Association Between Body Composition, Quadriceps Femoris Muscle Activity, and Pulmonary Function in Healthy Adults

건강한 성인의 신체 조성과 넙다리네갈래근 활성도 및 호흡 기능 간의 연관성

Abstract

Purpose : This study aimed to investigate the correlations among body composition, pulmonary function, and quadriceps femoris muscle activity in healthy adults. By analyzing these interrelationships within a non-clinical population, this study sought to provide foundational data for early health assessments and the development of personalized exercise programs. Methods : A total of 79 healthy adults (48 males and 31 females) participated in this study. Body composition was assessed using bioelectrical impedance analysis (InBody 570), measuring body mass index (BMI), body water, protein, minerals, lean body mass, skeletal muscle mass, total muscle mass, body fat percentage, and basal metabolic rate. Pulmonary function was evaluated via spirometry and included forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second (FEV1), and the FEV1/FVC ratio. Muscle activity of the vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), and rectus femoris (RF) was measured using surface electromyography. Pearson correlation analysis was conducted separately for males and females, with a significance level set at p<.05. Results : In males, FVC and FEV1 showed positive correlations with BMI, body water mass, protein mass, mineral mass, lean body mass, skeletal muscle mass, total muscle mass, and basal metabolic rate (p<.05). Additionally, VL activity correlated positively with muscle-related body composition variables (p<.05). In females, both FVC and FEV1 showed positive correlations with body composition variables, while the FEV1/FVC ratio showed negative correlations with protein, minerals, and lean body mass (p<.05). RF activity was positively correlated with BMI and body fat percentage (p<.05). Conclusion : This study confirmed significant associations between body composition, pulmonary function, and quadriceps femoris muscle activity in healthy adults, revealing sex-specific patterns. These findings provide foundational evidence that may contribute to the development of individualized rehabilitation or exercise programs based on body composition profiles.

Ⅰ. 서론

1. 연구의 배경 및 필요성

현대 사회에서는 건강한 삶을 유지하기 위하여 신체 조성(body composition), 근육뼈대계 및 호흡 기능에 대한 관심이 증가하고 있다. 신체 조성은 무기질, 단백질, 체지방과 제지방량, 근육량 등으로 구성되며, 이는 근력, 유연성, 지구력과 같은 신체적 기능뿐만 아니라 전반적인 신체 건강과 운동 수행 능력에도 중요한 영향을 미친다(Jiménez Boraita 등, 2021; Westerterp, 2018). 예를 들어, 신체 활동 저하로 인한 비만은 가슴과 배에 지방이 축적되어 폐 용적 감소를 초래하며, 호흡 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다(Melo 등, 2014). 이러한 신체 조성의 변화는 심혈관 건강, 대사 건강, 호흡 기능 및 체력 지표와 밀접한 상관관계를 가질 수 있다(Galan-Lopez 등, 2022; Goossens, 2017; Kochman 등, 2022; Xu 등, 2024).

이와 더불어 근 활성도(muscle activity)는 특정 근육군의 기능적 상태와 근력 발휘 능력을 반영하며, 근력 강화와 기능 회복을 평가하는 데 필수적인 요소로 활용된다(Nuzzo, 2023). 이러한 근 활성도 평가는 근육의 효율성, 피로 정도, 근 섬유의 동원패턴을 분석하는 데에도 기여한다(Gilhus, 2021; Wakeling 등, 2011). 특히, 다리 근육군의 기능 회복과 강화 전략 수립에 중요하며, 신체 기능 저하를 예방하거나 개선하는 데 중요한 정보를 제공한다(Muyor 등, 2020). 다리 근육 중 넙다리네갈래근(quadriceps femoris)은 넙다리부 앞쪽에 위치한 주요 근육으로, 중간넓은근(vastus intermedius), 안쪽넓은근(vastus medialis), 가쪽넓은근(vastus lateralis), 넙다리곧은근(rectus femoris)으로 구성되어 있다(Angullo-Gómez 등, 2024). 이러한 근육군은 보행, 자세 유지, 균형 조절 및 다양한 일상 활동에 필수적인 역할을 한다(Angullo-Gómez 등, 2024). 넙다리네갈래근의 근력과 활성도는 운동 수행 능력의 향상뿐만 아니라 일상생활 동작의 효율성에도 직접적인 영향을 미친다(Marshall 등, 2020).

