비만과 보행

Obesity and walking

비만과 걷기걷기의 운동량이 비만인 사람(BMI kg 30 kg2/m)과 비만이 아닌 사람 사이에 어떻게 다른지를 설명한다. 비만의 유행이 전 세계적인 문제로 대두되고 있으며, 미국 인구가 그 길을 주도하고 있다. 2007-2008년 미국 성인 남성의 비만 유병률은 약 32%, 미국 성인 여성의 비만 유병률은 35%를 넘었다.[1] 존스홉킨스 블룸버그 공중보건대학에 따르면 미국 인구의 66%가 과체중이거나 비만이며, 2015년에는 75%로 증가할 것으로 예측된다.[2] 비만은 인슐린 민감성 저하와 당뇨병,[3] 심혈관질환,[4] ,[5] 수면무호흡증,[6] 골관절염관절통 등의 건강 문제와 연결된다.[7] 비만의 주요 요인은 비만인 사람들이 긍정적인 에너지 균형을 이루고 있다는 것으로 생각되는데, 이는 그들이 소비하는 것보다 더 많은 칼로리를 소비하고 있다는 것을 의미한다. 인간은 기초대사율, 음식의 열효과, 비운동활동 열생생식(NEAT), 운동을 통해 에너지를 소비한다.[8] 비만에 대한 많은 치료법이 대중에게 제시되지만, 걷는 형태의 운동은 사람을 부정적인 에너지 균형을 향해 움직일 수 있는 잠재력을 가진 쉽고 상대적으로 안전한 활동이며, 만약 충분히 오랫동안 한다면 체중을 줄일 수 있다.[9]

생물역학

무릎 골관절염과 다른 관절통증은 비만인 사람들 사이에서 흔한 불만사항이며, 처방 후에도 걷기와 같은 운동 처방이 계속되지 않는 이유에 대한 이유가 되기도 한다. 비만인 사람이 비만이 아닌 개인보다 관절 문제를 더 많이 가질 수 있는 이유를 판단하려면, 생체역학 매개변수를 관찰하여 비만과 비만이 아닌 보행 사이의 차이를 보아야 한다.

스트레이드와 캐딩

수많은 연구들이 비만과 비만이 아닌 사람들 사이의 걸음걸이의 차이를 조사해왔다. 1991년 Spyropoulos 등은 두 그룹 간의 보폭 길이, 폭 및 관절 각도 차이를 조사했다. 그들은 비만인 사람들이 비 비만인 사람들보다 더 짧고(1.25m 대 1.67m), 더 넓은 (.16m 대 0.08m)의 보폭을 보인다는 것을 발견했다.[10] 브라우닝과 크람은 또한 비만인 사람들이 다른 보행 속도(0.50, 0.75, 1.00, 1.50, 1.75m/s)에 걸쳐 더 넓은 보폭(약 30%)을 취하는 것을 관찰했지만, 걸음 폭은 다른 속도로 바뀌지 않았다.[11] 그들은 속도에 따라 보폭 길이가 다르다는 것을 발견하지 못했다.[11] 더 큰 발전을 하는 것과 함께, 몇몇 기사들은 비만인 사람들이 비만이 아닌 사람들보다 더 느린 속도로 걷는 것을 발견했는데, 이것은 걷는 동안 균형신체 통제 때문일 수도 있다고 주장했다.[10][12][13] 레딘과 오드키브스트는 연구 결과, 기울어진 개인에게 가중 셔츠(체중 20%)를 이용해 질량을 더하고 흔들림이 증가하는 것으로 나타났을 때 이 이론을 뒷받침한다.[14] 남성 이전 남성들 사이에서도 증가된 흔들림이 관찰되었다.[15] 비만인 개인이 매일 같이 걷기 때문에 균형 면에서 추가 질량을 수용할 수 있을지 모르지만, 몇몇 연구에서는 비만인 사람들이 보행 주기 동안 스윙 단계보다 자세에서 더 많은 시간을 보내고 이중 지지 시간을 증가시킨다는 것을 발견했다.[10][11][13][15] 느린 파악, 즉 일정 기간 동안의 단계 수는 마른 개인과 비교할 때 비만인 개인과 관련이 있으며, 걷는 속도가 느릴 것으로 예상된다. 다른 사람들은 비만인 사람들이 걷는 속도에서 아무런 차이가 없다는 것을 발견했고 그들이 마른 사람들과 비슷한 선호하는 걷는 속도를 공유하고 있다는 것을 발견했다.[11][16][17]

