인간의 운동특징 : 오래 달리기

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인간의 운동특징 : 오래 달리기

인간은 잘 걷고 뛴다
- Born to run
- 운동은 생각보다 칼로리 소비가 적다
- 근육은 항상 진동하고, 에너지는 방향성 부여에만 쓰이기 때문이다
- 다이어트에 적합한 운동 팁

http://www.kormedi.com 김화성 기자

표범은 인간보다 훨씬 빠르다. 그러나 금세 지친다. 그렇다. 대부분의 포유류는 오랫동안 빨리 달리거나 빠른 걸음으로 갈 수 없다. 기껏해야 15분을 넘지 못한다. 인간은 오랜 시간 무더위 속에서 달려도 체온을 조절할 수 있다. 맨살의 피부와 땀샘 덕택이다. 그뿐인가. 인간은 달리면서도 머리를 곧추세우고 똑바로 앞을 바라볼 수가 있다. 목덜미 인대가 있기 때문이다. 커다란 엉덩이 근육도 먼 거리를 달리도록 하는 데 중요한 역할을 한다. 남아프리카 부시맨들은 무더위 속에서도 몇 시간이고 끈질기게 영양을 쫓는다. 창이나 활도 없는 그야말로 맨몸으로 하는 ‘몰이사냥’이다. 결국 도망가던 영양은 몸이 과열되어 쓰러져 죽는다. 인간은 꾸준히 달리는 능력 하나만으로도 짐승들을 잡아먹고 살 수가 있는 것이다.

‘아프리카에서 매일 아침 영양은 잠에서 깬다. 영양은 가장 빠른 사자보다 더 빠른 속도로 도망가지 않으면 죽는다는 것을 잘 안다. 아프리카에서 사자도 매일아침 잠에서 깬다. 사자는 가장 빠른 영양보다 더 빨리 달리지 않으면 자신이 굶어죽는다는 것을 잘 안다. 그래서 사자든 영양이든 태양만 떠오르면 서로 더 빨리 달리려고 죽을힘을 다한다.’-<닐 배스컴의 ‘퍼펙트 마일’ 중에서>

그렇다. 원시시대 달리기는 사느냐 죽느냐의 문제였다. 빠르고 힘센 자가 가장 많은 먹이를 얻었다. “더 빨리, 더 오래‘ 달리기는 생존의 문제였다. 하지만 ‘100m를 몇 초에 달리는 가’ 하는 것은 아무런 의미도 없었다. 오직 사냥감보다 더 빨리, 더 오래 달릴 수 있는 자가 이 세상 최고의 스프린터였다. 먹이를 놓친 자는 한 마리 굼벵이일 뿐이었다. 네안데르탈인들은 매일 사냥감을 쫓아 40km 이상씩 달렸다. 그들의 산소 섭취량은 현대인보다 50% 많고, 뼈는 20% 더 강했다. 모두가 이봉주의 심장과 국가대표 선수 같은 근육을 가지고 있었다. 그들은 그렇게 달리지 않으면 먹고 살 수가 없었다.

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권영섭 : Ph.D. in Exercise Science

근력, 파워, 스피드로는 인간은 동물과 비교 될 수가 없습니다. 하지만 인간은 동물들과 비교할 수 없을 만큼 뛰어난 오래 (5키로 미터 이상) 달리는 능력을 가지고 태어났습니다.  이것에 관해서는 Carrier, Bramble, Liberman과 같은 학자들에 의해 연구가 되었는데 특별히 아주 더운 환경이면서 건조한 기후일 때 특히 인간의 오래 달리는 능력은 더 뛰어나 보입니다.