넙다리네갈래근의 근력은 만성폐쇄폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD) 환자의 사망률을 예측하는 지표로써(Swallow 등, 2007), 이는 넙다리네갈래근 활성도와 호흡 기능 간의 연관성을 시사한다. 호흡 기능이 향상되면 다리 근육의 산소 공급 및 에너지 대사가 최적화되며, 이는 전신적인 운동 수행 능력을 높이는 데 기여할 수 있다(Ausín 등, 2017; Haji 등, 2020). 또한, 넙다리네갈래근의 활성화는 유산소 운동 및 저항성 운동을 통해 심장호흡 기능 증진을 도모할 수 있으며(Lee & Kim, 2023), 반대로 호흡 기능의 저하는 근육 피로를 가속화시켜 근력 유지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다(Fulton 등, 2020). 따라서 호흡 기능과 다리 근력 간의 관계를 이해하는 것은 효과적인 재활 전략을 설계하는 데 있어 필수적이다.

또한, 호흡 기능은 단순한 산소 공급 및 이산화탄소 배출 과정에 국한되지 않으며, 신체의 에너지 대사와 활동 수준을 결정짓는 핵심적인 역할을 한다(Myers 등, 2019). 이러한 과정은 폐, 가슴우리, 가로막 및 여러 협력 근육의 상호작용에 의해 조절되며, 호흡 기능의 효율성은 이러한 시스템의 통합적인 건강 상태를 반영한다(Roman 등, 2016). 이와 같이 호흡 근육의 기능적 상태와 전신 근육의 활성도 및 신체 조성 간의 관계를 분석하는 것은 다양한 운동 프로그램의 효과적인 전략 수립에 기여할 수 있다.

기존의 선행연구들은 대부분 신체 조성, 근 활성도 또는 호흡 기능 간의 관계를 각각 개별적으로 분석하였으며(Kim & Cho, 2020), 연구대상도 만성질환자 또는 노인 등 특정 집단에 국한된 경우가 많았다(Chang 등, 2017; Jeong, 2018). 그러나 실제 임상 및 재활 현장에서는 개별 지표의 변화뿐 아니라 이들 간의 복합적 관계를 이해하는 것이 매우 중요하다. 특히 건강한 성인기에는 근육뼈대계 및 호흡기계 기능이 정점에 도달하는 시기이며, 이 시기에 나타나는 신체 조성, 근 활성도, 호흡 기능 간의 상호작용은 이후 기능 저하 예방 및 건강관리 전략 수립의 기준점이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고 건강한 일반 성인을 대상으로 이 세 가지 요소를 통합적으로 분석한 연구는 매우 부족한 실정이다.

2. 연구의 목적

따라서 본 연구는 건강한 성인을 대상으로 신체 조성, 넙다리네갈래근 활성도, 호흡 기능 간의 상관관계를 통합적으로 분석함으로써, 생애 초기 건강 상태에 대한 생리학적 이해를 높이고, 향후 맞춤형 운동 중재 및 예방적 재활 전략 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 더불어 본 연구는 성별에 따른 생리학적 차이도 함께 고려하여 보다 정밀한 해석과 실제적 적용 가능성을 확보하고자 한다.