접합 각도 차이

DeVita와 Hortobágyi의 연구에서 비만인 사람들은 비만이 아닌 사람들보다 고관절 확장, 무릎 굴곡 감소, 자세 과정 중 식물성 유연성이 높은 자세 단계 전반에 걸쳐 더 꼿꼿한 것으로 나타났다.[12] 그들은 또한 비만인 사람들이 초기 자세에서 무릎 굴곡이 적고 발끝에서 발끝이 더 크다는 것을 발견했다.[12] 무릎 확장에 대한 연구에서 메시에 외 연구진은 최대 무릎 확장과 BMI로 유의미한 양의 상관관계를 발견했다.[18] 같은 연구는 고관절과 발목의 평균 각도 속도를 조사했고 비만과 마른 사람 사이의 차이를 발견하지 못했다.[18]

지상반동력

지반반응력은 지면에 닿는 모든 물체에 지면에 의해 가해지는 힘을 말하며 지면에 가해지는 힘과 동일하다. 걷거나 땅과 접촉할 때 지면이 발에 가한 다음 사람의 다리를 위로 올리는 힘이 그 예다. 이것들은 실험체가 힘 플랫폼을 가로질러 걸어가서 지면에 가해지는 힘을 모으면 측정할 수 있다. 이러한 힘은 오래 전부터 무릎의 하중을 증가시키고 비만인 사람으로부터 더 큰 질량으로 증가할 것으로 생각되어 왔다. 수직력이 잠재적으로 다리 위로 무릎까지 전달되는 가장 중요한 힘이 될 가능성이 있는 것으로 문서화되었기 때문에 이것은 비만 대상자의 골관절염의 예측 변수일 수 있다.[18] 1996년 메시에와 동료들은 골관절염에 걸린 비만과 마른 노인들의 지상 반응력 차이를 관찰했다. 이들은 연령과 보행속도를 고려했을 때 수직력이 BMI와 상당히 상호 연관되어 있다는 것을 발견하였고,[18] 따라서 BMI가 증가함에 따라 힘이 증가하였다. 그들은 이것을 수직적인 힘뿐만 아니라 무테로포스테리어와 중측적인 힘에서도 발견했다.[18] 연구 인구 때문에, 이 연구는 비만 성인과 마른 성인을 비교하지 않았다. 브라우닝과 크람은 2006년 서로 다른 속도에 걸쳐 두 그룹(비만 1개 그룹과 비만 1개 그룹)의 젊은 성인의 지상 반응력을 관찰했다. 그들은 더 느린 보행 속도에서 비만이 아닌 사람들보다 절대 지상 반작용 힘이 훨씬 더 크고 각 보행 속도에서 최고 수직 힘이 약 60% 더 크다는 것을 발견했다.[11] 비만한 그룹에게는 절대 피크가 더 컸지만 체중에 맞게 스케일링하면 차이가 지워졌다.[11] 느린 걸음 속도에서도 힘이 크게 줄었다.[11]

순 근육 모멘트

하지 관절 하중은 순 근육 모멘트, 관절 반응력 및 관절 하중 비율을 통해 추정한다. 순근육 모멘트는 보행 속도가 1.2m에서 1.5m/s로 증가함에 따라 최대 40%까지 증가할 수 있다.[19] 그러면 속도가 증가함에 따라 순근모멘트와 지반반응력이 증가함에 따라 하극성 관절에 의해 느껴지는 하중이 증가할 것이라고 예측할 수 있다. 브라우닝과 크람은 또한 자세-상 시상면-순 근육 모멘트가 마른 개인에 비해 비만 성인에서 더 크다는 것을 발견했다.[11]