인간의 달리는 속도는 2.3~6.5m/s입니다. 보통 레크레셔널로 달리기를 즐기는 사람이라면 평균 5m/s정도로 달릴 수 있다고 합니다. 인간의 무게와 비슷한65kg 정도 되는 개의 경우 보통 3.8m/s 정도, 10-15분 정도를 최대 속력 7.8m/s으로 달릴 수 있다고 합니다. 하지만 이것은 기후 상태가 좋을 때이고 더운 날씨에는 그 속도로 오래 동안 달릴 수가 없습니다. 미국에서는 개와 산책을 많이 하는데, 처음에 개가 앞서더라도 시간이 지나면 지날수록 개가 뒤쳐 서서 주인을 따라 가죠. 특별히 더운 날씨게 그렇습니다. 추운 날씨는 그렇지 않는데 시베리안 허스키를 보면 추운 날씨에 개들이 그렇게 오래 달릴 수 있는지 알 수 있겠습니다.  그래서 더운 날씨에는 개를 포함해서 네발 달린 짐승은 짧은 거리에서는 인간들보다 더 빨리 달릴 수 있지만, 달리는 거리가 1, 2km가 넘어가면 인간보다 빨리 달릴 수가 없습니다.  심지어 아주 달리기에 적합한 말과 같은 동물 역시 그런데 말은 10km를 8.9m/s으로 지속적으로 달릴 수 있지만, 10분에서 15분이 지나면 그 속도가 5.8m/s으로 줄어 들게 됩니다.  그렇다면 “뭐야? 그럼 내가오래 달리면 결국에는 말을 따라 잡을 수도 있다는 건가?” 하고 생각할 수 있는데 “더운 환경이라면 그럴 수 있다” 가 답이 됩니다. 영국의 남서부 지방에서는 사람과 말(기수와 함께) 의 마라톤 경기를 이미 30년 가까이 해오고 있습니다. 이 지역에 이 경기가 시작 된지 25년 만에 Huw Lobb이란 영국출신 운동선수가 드디어 네발 달린 말을 제치고 우승을 하였습니다. 이 경기에 사람은 500명, 말은 기수와 함께 40필이 출전했었다고 합니다

인간의 오래 달리기 능력은 오래 달리는 거리에서도 다른 동물들과 비교하여 특출 납니다.  운동선수가 아니더라도 정기적으로 달리기를 하는 사람은 10km 정도는 하루에 뛸 수 있습니다. 만일 좀더 시도를 한다면 그보다 훨씬 더 멀리 달릴 수 있습니다. 철인경기는 수영, 달리기, 마라톤을 하루 종일 하지 않습니까?  하지만 동물은 다릅니다. 오직 늑대, 사냥견, 하이에나 등 정도 많이 하루에 10~20km를 이동할 수 있습니다. 하지만 계속 달릴 수는 없고 달리고 빨리 걷기를 교대로 해야 합니다. 썰매 개의 경우 하루에 50km를 이동할 수 있지만, 그것도 빨리 걷기를 반복해야 하고 인간의 채찍질이 필요하죠. 게다가 더운 환경에서는 절대로 장거리를 달릴 수 없습니다.

아치볼드 힐이 에너지 대사와 열 발생에 관한 연구로 노벨상을 탄 후 근육 수축시 에너지와 더불어 열이 발생하는 것은 다 알고 있습니다. 달리기를 할 때 발생하는 열은 걷기 때 보다 10배나 더 발생할 수 있습니다. 치타의 경우 전력 질주를 할 경우 1km정도를 달렸을 때는 체온이 너무 올라 바로 달리기를 멈춰야 한다고 합니다. 톰슨 가젤이 1km 정도만 치타에게 잡히지 않는다면 생존 가능성이 있군요. 이 올라간 체온을 낮춰야 할 텐데 개처럼 혀를 빼고(동물의 체온 조절 방법) 그 혀를 통해서 체온을 방출하려면, 달리면 안됩니다. 상상해 보세요. 혀를 길게 내밀고 전속력으로 달릴 수 있겠습니까? 천천히 달리거나 하여야 할 것입니다. 그에 비해 인간은 어떻습니까? 심지어 사하라사막 마라톤 대회도 있지 않습니까?  동물처럼 털이 없는 인간의 피부는 땀을 흘려 기화 시켜 그로 인해 체온을 조절할 수 있습니다. 물 1ml을 증발하려면 580 칼로리가 필요하다고 합니다. 하지만 털이 많은 경우는 그렇지 않는데 늑대나 하이에나 같은 경우가 그렇습니다. 그러니 그들은 주로 야간에 또는 새벽에 사냥을 하는 이유가 되겠습니다.  하지만 사람의 경우는 탈수가 쉽게 된다는 약점이 있습니다.