Ⅱ. 연구방법

1. 연구대상자 및 자료수집

본 연구는 K 광역시 N 대학교에 재학 중인 건강한 성인 79명을 대상으로 진행되었다. 연구 대상자들에게 실험의 목적과 절차를 충분히 설명하였으며, 자발적인 동의를 확보하고 헬싱키 선언의 윤리적 원칙을 준수하였다. 연구 대상자의 선정 기준은 운동 능력에 영향을 줄 수 있는 근육뼈대계 손상이 없는 자, 호흡기 질환이 없는 자, 인지 기능이 정상인 자, 의사소통에 문제가 없는 자를 포함하였다. 연구 대상자의 제외 기준은 최근 6개월 이내 수술 경험이 있는 자, 신경학적 질환이 있는 자, 약물 치료를 받는 자, 만성질환으로 인한 합병증이 있는 자는 제외하였다.

2. 측정도구

1) 신체 조성

연구 대상자의 신체 조성 평가를 위해 생체 전기 임피던스 분석기(InBody 570, Bio Space, Korea)를 사용하였다. InBody 570은 신체 부위별로 다양한 주파수 대역(5 ㎑, 50 ㎑, 500 ㎑)의 생체 전기 임피던스를 측정하여 신체 구성 요소를 분석하는 장비로, 신뢰도가 높은 것으로 보고되고 있다(Bailey 등, 2018). 측정 순서는 다음과 같다. 대상자는 가벼운 복장을 착용하고 맨발로 기기 위에 올라선다. 체중을 측정한 후, 개인 정보를 입력한다. 양팔을 벌린 상태에서 손 전극을 잡고, 측정이 완료될 때까지 유지한다.

2) 근전도 검사

근 활성도는 표면 근전도 장비(Free EMG BTS 1000, BTS Company, Italy)를 사용하였다. 신호 분석은 EMG Analyzer 소프트웨어(BTS Bioengineering, Italy)를 통해 수행되었으며, 급내 상관계수(intraclass correlation coefficient; ICC) 값은 0.83~0.94로 높은 신뢰도를 나타냈다(Jang 등, 2018). 표본추출률은 1,000 ㎐로 설정하고, 신호 필터링은 20~500 ㎐ 대역통과 필터를 적용하였다. 전극의 부착 위치는 SENIAM(surface electromyography for non-invasive assessment of muscle)에서 권고하는 사항을 기반으로 우세 측 다리의 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리곧은근에 부착하였다(Cho 등, 2024; Hermans 등, 1999). 각각 넙다리 앞쪽 중앙, 위앞엉덩뼈가시와 무릎뼈를 잇는 선의 80 % 및 2/3 지점에 부착하였으며, 두 전극 간의 거리는 2 ㎝로 유지하였다.

근 활성도 측정을 위해 연구 대상자가 엉덩관절의 움직임, 무릎관절의 보조근 개입, 상체의 과도한 전방 굽힘 또는 반동 사용 등의 보상작용 없이 Q-setting 운동을 정확히 수행할 수 있도록 사전 교육을 실시하였다. 이를 위해 연구 대상자는 벽에 기대어 엉덩관절을 90 °로 유지한 상태에서 상체를 곧게 세우고, 손은 가슴 위에 올려 고정하도록 안내하였다(Fig 1). 또한, 무릎을 폄할 때 무릎 뒤를 바닥으로 누르도록 지시하였으며, 허벅지 외 다른 부위의 움직임 없이 넙다리네갈래근에만 수축이 일어나도록 유도하였다. 실험 전 시범 동작 및 반복 연습을 통해 자세 정확성을 확보하였으며, 5초간의 수축 유지와 1분간의 휴식을 포함하여 총 3회 반복하여 측정하였다.

Fig 1. Electromyographic measurement of the quadriceps femoris

최대 자발적 등척성 수축(maximum voluntary isometric contraction; MVIC)은 치료사의 저항에 대항하여 수행되었으며, Q-setting 운동을 수행하기 전에 측정되었다. 각 수축은Q-setting 운동과 동일하게 5초간 수축을 유지하였고, 1분간의 휴식을 포함하여 총 3회 반복하여 측정하였다. 수집된 근 활성도 신호량은 실효 평균 값(root mean square; RMS)으로 변환하였으며, MVIC 값으로 나누어 최대 자발적 등척성 수축에 대한 백분율(% maximum voluntary isometric contraction; %MVIC) 로 정규화하였다. 각 근육에 대하여 3회 반복한 평균값을 최종 분석에 활용하였다.

