리멀리뛰기는 중량부하 플라이오메트릭 운동이 무부하 플라이오메트릭 운동에 비해 더 큰 효과가 나타났다. 이는 중량부하 플라이오메트릭 운동이 푸시오프 지속시간의 증가와 무릎과 고관절 움직임이 느려지며 하지 메커니즘을 조정할 수 있기 때문이다[22]. Khlifa 등[23]은 중량부하 플라이오메트릭이 무부하 플라이오메트릭에 비해 순발력 개선에 효과가 있다고 보고하면서, 추가 하중으로 인한 자극(impulse)과 지면반력이 크게 증가하였을 가능성이 있다고 하였다[24].

하지 등속성 근기능의 증가는 운동 중재 전에 비해 운동 중재 후에 중량부하 플라이오메트릭 운동에서 굴곡근 근력, 굴곡근 근파워의 향상에 효과가 있었으며 중량부하 플라이오메트릭 운동과 무부하 플라이오메트릭 운동 모두 신전근 근력, 신전근 근파워의 향상에 효과가 있었다. 신전근 근력과 신전근 근파워는 중량부하 플라이오메트릭 집단이 무부하 플라이오메트릭 집단에 비해 더 큰 효과가 나타났다. 근력의 증가와 관련해서 Eduardo 등[25]은 플라이오메트릭 트레이닝이 > 20kg의 근력 향상을 가져온다고 보고하였고 Pamuk 등[26]은 중량부하 조건에서 180°/sec의 신전근과 굴곡근이 중간에서 높은 효과크기를 보였다고 보고하여 본 연구의 연구 결과와 일치하며 중량 부하 조건이 무부하 조건에 비해 근파워에 보다 많은 영향을 미친다고 판단된다. 이는 무부하 조건에 비해 중량 부하 조건이 근수축 개시 시기와 RFD의 증가, 근신경 효율성을 증가시킨다는 선행연구와 일치한다. 근신경 조절 능력의 향상은 근력과 근파워를 증가시키고 이와 같이 중량부하 플라이오메트릭 트레이닝이 더 효과적인 결과를 가져오는 이유는 근육의 적응 반응을 자극하기 위해 현재 능력 이상으로 스트레스를 받아야 한다는 과부하 원리와 관련이 있을 수 있다[27].

동적 안정성은 스포츠에서 기능적 움직임을 수행하는데 있어 핵심 요소이며 한 발 뛰기와 같은 동작을 하는데 필요한 내측광근과 대퇴이두근의 근신경 활동은 동적 안정성 활동 중에 발생하는 근신경 활동과 유사하다고 한다[28]. 동적 안정성은 근신경 조절 능력과 밀접한 관련이 있으며 Ghaith Aloui 등[29]은 중량부하 플라이오메트릭 트레이닝이 동적 안정성을 향상시켰다는 연구 결과를 보고하였다. Cinarli 등[30]의 연구에서는 무릎 신전근 근력이 Y-balance test의 전방도달거리와 밀접한 관계가 있음을 나타내며 동적안정성의 향상을 위해 대퇴사두근 근력 운동을 고려하여야 한다고하였다. 중량부하 플라이오메트릭 운동은 본 연구에서 근력, 근파워에서 무부하 플라이오메트릭 운동보다 더 큰 효과가 나타났고 이는 근신경 조절 능력, 동적안정성의 향상을 가져와 결과적으로 순발력의 향상을 위한 효과적인 운동 방법이 될 수 있을 것이라 생각된다.

결론

이 연구 결과를 종합하면, 중량부하 플라이오메트릭 트레이닝은 특히 제자리멀리뛰기, 신전근 근력, 신전근 근파워에서 무부하 플라이오메트릭 운동보다 더 큰 효과가 나타났다는 것이다. 이는 중량부하 조건이 근신경 시스템의 개선을 통해 근수축 개시시기를 빠르게 하고 관성이 클수록 이를 이겨내기 위하여 근력증가율, 근신경 효율성을 증가시켜 순발력 향상을 위한 효과적인 운동 방법이 될 수 있을 것이라 생각된다.

또한, 추후 8주 이후 장기적으로 추적 관찰할 필요가 있고 건강한 성인뿐만 아니라 다양한 특성을 가진 대상자와 더 많은 사례수를 대상으로 지속적으로 연구해 볼 필요가 있으며, 체력만이 아닌 경기력에 어떠한 영향을 주는가에 대해 검토할 필요가 있다고 생각된다.

Acknowledgements

이 논문은 이관형의 석사 학위 논문을 수정 보완한 것임.

Table 1.

Physical characteristics of the subject.

Group (n=12)	Age (yrs)	height (cm)	Weight (kg)	BMI (kg/m²)
LPTG (n=6)	21.67 ± 1.21	177.67 ± 2.88	73.33 ± 4.80	23.25 ± 1.67
UPTG (n=6)	21.67 ± 1.21	178.00 ± 5.29	76.83 ± 13.54	24.12 ± 3.18

Values are means ± SD. LPTG; loaded plyometric training group, UPTG; unloaded plyometric training group, BMI; body mass index

Table 2.