먼저 언급되었지만, 파워나 스피드에 있어서 인간은 동물을 따라 갈 수가 없습니다. 그 이유는 다리 근육의 근섬유의 구성에서 차이가 나기 때문입니다. 근섬유는 간단히  두가지로 나뉘는데 동물의 경우 주로 속근(빠르게 수축하지만 피로가 빨리 오는)으로 구성되어 있는 반면 인간은 속근과 지근(수축속도는 느리지만 피로가 빨리 오지 않는다)이 반반씩으로 구성되어 있기 때문입니다. 치타는 아마 속근의 비율이 가장 높을 것입니다.
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인간의 다른 동물과 특별히 다른 생리학, 생체학적 이점은 달리기 특히 오래 달리기라고 합니다. 네발 달린 짐승의 경우는 짧은 시간 인간보다 훨씬 빠르게 달릴 수 있지만 (다람쥐도 인간보다 빠르다), 인간처럼 오래동안 어느 정도 빠른 속도로 달릴 수는 없다고 합니다. 그것은 네발로 달리기 때문에 장기 기관이 앞뒤로 요동을 치고, 심부체온이 인간처럼 직립보행하는 비해 빨리 오르는데 비해 쉽게 열을 발산할 수 없기 때문이라고 합니다. 침팬치의 경우는 인간과 비슷하게 걷는 동작을 하지만, 인간처럼 오래 달릴 수는 없죠. 인간과 침팬치의 큰 차이점은 인간의 둔근(엉덩이근육)은 특별히 잘 발달되어 있고 이것은 원래 달리는 동작을 수행해야 하기 때문에 그렇다고 합니다. 그러고 보니 침팬치등은 엉덩이 근육이 거의 없지 않습니까?

초기 인간은 아프리카의 부시맨처럼 활이나 독이 묻은 화살촉같은 도구가 발명되기 전이었는데 그런 기구 없이 큰 동물을 죽이기위해서는 매우 가까운 거리에서 동물을 사냥했어야 할 것입니다. 그럴려면 동물이 매우 지쳐있어야 할 텐데 그런 환경을 만들려면 동물을 뛰게 만들어야 할 것입니다. 그래야 동물이 체내 온도가 증가하고 계속 달리고 움직이게 함으로써 체내 열을 충분히 발산할 시간을 주지 않는 것이죠. 대부분의 포유류는 인간의 걷는 속도 보도 빨리 걸음으로써 체내 열을 발산해서 체내 온도를 적정온도로 낮출수 있기 때문에 인간은 뛰는 속도로 동물을 쫓지 않는다면 동물을 피로하게 만들수가 없습니다. (하이에나도 항상 달리듯이 먹이를 찾아 다니지만, 대부분 체온 상승 땜문에 덥지 않은 밤에 달린다.)

인간의 걷는 속도를 1.3m/s 정도 인데 산소 소비량은 0.16리터의 산소를 체중당 km당 소비하게 됩니다. 산소 1리터 당 4.8kcal로 환산 한다면 65kg의 체중의 사람은 700kcal를 소모하게 됩니다. 이것을 달리는 것으로 전환하면 30%정도가 증가하게 되는데 0.21리터의 산소를 체중당 km당 소비하게 되고 910칼로리가 소모하게 됩니다. 만일 이 정도 칼로리를 소비하면서 사냥한 작은 동물에서 먹을수 있는 13kg의 얻는다면 거기에서 총 15,600kcal를 얻을 수 있고, 만일 달리기로 큰 동물을 쫓아 지치게 하여 포획한다면 200kg의 고기를 얻으 총 240,000kcal를 얻을 수 있게 됩니다. 그러니 오래 달리면서 동물을 사냥하기 위해서는 초기 인류는 털이 비교적 적고  땀샘이 더 많은 현재 인류와 비슷한 인류가 살아 남게 되었겠습니다.

그래서 현재 인류의 몸은 원래 오래 달리기를 하는 것에 맞춰졌었다는 것입니다. 그래서 현재 그렇지 않기 때문에(대부분 좌식생활이기 때문에) 거기에 파생되는 많은 질병, 상해등이 생기는데 그런 면을 고치려하지 않고(달리는 것을 권장하지 않고) 질병이 생기면 그것을 고치는 대에만 급급하다는 것입니다. 교수는 자신의 대학원생 당시 돼지를 트레드밀에서 달리게 해 보았더니 머리 무게를 잘 조절하지 못해서 오래 달리는데에 문제가 있다는 것을 알았다고 합니다. 오스트랄로 피테쿠스 역시 달리는데 머리를 제어하는데 문제가 있다는 것을 발견하였다고 합니다.