3) 호흡 기능

호흡 기능을 측정하기 위해 폐활량 측정기(Pony Fx, COSMED, Italy)를 활용하였다. 측정 항목은 강제 폐활량(forced vital capacity; FVC), 1초간 강제 날숨량(forced expiratory volume in 1 second; FEV₁), FEV₁/FVC 비율이며, 측정은 Kim과 Cho(2020)의 연구 방법을 기반으로 하였다. 연구 대상자는 엉덩관절과 무릎관절을 각각 90도로 유지한 상태에서, 발을 지면에 두고 등을 의자에 편하게 기댄 안정된 앉은 자세를 취하도록 하였다. 또한, 연구 대상자는 코 클립과 마우스피스를 착용한 상태에서, 시각적 피드백을 통해 들숨과 날숨량을 실시간 그래프로 확인하며 측정이 이루어졌다(Fig 2). 각 대상자는 동일한 방법으로 3회 반복 측정하였으며, 최고 기록 값을 최종 분석에 활용하였다.

Fig 2. Pulmonary function measurement

3. 자료처리

본 연구의 자료 분석은 SPSS version 25.0(IBM Corp., USA)을 사용하여 수행되었다. 연구 대상자의 일반적 특성 분석은 빈도 분석과 기술통계량을 통해 산출하였으며, 집단 간 동질성 검정은 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였다. 변수 간 상관관계 분석은 피어슨 상관관계(Pearson’s correlation)을 통해 신체조성, 넙다리네갈래근 활성도 및 호흡 기능 간의 연관성을 검증하였다. Cohen(1988)이 제안한 상관계수 해석을 기반으로 ±0.80~1.00은 매우 높은 상관, ±0.60~0.79는 높은 상관, ±0.40~0.59는 중간 상관, ±0.20~0.39은 낮은 상관, ±0.00~0.19은 매우 낮은 상관으로 정의하였다. 통계적 유의수준 α는 .05로 설정하였다.

Ⅲ. 결과

1. 연구대상자의 일반적 특성

본 연구의 대상자는 만 19세 이상의 건강한 성인 79명으로, 남성 48명(60.76 %)과 여성 31명(39.24 %)으로 구성되었다. 나이(남성 21.33±1.74세, 여성 20.55±1.36세)와 체질량 지수(body mass index; BMI)(남성 26.04±4.27 ㎏/㎡, 여성 23.05±4.22 ㎏/㎡), 체수분량(남성 45.26±6.71 ℓ, 여성 29.72±3.67 ℓ), 단백질량(남성 12.28±1.83 ㎏, 여성 7.96±1.01 ㎏), 무기질량(남성 4.30±0.68 ㎏, 여성 2.94±0.35 ㎏), 제지방량(남성 61.74±9.17 ㎏, 여성 40.62±5.01 ㎏), 뼈대근육량(남성 35.14±5.58 ㎏, 여성 22.06±3.04 ㎏), 근육량(남성 58.13±8.62 ㎏, 여성 38.17±4.74 ㎏), 기초대사량(남성 1710.27±203.90 ㎉, 여성 1212.97±240.96 ㎉), FVC(남성 4.52±0.72 ℓ, 여성 3.10±0.47 ℓ), FEV₁(남성 3.76±0.61 ℓ, 여성 2.61±0.39 ℓ)에서 남성이 여성보다 유의하게 높은 값을 보였다(p<.05). 반면, 체지방률(남성 22.45±7.60 %, 여성 31.37±8.44 %)은 여성이 남성보다 유의하게 높았다(p<.05). 한편, FEV₁/FVC과 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리곧은근의 활성도는 그룹 간 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.05)(Table 1).