Plyometric training program.

Stage	Training program	^1st wk		^2ndwk
Stage	Training program	reps	set	reps	set
stage 1 (1-2wk)	Anterior/Posterior Tilt with Balance Pipe	10	3	15	3
	Medial/Lateral Tilt with Balance Pipe	10	3	15	3
	Squat Jump	10	3	15	3
	Box Step Up with Calf Raise	10	3	15	3
	Ankle Bounces	15	3	20	3
stage 2 (3-4wk)	Lateral Box Jump	10	3	10	4
	Front Box Jump	10	3	10	4
	Single Leg Push off	10	3	10	4
	Lateral Bounding Jump with Box	10	3	10	4
stage 3 (5-6wk)	Depth Jump to Second Box	10	3	10	4
	Single Leg Box jump	10	3	10	4
	Depth Jump with Double Leg tuck jump	10	3	10	4
	Depth jump with Pike jump	10	3	10	4
stage 4 (7-8wk)	Single Leg Depth Jump to Second Box	10	3	10	4
	Single Leg hop with Squat box jump	10	3	10	4
	Depth Jump with Single Leg tuck jump	10	3	10	4
	Depth Jump with Sprint 10m	10	3	10	4

Table 3.

Change of physical fitness.

Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	Paired t-test		Difference (pre – post)	Independent t-test
Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	t	p	Difference (pre – post)	t	p
Back muscle strength (kg)	LPTG	149.67 ± 19.73	147.92 ± 7.79	.261	.804	1.75 ± 16.41	.785	.450
Back muscle strength (kg)	UPTG	156.67 ± 18.68	163.98 ± 14.17	-.778	.472	-7.31 ± 23.0	.785	.450
Sit-up (rep)	LPTG	54.00 ± 4.52	59.67 ± 4.84	-5.937	.002^**	-5.67 ± 2.33	.302	.769
Sit-up (rep)	UPTG	46.83 ± 3.13	53.33 ± 4.84	-2.508	.054	-6.50 ± 6.34	.302	.769
Standing long jump (cm)	LPTG	261.83 ± 4.79	273.33 ± 4.84	-4.437	.007^**	-11.50 ± 6.34	-2.327	.042^*
Standing long jump (cm)	UPTG	256.00 ± 7.54	260.83 ± 6.18	-3.954	.011^*	-4.83 ± 2.99	-2.327	.042^*
T agility test (sec)	LPTG	6.68 ± 0.47	6.38 ± 0.34	2.829	.037^*	.30 ± .26	-.397	.700
T agility test (sec)	UPTG	6.70 ± 0.50	6.33 ± 0.25	2.583	.049^*	.37 ± .35	-.397	.700
Sit and reach (cm)	LPTG	7.15 ± 11.46	7.10 ± 11.41	.003	.975	.05 ± 3.70	.348	.735
Sit and reach (cm)	UPTG	12.40 ± 12.86	13.28 ± 8.00	-.398	.707	-.88 ± 5.43	.348	.735
10m sprint (sec)	LPTG	2.10 ± 0.13	2.04 ± 0.18	.878	.420	.05 ± .16	-.741	.476
10m sprint (sec)	UPTG	2.28 ± 0.11	2.15 ± 0.19	1.912	.114	.12 ± .16	-.741	.476

Values are means ± SD. LPTG; loaded plyometric training group, UPTG; unloaded plyometric training group.

^* p<.05,

^** p<.01

Table 4.

Change of isokinetic muscle strength.

Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	Paired t-test		Difference (pre – post)	Independent t-test
Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	t	p	Difference (pre – post)	t	p
EMS-L	LPTG	322.60 ± 16.65	352.87 ± 39.27	-1.732	.144	-30.26 ± 42.80	-2.690	.023^*
EMS-L	UPTG	315.38 ± 35.18	287.72 ± 18.81	2.197	.079	27.66 ± 30.84	-2.690	.023^*
EMS-R	LPTG	335.75 ± 23.74	365.95 ± 26.51	-3.100	.027^*	-30.20 ± 23.86	-1.555	.151
EMS-R	UPTG	282.63 ± 34.98	294.27 ± 31.24	-2.815	.037^*	-11.63 ± 10.12	-1.555	.151
FMS-L	LPTG	154.15 ± 13.28	164.67 ± 21.13	-1.024	.353	-10.51 ± 25.16	-1.755	.110
FMS-L	UPTG	156.07 ± 16.27	143.73 ± 17.27	1.173	.294	12.33 ± 25.75	-1.755	.110
FMS-R	LPTG	172.63 ± 15.78	183.98 ± 21.20	-3.021	.029^*	-11.35 ± 9.20	-.834	.424
FMS-R	UPTG	157.27 ± 16.39	163.27 ± 21.17	-1.154	.301	-6.00 ± 12.73	-.834	.424

Values are means ± SD. LPTG; loaded plyometric training group, UPTG; unloaded plyometric training group, EMS-L; extensor muscle strength-left, EMS-R; extensor muscle strength-right, FMS-L; flexor muscle strength-left, FMS-R; flexor muscle strength-right.

