How does temperature affect your performance?

James Witts | 24 Feb 2016

from Cyclist

당신은 아마도 라이딩 중에 너무 춥거나 더워서 원래의 능력을 발휘하지 못해본 경험이 있을 것이다. 이는 인체의 항상성 - 외부의 온도나 운동 강도에 상관 없이 체간의 온도를 37도 부근으로 유지하기 위한 육체와 정신의 협력 때문이다.

이런 양 극단의 온도에서 놀라운 능력을 보인 프로 선수들의 이야기는 많이 들을 수 있다, 하지만 우리는 평범한 사이클리스트들이 외부 온도에 어떻게 영향을 받고, 실력을 제대로 발휘하기 위해서 어떤 훈련을 해야 하는지 알아보자.

차가운 겨울 바람

차가운 바람을 맞으며 라이딩 하는 것은 누구에게나 불편한 일이고, 속도에 따라 얼마나 더 추워지는지에 대한 많은 계산식이 있다. 예를 들자면, 25km/h의 속도로 12도의 기온에서 달린다면, 기온은 8도 처럼 느껴질 것이다. 다른 말로는 25km/h의 풍속은 섭씨 4도의 냉각 효과를 갖는다. 만약 기온이 섭씨 2도라면, 냉각 효과는 더욱 강해져 체감 온도는 영하 3도에 이를 것이다. 사이클리스트라면 언제나 달리면서 바람을 맞기 때문에, 이는 문제가 된다.

'인체는 내부의 온도를 37도로 유지하려는 방향으로 움직입니다,' London's South Bank University의 응용과학부의 강사 Nadia Gaous는 말한다. '이 온도에서 뇌와 심장은 효과적으로 움직입니다. 만약 체온이 2도 떨어진다면, 저체온증의 증상이 나타나기 시작합니다.'

사실 그 전에 체온이 37도 이하로 떨어지면, 운동능력은 다음 세가지 이유로 떨어지기 시작한다. 첫째, 체내 온도를 유지할 목적으로 말단부로 가는 혈류량을 줄이기 위해 최대 심박이 떨어진다. 이는 심박출량 - 분당 펌프되는 혈액의 양 - 을 줄여, 운동 중인 근육에 산소를 공급하는 능력을 방해한다. 다시 말하자면, 추운 일요일 아침 라이딩에 손발가락의 감각이 둔해지고 있다면, 당신의 유산소 능력은 이미 떨어져 있다는 것이다.

또한, 추위는 헤모글로빈의 분자구조에 영향을 줘서 산소와 더욱 강하게 결합하게 한다. 이는 산소 운반 능력을 감소시켜, 운동중 무산소 에너지에의 의존성을 높여 결국에는 다음 스프린트에 쓸 수 있는 탱크의 용량을 줄인다.

다행히, 신진대사가 이런 문제들에 대항한다. 근육이 소비하는 칼로리는 단지 25%만 운동에 이용될 뿐이고, 나머지 75%는 열로 바뀐다. 그리고 얼마나 많은 열을 생성하는가는 최대 산소 섭취량과 관계가 있다(VO2 max). VO2 max가 높다면 더 많은 열을 생성할 수 있다.

이런 체내의 열 생성으로 인해, 우리가 자전거를 타는 동안에는 큰 문제가 발생하지 않고, 아쉽게도 따뜻한 집 안에만 머물고 있을 이유가 하나 사라졌다. '저희 연구 결과에 따르면 영국의 기후는 생리학적 문제를 일으킬만한 낮은 온도로 내려가는 일이 드뭅니다.' Gaous는 말한다, '오히려 문제는 자전거 컨트롤이죠. 추위로 인한 떨림은 근육 조정 능력을 떨어뜨려, 체온 저하보다 더 문제가 될 수 있습니다.'

Loughbourgh University의 인간공학 교수 Simon Hodder는 체온 손실을 막기 위한 신체 말단의 혈류가 저하가 라이더에게 가장 큰 문제라고 말한다. 이런 현상은 '생리학적 절단'으로 알려져 있다.

'노출된 피부는 빠르게 냉각되며, 다만 불편한 느낌을 넘어서, 생리학적으로 위험할 수 있습니다.' Hodder는 말한다. '이는 주로 손, 발가락, 얼굴에서 문제가 되며 이 부분들은 단열은 부족하고 노출된 면적은 넓어 열을 빠르게 잃습니다.'

장갑과 적절한 의복으로 열 손실을 최대한 막는 것은, 편안함, 컨트롤 뿐만 아니라 운동능력을 위해서도 필요하다. 1도의 근육 온도 저하는(예를 들어 대퇴근에서) 10%의 운동능력 저하로 이어진다.

넥 워머는 단열 패션의 마무리라고 할 수 있다. 자켓의 목과 볼 사이를 막아줄 뿐만 아니라, 필요하다면 입까지 가릴 수 있는데, 감기에 걸린적이 있어 찬 바람을 마시는게 부담스러운 라이더에게 특히 유용하다. 사실, 찬 공기로부터 기도를 보호하기 위해 바셀린을 삼킨 크로스컨트리 스키어에 대한 이야기들이 있는데, 이는 그다지 좋은 생각이 아니다. 하지만, 찬 공기가 기도에 안좋은 사람은 전체 인구의 4%정도에 이른다. 여러 연구들에 의하면 문제가 되는 것은 차가운 공기보다는 건조한 공기라고 한다. 그렇기 때문에, 넥 워머나 바라클라바가 도움이 되는데, 찬 공기를 막는 것 보다는 들이마시는 공기에 습기를 더해 주는 역할이 크다.