Table 1. General characteristics of the subjects (n= 79)

M±SD; mean±standard deviation, FVC; forced vital capacity, FEV₁; forced expiratory volume in 1 second

2. 신체 조성과 넙다리네갈래근 활성도 및 호흡 기능의 상관관계

남성의 경우, BMI는 FVC와 중간 정도의 정적 상관관계를 나타냈으며, FEV₁과 낮은 정적 상관관계를 보였다(p<.05). 또한, 체수분량, 단백질량, 무기질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량, 기초대사량은 FVC 및 FEV₁과 높은 정적 상관관계를 보였다(p<.05). 한편, 체수분량, 단백질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량은 가쪽넓은근 활성도와 낮은 정적 상관관계를 보였다(p<.05)(Table 2).

Table 2. Correlation between body composition, quadriceps muscle activity, and lung function in men (n= 48)

r; Pearson correlation coefficient, FVC; forced vital capacity, FEV₁; forced expiratory volume in 1 second, VM; vastus medialis, VL; vastus lateralis, RF; rectus femoris

여성의 경우, 체수분량, 단백질량, 무기질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량은 FVC와 높은 정적 상관관계를 나타냈으며(p<.05), 체수분량, 단백질량, 무기질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량은 FEV₁과 중간 정도의 정적 상관관계를 보였다(p<.05). 또한, 단백질량, 무기질량, 제지방량은 FEV₁/FVC 비율과 낮은 부적 상관관계를 보였으며(p<.05), BMI, 체지방률은 넙다리곧은근 활성도와 중간 정도의 정적 상관관계를 보였다(p<.05)(Table 3).

Table 3. Correlation between body composition, quadriceps muscle activity, and lung function in women (n= 31)

r; Pearson correlation coefficient, FVC; forced vital capacity, FEV₁; forced expiratory volume in 1 second, VM; vastus medialis, VL; vastus lateralis, RF; rectus femoris

Ⅳ. 고찰

본 연구에서는 건강한 성인을 대상으로 신체 조성, 넙다리네갈래근 활성도, 그리고 호흡 기능 간의 상관관계를 통합적으로 분석하고자 하였으며, 이를 통해 세 변수 간의 연관성을 명확히 규명하여 맞춤형 운동 및 재활 전략 수립의 기초자료를 제공하고자 하였다. 남성과 여성의 생리적 및 체구 차이를 고려하여 성별에 따라 신체 조성, 근 활성도, 호흡 기능의 일반적인 특성을 각각 구분하여 제시하였다. 이는 기존의 선행 연구들에서 성별이 신체 조성 및 호흡 기능, 근 활성도에 있어 중요한 조절변수(moderator variable)로 작용할 수 있음이 보고되었기 때문이다(Ausín 등, 2017; Nuzzo, 2023; Sheel 등, 2016). 특히 남성과 여성은 근육량, 골격 구조, 호흡기 해부학적 특성, 에너지 대사율 등에서 유의한 차이를 보이며, 이러한 차이는 호흡 기능 및 근 활성도에 직접적인 영향을 미칠 수 있다(Lee 등, 2022; Zhang 등, 2024). 따라서 본 연구는 단순히 전체 데이터를 통합하여 분석하는 방식이 아니라, 성별에 따른 특성과 상관관계를 비교 분석함으로써 보다 해석의 정밀성을 높이고자 하였다.