^* p<.05

Table 5.

Change of isokinetic muscle power.

Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	Paired t-test		Difference (pre – post)	Independent t-test
Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	t	p	Difference (pre – post)	t	p
EMS-L	LPTG	361.08 ± 37.18	414.07 ± 28.06	-6.648	.001^**	-52.98 ± 19.52	-2.708	.022^*
EMS-L	UPTG	347.95 ± 47.73	370.38 ± 34.08	-2.809	.038^*	-22.43 ± 19.56	-2.708	.022^*
EMS-R	LPTG	381.28 ± 35.73	405.48 ± 30.97	-1.567	.178	-24.20 ± 37.82	-.227	.825
EMS-R	UPTG	342.67 ± 65.27	360.92 ± 28.06	-.864	.427	-18.25 ± 51.76	-.227	.825
FMS-L	LPTG	213.88 ± 22.30	239.03 ± 27.50	-3.882	.012^*	-25.15 ± 15.86	-.115	.911
FMS-L	UPTG	191.33 ± 45.25	214.40 ± 28.09	-1.366	.230	-23.06 ± 41.35	-.115	.911
FMS-R	LPTG	232.28 ± 23.44	261.57 ± 18.03	-6.092	.002^**	-29.28 ± 11.77	-.543	.599
FMS-R	UPTG	195.50 ± 48.94	218.45 ± 31.38	-2.160	.083	-22.95 ± 26.01	-.543	.599

Values are means ± SD. LPTG; loaded plyometric training group, UPTG; unloaded plyometric training group, EMP-L; extensor muscle power-left, EMP-R; extensor muscle power-right, FMP-L; flexor muscle power-left, FMP-R; flexor muscle power-right.

^* p<.05,

^** p<.01

Table 6.

Change of dynamic balance.

Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	Paired t-test		Difference (pre – post)	Independent t-test
Variable	Group	Pre (M±SD)	Post (M±SD)	t	p	Difference (pre – post)	t	p
AN-L	LPTG	56.65 ± 12.19	65.31 ± 5.57	-2.755	.040^*	-8.66 ± 7.70	-1.435	.182
AN-L	UPTG	56.57 ± 6.20	59.12 ± 6.71	-.890	.414	-2.55 ± 7.03	-1.435	.182
AN-R	LPTG	61.24 ± 11.24	59.31 ± 9.46	.848	.435	1.93 ± 5.59	1.162	.272
AN-R	UPTG	57.15 ± 5.54	60.00 ± 5.96	-.832	.443	-2.85 ± 8.41	1.162	.272
PM-L	LPTG	104.34 ± 9.07	109.76 ± 8.65	-1.062	.337	-5.41 ± 12.49	-.597	.564
PM-L	UPTG	102.01 ± 6.59	104.28 ± 5.79	-1.684	.153	-2.26 ± 3.29	-.597	.564
PM-R	LPTG	104.31 ± 9.72	107.10 ± 8.20	-.677	.528	-2.78 ± 10.07	.166	.871
PM-R	UPTG	104.27 ± 7.14	107.83 ± 2.26	-1.577	.176	-3.56 ± 5.53	.166	.871
PL-L	LPTG	106.80 ± 7.28	109.21 ± 8.37	-.674	.530	-2.40 ± 8.73	.312	.761
PL-L	UPTG	104.35 ± 7.72	108.05 ± 4.95	-1.764	.138	-3.69 ± 5.13	.312	.761
PL-R	LPTG	105.66 ± 10.64	107.22 ± 8.97	-.454	.669	-1.56 ± 8.44	.750	.471
PL-R	UPTG	104.06 ± 5.97	108.37 ± 5.13	-3.464	.018^*	-4.31 ± 3.05	.750	.471
CRD-L	LPTG	89.27 ± 8.91	94.76 ± 6.32	-1.451	.207	-5.49 ± 9.27	-.675	.515
CRD-L	UPTG	87.79 ± 6.01	90.49 ± 3.14	-1.616	.167	-2.69 ± 4.09	-.675	.515
CRD-R	LPTG	90.24 ± 8.47	91.21 ± 7.09	-.374	.724	-.96 ± 6.32	.741	.476
CRD-R	UPTG	88.79 ± 5.10	92.07 ± 1.93	-1.869	.121	-3.27 ± 4.29	.741	.476

Values are means ± SD. LPTG; loaded plyometric training group, UPTG; unloaded plyometric training group, AN-L; anterior-left, AN-R; anterior-right, PM-L; posteromedial-left, PM-R; posteromedial-right, PL-L; posterolateral-left, PL-R; posterolateral-right, CRD-L; composite reach distance-left, CRD-R; composite reach distance-right.

^* p<.05

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