영국의 사이클리스트들에게는 좋은 소식이 있다. 추운 날씨에서는 당신이 콜롬비아의 나이로 킨타나나, 에리트리아의 다니엘 테클라헤이마놋 보다 상대적으로 더 잘 탈 수도 있다는 것이다. '저희가 한 연구 중에는 추운 지방에 살던 라이더는 더운 지방에서 온 라이더에 비해 추운 날씨로 인한 운동능력 저하가 없다는 결과를 보여준다는 것도 있었습니다.' Gaous가 말한다. '비록, 생리학적이나 환경에 대한 적응 보다는 평소 행동이나 습관에 영향을 더 받은 것이기는 하지만요.'

더위속의 라이딩

'열은 추위보다 더 문제가 됩니다.' 지금은 그렇게 느껴지지 않을테지만, Hodder는 말한다. '추위 속에는 강력한 열 발생원이 몸에 있습니다만, 뜨거워졌을 때 몸을 식히는 것은 좀 더 어렵습니다.'

땀은 열을 식히는 수단이지만, 그 효과는 제한적이다. 몇몇 전문가는 비록 그 메카니즘은 완전히 이해하지 못했지만, 인체에 내장된 페이스 조절 기구가 있어 과열을 막는다고 믿는다. Cape Town University의 Tim Noakes 교수는 이것이 그의 피로 관리 모델과 관련이 있다고 한다. 이것은 뇌의 무의식적인 기구가 환경, 운동 시간, 경험 등을 바탕으로 하여 유지할 수 있는 페이스를 설정한다는 모델이다.

Noakes는 이런 생리학적인 리미터가 선수들이 아주 더운 환경에서도 쉽게 열사병에 걸리지 않는 이유라고 제안한다. 더운 날씨에서 운동할 때 심부 온도는 오르긴 하지만 대략 39도 부근에서 유지가 된다. 만일 40도를 넘어간다면 열적 피로가 문제되어 어지러움, 현기증, 쥐가 일어나기 시작하고 좀더 위험한 열사병까지 생길 수 있다.

더운 날씨에서의 라이딩이 일으키는 많은 문제들은 탈수로부터 비롯되는데, 그 효과들은 다음과 같다: 혈액이 진해져서 심장이 더 많이 일해야 한다; 에너지를 만드는 포도당 분해능력에는 물이 필요한데, 이것이 저하된다; 혈액이 몸을 식히기 위해 몸 표면으로 몰려 근육에 공급되는 혈액과 산소량이 줄어든다.

California State University의 Dan Judelson박사의 연구에 따르면, 지속적인 탈수 상태에서는 힘, 파워, 고강도 근지구력이 각각 2%, 3%, 10% 감소한다고 한다.

수분 유지하기

그렇다면 어느정도의 탈수가 체온과 운동능력에 영향을 미칠까? 기존에는 2% 정도가 경계로 여겨졌지만, Brock University의 연구원들과 Stephen Cheung의 연구결과에 따르면, 정해진 값은 아니라고 한다.

'제 연구에 따르면 3%의 체액 손실은 기존에 알던바와 같은 영향을 끼치지 않는것으로 밝혀졌습니다.' Cheung이 말한다. '그정도에서는 심박이 약간 증가하고 체온이 오르긴 하지만, 어떤 피험자에게서도 심각한 영향은 없었습니다.'

Cheung의 연구는 British Journal of Sports Medicine의 'Current hydration guidelines are erroneous: dehydration does not impair performance in the heat' 논문에 의해서도 뒷받침 되고 있다. 잘 훈련된 사이클리스트가 더위 속에서 25km 타임 트라이얼을 할 때, 17km 이후에 체온이 약간 오르긴 하지만, 다른 특이한 점은 관찰되지 않았다.

장거리 라이딩에는 수분 공급 계획이 잘 짜여있어야 하고, sweat rate를 알고 있는것이 좋다. 더운 날씨에서 아무것도 마시지 않고 한 시간 라이딩을 하며 전후의 체중을 재어 sweat rate를 알 수 있다. 대략 1kg의 체중 감소당 1Liter의 물이 필요하며, 땀으로 인해 손실된 전해질도 보충이 필요하다.

더 높은 운동 능력도 체온을 유지하는데 도움이 된다. 운동 능력이 오르면 열을 빠르게 발산할 수 있도록 땀이 빨리 나는 것을 포함해, 적응력이 높아진 것을 알 수 있을 것이다.

'유산소 능력의 향상은 혈장량과 심박출량을 증가시킵니다,' Cheung은 말한다. '이는 피부와 골격근간의 서로 많은 혈류량을 받으려는 경쟁을 완화시킵니다.'  쉽게 말해 프룸과 발베르데가 동료들과 함께 마일리지를 쌓아갈수록, 그들의 신체도 더위를 견딜수 있는 능력을 쌓아가고 있다는 것이고, 이는 여러분에게도 똑같이 적용될 수 있다.

대부분의 샤방라이더에게는 그다지 필요하지 않을테지만, 더위에 대한 적응 훈련도 도움이 된다. 건강한 성인들을 60에서 90분 가량 체온이 1도에서 2도 정도 오르는 환경에 10일 동안 노출시킨 결과, 휴식기 체온이 낮아지고, 혈장량이 증가했으며, sweat rate도 증가했다는 연구결과가 있다. 추운 환경에서의 영국 라이더들이 가지는 장점은 더운 환경에서는 반대가 된 것이다.

아프리카에서 자라서 우수한 체온 조절 시스템을 갖춘 프룸은, 북유럽의 경쟁자들 보다 열을 잘 발산해서 최적의 체온을 유지할 수 있다는 이야기다.

궁극적으로, 추위와 더위 속에서 운동능력을 유지하는 방법은 올바르게 차려입고 나가서 타는 것이다. 더 건강할 수록 체온을 더 잘 유지할 수 있고, 극단적인 환경에서 더욱 잘 적응할 수 있을 것이다.