그렇다고 현재의 엘리트 선수처럼 인간들이 달릴수 있는 것은 아니고 아마도 18~20마일 정도 (글라이코겐을 에너지로 쓸 정도) 네 발 달린 큰 짐승을 오래 달려 따라 잡을 수 있을 정도의 스피드가 현생 인류의 능력일것이라고 했습니다. 그리고 아스팔트를 나이키 신발을 신고 달리는 것이 아닌 일반 평지를 맨발로 달리는 것이 원래 우리에게 맞다고 하였습니다.

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여성 운동선수들의 발전: 미신과 실재

이전 1800년대에 여성이 운동을 강도 있게 한다면 여성이 남성으로 변한다고 생각했다고 합니다. 의사들은 여성의 운동을 강도 있게 하면 그들의 자궁이 상하여 아이를 가질 수 없을 것이라고 했다고 합니다. 근대 올림픽 창시자 쿠베르탱 남작 역시 여성이 올림픽에 참가하는 것에 보수적으로 반대하였다고 합니다. 여성이 경기를 참석하면 흥미를 떨어 뜨릴 것이라고 했다고 합니다. 산을 등반할 때도 여성들은 같이 참가할 수 있지만 정상을 정복하는것 보다는 음식을 하는데 집중해야 한다고 생각들을 했다고 합니다. 겨우 겨우 참석한 올림픽에서 중거리 경기에 참석을 했는데 그만 결승점에 도달하지도 못하고 6명의 선수가 도중에 탈진을 했다고 합니다. 그래서 1960년까지도 여성은 200미터 이상의 경기에는 참석을 할 수 없었다고 합니다. 그리고는 거기에 반하여 여성선수들의 두각을 설명하셨습니다. 너무나 많은 훌륭한 여성선수들의 도전을 설명해 주셨습니다. 테니스 대회에 처음으로 여성들이 출전했을 때 아주 긴 치마만 입고 했어야 했다고 합니다. 그러나 여성들은 긴 치마를 입고서라도 시합을 하였고 그 중 특출한 (스타) 여성들이 약간 짧은 치마를 입고 나옴으로서 대서 특필대고 여성들의 고정관념을 깨기 시작한다고 합니다. 치마를 입고서도 자전거를 타고, 일본의 여성은 8개의 등반 신기록을 작성하고, 미국의 육상 여자 선수는 남성들 (팀)과 겨뤄 엄청난 점수차로 우승을 하고, 소녀때 부터 도전을 좋아하던 여성은 알래스카와 당시 소련의 베링해협을 수영을 건넌 최초의 사람(남성포함)이 되었고 그 이후 남극 빙하의 바다에서 1마일을 수영을 도전했고 성공했다고 합니다.

●우사인 볼트보다 4배 빠른 치타, 100m, 200m, 400m 석권 확실시

달리기에 출전하는 선수는 자타가 공인하는 단거리의 황제 ‘치타’다. 치타의 최고 속도는 무려 시속 120㎞. 우사인 볼트가 100m에서 세계신기록을 세웠을 때의 속도인 시속 34㎞보다 4배나 빠르다. 100m를 3초에 주파할 수 있는 것이다.

치타는 곡선 주로를 달려야 하는 200m와 400m에서도 우승이 확실시 된다. 긴 꼬리가 방향을 틀 때 균형을 잡을 수 있도록 도와줄 뿐 아니라 단단한 발톱이 스파이크의 역할을 하기 때문이다. 국립생물자원관 척추동물과 한상훈 과장은 “치타는 날씬한 몸매와 긴 다리, 강한 근육, 유연한 등뼈를 갖고 있어 빨리 달릴 수 있고, 척추는 용수철처럼 펼쳐졌다가 오므려지면서 보폭을 넓게 하는데 도움을 준다”며 “스프린터로서의 자질을 모두 갖추고 있다”고 설명했다.