본 연구 결과, 남성과 여성 모두에서 신체 조성과 FVC 및 FEV₁ 간에는 유의한 정적 상관관계가 확인되었었고, 여성의 경우에는 FEV₁/FVC과 부적 상관관계가 나타났다. 또한, 일부 신체 조성 요소에서 남성은 가쪽넓은 근 활성도, 여성은 넙다리곧은근의 활성도와 정적 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 성별에 따라 신체 조성, 근육 기능, 호흡기 해부학적 구조에 차이가 있으며, 이로 인해 동일한 신체 구성 요소라도 호흡 기능이나 근 활성도에 미치는 영향이 다르게 나타날 수 있음을 시사한다(Ausín 등, 2017; Nuzzo, 2023; Sheel 등, 2016). 실제로, 남성은 평균적으로 근육량과 제지방량이 높고 기초대사량이 크며, 이러한 요인들이 호흡 기능에 긍정적인 영향을 미쳤을 것으로 판단된다(Lee 등, 2022; Zhang 등, 2024). 반면, 여성은 기도 직경이 상대적으로 좁고, 근육량 및 무기질량이 적기 때문에 FEV₁과의 상관관계가 남성에 비해 낮은 수준으로 나타난 것으로 해석된다(Sheel 등, 2016). 또한, FEV₁/FVC 비율이 특정 신체 조성 지표와 부적 상관을 보인 현상은 FVC 증가 폭이 FEV₁보다 더 클 경우 발생할 수 있는 정상 생리적 반응으로, 건강한 여성의 해부학적 특성을 반영하는 결과로 이해할 수 있다(Dos Santos Andreata 등, 2019).

남성의 경우, BMI는 FVC 및 FEV₁과 각각 중간과 낮은 정적 상관관계를 보였으나, 여성에서는 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. 이는 성별 구분 없이 성인을 대상으로 수행한 선행 연구에서 BMI와 FVC 및 FEV₁간의 유의한 정적 상관관계가 보고된 결과와 부분적으로 일치한다(Sung & Park, 2013). 다만, BMI는 근육량과 지방량의 차이를 명확히 반영하지 못하기 때문에, 신체 크기 변화만으로 호흡 기능의 변화를 해석하는 것은 한계가 있다(Romero-Corral 등, 2008). 따라서 개별적인 건강 평가에서는 체지방률, 근육량, 제지방량 등의 요소를 함께 고려해야 한다고 제안된다(Romero-Corral 등, 2008).

즉, 남성은 여성에 비해 체수분량, 단백질량, 무기질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량이 상대적으로 높고, 체지방률이 낮기 때문에 이러한 신체 조성 요소의 차이가 BMI에 영향을 미쳤을 가능성이 크다. 이는 결과적으로 FVC 및 FEV₁과의 정적 상관관계가 남성에서 더 강하게 나타난 원인으로 해석될 수 있다. 또 다른 측면에서 가임기 여성 중 월경이 불규칙한 경우, BMI나 신체 활동 수준과 무관하게 호흡 기능이 저하될 수 있다는 연구 결과가 보고 된 바 있다(Real 등, 2008). 따라서 향후 연구에서는 여성의 호흡 기능을 보다 세분화된 집단으로 분석할 필요가 있다. 추가적으로 기초대사량은 제지방량 및 근육량과 밀접한 관계가 있으며(Zhang 등, 2024), 이는 근육량이 많은 남성에서 FVC 및 FEV₁에서만 정적인 상관관계가 있는 것으로 생각된다. 이러한 결과는 근육과 관련된 신체 조성이 성별에 따른 호흡 기능의 차이를 설명하는데 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다.