에너틱스

대사율

비만인 사람들이 마른 사람들보다 휴식할 때 그리고 걷기와 같은 신체 활동을 할 때 더 많은 의 신진대사에너지를 소비한다는 것은 잘 알려져 있다.[20][21] 추가된 질량은 움직이기 위해 더 많은 에너지를 요구한다. 이는 1995년 포스터 외 연구원이 비만 여성 11명을 대상으로 체중 감량 전후 에너지 지출을 계산한 연구에서 관찰된다. 그들은 상당한 체중 감량 후에 피실험자들이 더 무거울 때 했던 것과 같은 과제에 더 적은 에너지를 소비한다는 것을 발견했다.[22] 걷는 것이 몸무게의 킬로그램 당 더 비쌌는지, 비만인 사람들이 걷는 속도가 더 느릴지를 결정하기 위해, 브라우닝과 크람은 여성들이 다른 속도를 걷는 동안 소비할 신진대사에너지를 특징짓기 위해 노력했다. 그들은 비만 여성을 위해 걷는 것이 마른 개인에 비해 체중의 킬로그램 당 11% 더 비쌌고 비만 여성은 거리당 총 에너지 비용을 최소화한 마른 개인과 비슷한 속도로 걷는 것을 선호한다는 것을 발견했다.[17] 브라우닝 외 연구진은 비만 여성에 비해 비만 남성들의 대사율을 살펴보고 성별에 따라 다른 지방분포(gynoid vs. Android)가 에너지 지출에 영향을 미치는지 여부를 판단하기 위해 2급 비만 남성들과 여성들이 서로 다른 속도를 걷는 것을 관찰했다. 체중을 정상화했을 때 체중이 정상화될 때 체중의 신진대사율은 비만인 사람(지방조직이 많고 신진대사 활성조직이 적음)의 경우 약 20% 낮지만, 비만인 사람의 경우 체중 1kg당 신진대사량이 희박했던 것에 비해 약 10% 더 높았다.[16] 이 연구자들은 또한 허벅지 질량 증가와 지방분포 증가는 중요하지 않다는 것을 발견했고, 체지방의 전반적인 신체 구성은 순대사율과 관련이 있었다.[16] 그러므로 비만인 사람들은 같은 속도로 걸을 때 마른 사람보다 더 많은 신진대사에너지를 사용하고 있다.

정규화

비교 시 체중의 차이를 설명하기 위해 많은 측정값이 체중에 대해 정규화된다(V02max 테스트 참조). 비만과 마른 개인의 대사율을 비교할 때 체중을 정상화하는 것은 차이를 줄여, 체지방 구성보다는 체중이 보행의 대사비용의 주요 지표임을 보여준다.[23] 과학 문헌을 분석할 때 결과가 다르게 해석될 수 있기 때문에 정상인지 아닌지 이해할 수 있도록 주의를 기울여야 한다.

가능한 전략

낮은 관절 사지를 줄이면서 에너지 소비를 극대화하기 위해 제안할 수 있는 전략 중 하나는 비만인 사람들로 하여금 경사를 이루면서 느린 속도로 걷게 하는 것이다. 연구원들은 각각 0.5m/s 또는 0.75m/s, 9° 또는 6° 경사로에서 걷는 것은 경사가 없는 1.50m/s로 걷는 비만인 사람과 동일한 순대사율과 같다는 것을 발견했다.[24] 경사가 있는 이러한 느린 속도 또한 부하율을 현저히 감소시켰고 근거리 순근육 모멘트를 감소시켰다.[24] 고려해야 할 다른 전략은 관절에 대한 하중을 줄이고 마른 체중을 증가시키기 위해 장시간 천천히 걷는 것과 수중 훈련을 하는 것이다.[25]

비만인 사람을 대상으로 하는 제한사항

골관절염이나 심혈관 질환과 같은 다른 합병증이 없는 비만인 사람들을 모집하는 것은 종종 매우 어렵다. 또한 건강한 인구가 전체 비만인구를 대표한다면, 자원봉사를 하는 사람들이 이미 어느 정도 활동적이고 앉아서 일하는 사람들보다 더 건강할 수도 있기 때문에 추론하기가 어렵다. 또 다른 어려움은 생체역학 표지의 연구 그룹 배치 간 큰 변동성으로 인한 생체역학 변수의 특성화 능력에 있다. 마른 개인에게 자주 사용되는 표식기 위치는 뼈 랜드마크와 표식기 사이의 지방질이 과다하기 때문에 비만인 개인에게 찾기 어려울 수 있다. DEXAX선의 사용은 이러한 생체역학 표지의 배치를 개선시켰지만, 변동성은 여전히 남아 있으므로 과학적 발견을 분석할 때 고려해야 한다.

참고 항목

참조

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