●신장 1m인 클립스프링거가 뛸 수 있는 높이는 무려 8m

높이뛰기는 신장이 불과 1m에 불과한 ‘클립스프링거’의 우승이 확실하다. 순한 사슴처럼 생긴 클립스프링거를 보고 키가 작다고 무시하면 큰 코 다친다. 신장이 1m80인 인간이 장비의 도움 없이 2m30 정도를 뛰고 장대를 이용해도 6m 안팎을 넘나들 수 있지만 클립스프링거는 무려 8m 높이까지 뛸 수 있다. 한 과장은 “바위가 많은 지역에서 서식하는 클립스프링거는 단단한 발굽과 뛰어난 근육을 갖고 있다”며 “이것이 클립스프링거를 높이뛰기 선수로 만들었다”고 말했다.

멀리뛰기는 임팔라와 눈표범의 각축전이 예상된다. 기록으로만 보면 눈표범이 15m, 임팔라 12m로 눈표범이 우세하지만 변수는 기후다. 시베리아의 추운 지역에서 살고 있는 눈표범이 늦더위가 한창인 대구에서 컨디션 조절에 실패할 수 있기 때문이다. 반면에 아프리카에 주로 서식하는 임팔라는 더위에 강하다. 눈표범이 현지 적응 훈련을 얼마나 효과적으로 소화해 낼 수 있는지에 따라 메달 색깔이 바뀐다는 말이다.

동물의 운동 능력이 이처럼 인간보다 뛰어난 이유는 바로 생존 때문이다. 한 과장은 “확 트인 평야에서 사냥을 하는 치타에게 단거리 능력이 필수적인 것처럼, 동물들이 각자 이런 능력들을 갖고 있지 못했다면 야생에서 살아남지 못했을 것”이라고 말했다.

●체온 유지 쉬운 인간은 마라톤에서 동물을 이길 가능성 있어

인간이 한없이 불리해 보이지만 모든 종목이 그런 것은 아니다. 마라톤과 같은 장거리에서는 메달을 기대해 볼만 하다. 마라톤의 동물 대표로는 늑대와 하이에나, 그리고 말이 나섰다. 늑대와 하이에나는 하루 종일 먹이를 뒤쫓아 다닐 수 있고 말 역시 인간을 태우고 하루에 수십㎞를 이동할 수 있는 막강한 체력을 갖고 있기 때문이다.

하지만 모두 빨리 걷고 뛰고를 반복하는 수준일 뿐 일정한 속도로 2시간 이상 달릴 수 있을지는 미지수다. 서울대공원 용환율 연구실장은 “먹잇감을 끝까지 쫓는 늑대와 하이에나가 장거리에 유리할 수 있지만 수 시간 동안 20~30㎞를 이동하는 것으로 알려졌다”고 말했다. 말도 초속 8.9m로 달릴 수 있지만 10~15분이 지나면 속도가 절반 가까이 떨어진다.

동물이 이처럼 장거리에 약한 이유는 체온을 일정하게 유지하기 어렵기 때문이다. 인간은 달리면서 발생하는 열을 땀과 입을 통한 호흡으로 낮출 수 있지만 늑대나 말은 인간처럼 거친 호흡을 쉬면서 달릴 수 없다.

인간이 갖고 있는 신체도 오래 달리는데 유리하다. 인간의 다리는 신체에 비해 길고 발달된 엉덩이 근육은 상체를 곧게 펴는데 도움을 준다. 또 목 뒤쪽의 인대는 머리를 곧게 들고 달릴 수 있도록 지탱해 주며 가는 허리 역시 달릴 때 균형을 쉽게 유지하게 해준다. 권영섭 미국 뉴멕시코주립대 운동생리학 실험실 박사는 “이런 해부학적인 이유로 인간은 오래 달릴 때 에너지를 특별히 더 소모할 필요가 없다”며 “반면에 동물은 달리기를 시작하면 많은 에너지가 필요해 체온유지가 어려워 피로가 쉽게 온다”고 설명했다.

실제로 영국 웨일즈에서 1980년부터 매년 열리고 있는 말과 사람의 35km 마라톤 경주에서 2004년과 2007년 사람이 우승을 하기도 했다. 권 박사는 “인간은 동물이 오래 달릴 때 하지 못하는 것을 할 수 있다”며 “특히 더운 지역에서의 오래 달리기에서는 인간이 동물을 이길 수도 있다”고 덧붙였다.