여성의 경우, 체수분량, 단백질량, 무기질량, 제지방량, 뼈대근육량, 근육량이 FVC와 높은 정적 상관관계를 보였으나, FEV₁과는 남성보다 비교적 낮은 수준의 중간 정도의 정적 상관관계를 나타냈다. 제지방량과 뼈대근육량은 가슴우리 및 가로막의 움직임을 보조하여 폐의 확장 능력을 향상시켜 FVC를 증가시키지만(Choe 등, 2019; Jeon 등, 2018), FEV₁은 기도의 개방성과 저항에 더 직접적으로 영향을 받기 때문에 상관관계가 상대적으로 약하게 나타날 수 있다(Pisi 등, 2015). 이는 여성이 남성보다 해부학적으로 근육량과 무기질량이 적고, 기도 직경이 좁아 저항이 증가하는 점으로 설명될 수 있다(Lee 등, 2022; Sheel 등, 2016). 이러한 차이는 선행 연구에서 남성이 여성보다 FEV₁ 값이 유의하게 높게 나타났다는 결과와도 일치한다(Lee 등, 2022). 또한, 여성과 남성 모두 근육량 증가 및 지방량 감소가 FEV₁ 감소율을 완화하는데 중요한 역할을 한다는 선행 연구의 결과를 고려할 때(Park 등, 2021), 근육량 증가와 지방량 감소를 병행하는 것이 FVC와 FEV₁의 저하를 효과적으로 완화하는 중요한 요소로 작용할 수 있을 것이라 생각된다.

더불어 여성은 FEV₁/FVC 비율과 단백질량, 무기질량, 제지방량 간에 낮은 부적 상관관계가 나타났다. 이러한 결과는 FVC 증가 폭이 FEV₁보다 더 클 경우 발생할 수 있는 현상으로 해석될 수 있다(Dos Santos Andreata 등, 2019). 정상적인 경우, 건강한 성인은 FEV₁을 정상 범위 내에서 유지하면서도 낮은 FEV1/FVC 비율을 보일 수 있으며, 이는 정상적인 생리적 변이로 간주될 수 있다(Dos Santos Andreata 등, 2019). 그러나 성별 차이에 대한선행 연구에서는 본 연구와 달리, 남성에서 신체조성과 FEV₁/FVC 비율 간의 관계에서 부적 영향을 보고하였다(Kim & Cho, 2020). 이러한 결과 차이는 체지방률과의 상관관계를 원인으로 제시하였지만, 본 연구에서는 남성과 여성 모두 체지방률과 호흡 기능 간의 유의한 상관관계가 관찰되지 않았다. 따라서 향후 연구에서는 성별에 따라 체지방률뿐만 아니라 내장지방, 피부밑지방 등의 세부적인 체지방 구성 요소와의 관계를 추가적으로 분석할 필요가 있다.

근 활성도 측면에서는, 남성의 경우 가쪽넓은근 활성도가 근육 관련 신체 조성 요소와 유의한 정적 상관관계를 보였으며, 이는 남성의 근육량과 다리 근육 분포 특성상 무릎 폄 및 외측 안정성 유지에 이 근육이 핵심적으로 작용하기 때문으로 판단된다(Angullo-Gómez 등, 2024; Slater & Hart, 2017; Snijders 등, 2015). 여성은 체지방률 및 BMI가 넙다리곧은근 활성도와 연관된다는 결과를 보였으며, 이는 건강 수준이 유지된 상태에서는 체지방 증가가 오히려 넙다리근 활성도를 보상적으로 증가시키는 생리적 반응일 수 있다. 그러나 과도한 체중 증가는 근육 기능 저하를 초래할 수 있으므로, 건강한 체중 유지가 중요하다(Al Khatib 등, 2022). 따라서 신체 조성과 넙다리네갈래근 활성도 간의 상관관계를 보다 명확히 규명하기 위해서는 다양한 BMI 범위 또는 체지방률을 고려한 집단 비교 연구를 수행하여 근 활성도의 변화 기전을 심층적으로 분석하는 것이 필요하다. 이러한 신체조성과 넙다리네갈래근 활성도의 상관관계는 단순한 생리적 연관성을 넘어, 신체 조성 관리와 함께 통합적인 건강관리 전략 수립의 필요성을 강조하는 근거가 될 수 있다. 그러나 본 연구와 직접적으로 비교할 수 있는 선행 연구가 부족하여, 결과 해석에 한계가 존재하며, 추가적인 후속 연구가 수행될 필요가 있다.

한편, 본 연구에서는 넙다리네갈래근 활성도와 호흡 기능 간의 유의한 상관관계는 확인되지 않았다. 이는 대상자가 모두 건강한 성인이며, 호흡 기능이 이미 최적화 된 상태였기 때문에 근육 활성도의 변화가 호흡 기능에 영향을 줄 만큼 크지 않았을 가능성이 있다(Vogiatzis 등, 2020). 또한 본 연구는 단면적 관찰 설계에 기반하였기 때문에, 장기적인 운동 개입이나 근력 변화가 호흡 기능에 미치는 영향을 충분히 반영하지 못한 한계가 있다. 따라서 향후 연구에서는 보다 다양한 체형, 체지방 구성, 그리고 신체 활동 수준을 고려한 집단 비교 설계를 통해, 세 변수 간의 동적 관계 및 인과적 경로를 보다 정밀하게 규명할 필요가 있다. 또한 운동 프로그램 개입 전·후의 변화 관찰을 통한 종단적 연구가 병행될 때, 신체 조성 변화에 따른 근 활성도와 호흡 기능 간의 상호작용에 대한 명확한 해석이 가능할 것으로 사료된다.

본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구에 참여한 대상자의 수가 제한적이었으므로 도출된 연구 결과를 일반화하기 어렵다. 둘째, 표면 근전도 측정 과정에서 신체적 및 심리적 요인을 완전히 통제하는 것이 어려웠으며, 이로 인해 측정 결과에 개인 간 변동성이 발생했을 가능성이 있다. 셋째, 신체 활동 수준이나 흡연 여부와 같은 외부 변수가 미치는 영향을 완전히 통제하지 못하였다. 넷째, 포함된 변수가 제한되어 대상자의 개별 특성을 충분히 반영하지 못했을 가능성이 있다. 향후 연구에서는 보다 다양한 변수를 고려한 연구 설계와 함께 신체 조성, 넙다리네갈래근 활성도 및 호흡 기능 간의 상관관계 분석을 수행해야 할 필요가 있다.

Ⅴ. 결론

본 연구는 건강한 성인을 대상으로 신체 조성, 넙다리네갈래근 활성도, 그리고 호흡 기능 간의 상관관계를 통합적으로 분석하여, 이들 변수 간의 연관성을 규명하고자 하였다. 그 결과, 신체 조성과 넙다리네갈래근 활성도간, 그리고 신체 조성과 호흡 기능 간에는 각각 유의한 상관관계가 나타났으며, 특히 남성은 가쪽넓은근, 여성은 넙다리곧은근과 특정 신체 조성 지표 간의 연관성이 확인되었다. 반면, 넙다리네갈래근 활성도와 호흡 기능 간에는 유의한 상관관계가 나타나지 않았으며, 이는 건강한 성인의 경우 호흡 기능이 이미 최적화된 상태에 있다는 점을 반영하는 결과로 해석된다.

이러한 결과는 각 변수 간의 관계를 성별에 따라 분석함으로써 보다 정밀한 생리학적 이해를 도출하고, 개별 특성에 기반한 운동 중재 및 재활 프로그램 개발을 위한 기초 자료로서의 활용 가능성을 보여준다. 본 연구는 기존 연구들이 주로 개별 변수 간의 연관성이나 특정 질환군에 국한된 분석에 머물렀던 한계를 보완하여, 건강한 일반 성인을 대상으로 통합적 관점을 적용한 점에 의의가 있다.

다만 본 연구는 단기적인 측정 결과에 기반한 단면적 연구로서, 시간에 따른 변화나 개입 효과를 충분히 반영하지 못한 한계가 있다. 따라서 향후 연구에서는 장기적인 운동 개입을 통해 신체 조성 변화가 근 활성도와 호흡 기능에 미치는 영향을 종합적으로 분석하고, 다양한 생리적 변수 및 생활습관 요인을 포함한 종단적 연구를 통해 이들 간의 인과적 경로를 더욱 정밀하게 규명할 필요가 있다.