누구나 알기 쉬운 운동생리학

저자 서문

인간은 동물이기 이전에 생물이다. 생리학(physiology)은 생물의 기능을 알아보는 학문으로 생물의 모양과 구조에 조금 더 중점을 두는 해부학과 구별된다. 영어 명칭인 physiology가 자연을 뜻하는 physis와 학문을 뜻하는 logos가 합쳐진 것처럼, 생리학은 자연에 존재하는 모든 생물을 대상으로 하는 학문이다. 따라서 생리학에는 세포생리학에서부터 기관(organ)생리학, 일반생리학, 인체생리학 등으로 나뉜다.

운동생리학은 인체생리학의 하나로 분류되며 특히 운동과 관련한 인체의 기능을 공부하는 학문이다. 한편 생물체는 세포로 구성되어 있고, 세포들은 일련의 기능을 위해 뭉쳐져 조직을 이루고 여러 종류의 조직들이 모여 더 큰 기능을 하는 기관을 이루고 이 기관들이 협동하여 작용하는 계통을 이룬다. 따라서 운동생리학의 타깃은 때로는 세포가 되기도 하고 때로는 조직, 기관, 계통이 되기도 한다.

운동이란 무엇일까? 사전적 정의는‘몸을 단련하거나 건강을 위하여 몸을 움직이는 일’이라고도 하며,‘일정한 규칙과 방법에 따라 신체의 기량이나 기술을 겨루는 일’이라고도 한다. 또한 움직이는 것의 기본은 생명에 있다. 살아야만 움직일 수 있고, 움직이는 것이 사는 것이고 살기 위해서 계속해서 움직여야 한다. 따라서 운동은 살아 있는 것, 즉 생명을 유지하는 것과 스포츠와 같은 움직이는 모든 행동을 포함한다. 따라서 살고 움직이는 것에 대한 이치를 깨닫는 일은 체육을 전공한 사람들뿐만 아니라 우리 모두에게 다 똑같이 중요하다. 특히 건강한 신체를 기반으로 잘 살아가기 위한 이들에게는 꼭 알아야 할 기초이자 필수지식일 것이다. 운동생리학이란 이런 살고 움직이는 것에 대한 이치를 탐구하는 학문이다. 누구나 알기 쉬운 운동생리학은 그에 대한 답변을 찾을 수 있도록 구성했다. 살고 움직이는 것에 대하여 이해하기 쉬우면서도 과학적인 근거가 있고 일상생활에서 실행이 가능한 지식들로 구성했다.

책을 준비하면서 내용에 대해 많이 고민했다. 기존에 운동생리학 분야에는 좋은 서적들이 많이 있다. 한국운동생리학회에서 발간한 교재나, 캐치 운동생리학이나 파워 운동생리학 같은 외국의 훌륭한 저서를 번역한 책들이다. 전공으로 공부하는 학생들이 공부하기에 적합한 서적들이다. 그러나 몇 가지 단점이 있다. 한 학기에 끝내기에는 너무 분량이 많다거나, 너무 지나치게 깊은 내용을 다룬다거나, 너무 전문적이어서 이해하기 어렵다는 점들이 그것이다. 운동을 이해하고 지도하기 위해 꼭 필요한 지식이지만, 이와 같은 몇 안 되는 이유로 학생들이 운동생리학을 어렵게 생각하게 하고, 결국은 기피하게 만들고 있다. 2023년 스포츠지도자를 지원한 약 6만 2천여 명의 사람 중 약 8천여 명만이 필기시험 과목으로 운동생리학을 선택하고 있다고 한다. 전체 응시자의 불과 13%에 불과하다. 즉, 87%의 사람들이 운동생리학을 알지 못한 채 운동전문 지도자가 되려고 하는 것이다. 이들이 실제 운동현장에서 운동을 지도하는 지도자들이 될 사람들인 것을 생각하면 마음이 편치 않다. 강단에서 20년을 넘게 운동생리학을 가르치면서 마음 한구석에 웅크리고 있는 생각이었다.

이 책은 우선 이러한 단점을 극복하고 운동생리학이 운동을 지도하는 사람들에게 꼭 필요하면서도 모두가 쉽게 공부할 수 있는 내용으로 구성하는 것을 목표로 하였다. 따라서 인간이 살고 움직이는 것에 대한 지식을 다양한 장르로부터 과학적인 근거에 기반한 최신의 정보를 모아 집약하는 형태로 집필하였다. 또한 한학기 강의에 다룰 수 있도록 13장으로 구성하고, 주차 유형별 강의 시간에 주요 내용을 전달할 수 있도록 필요 지식을 배분하여 분량을 조절했다. 이 책은 크게 4부분으로 나누어, 제1부에서는 인체에 대한 이해를, 제2부에서는 살고 움직이는 데 필요한 에너지를, 제3부에서는 에너지를 만들기 위한 재료로서의 영양을, 마지막 4부에서는 실제 운동을 일으키는 인체 내 다양한 작용 기전을 설명하였다. 이러한 노력으로 인하여 기존 운동생리학에서 다루는 내용들을 다 담지 못한 것은 이 책의 단점이 될 것이다. 더 중요한 내용을 놓치는 것이 있을까 걱정이다. 그리고 주요 내용에 대해서는 알기 쉽게 그림과 표를 새롭게 작성하여 설명하였다. 또한 이야기의 흐름을 지속하기 위하여 주제에서 벗어나지만, 꼭 필요한 내용은 주석을 달아 설명하거나, 별도의 칼럼(지식 창고)을 두어 설명하였다.

지금까지 번역을 포함하여 몇 권의 책을 출간하였는데도, 막상 탈고하고 나니 자꾸 주저하게 되고 가슴 떨린다. 운동생리학을 전공으로 하는 분들이 많고, 그분들의 학문 수준은 훨씬 앞서있기 때문일 것이다. 보잘것없는 지식수준을 내보이는 것으로, 지금껏 감췄던 민낯을 드러내 보이는 기분이지만, 운동생리학의 입문서로써 조금 더 쉽게 접근하는 데 도움이 될 것이라는 막연한 기대로 용기를 내게 되었다. 이 용기에는 사랑하는 두 딸 가나시우가 응원과 격려로 힘을 보탰다. 가나시우는 삶의 원동력이자 촉진제이다. 큰 사랑이다. 아내 조경미는 특별하다. 이 책에 나오는 모든 그림과 표를 그렸다. 운동생리학을 문장으로만 이해하는 것은 불가능한데 살고 움직이는 이치를 그림과 표로 알기 쉽게 표현하여 이해를 돕도록 해줬다. 아내가 없었으면 시작도 못 할 일이었고, 아내가 있었기에 완성할 수 있었다. 고맙다.

도서출판 한미의학은 체육/스포츠학을 비롯하여 의학, 간호학, 수의학, 한의학, 보건학 등 다양한 분야의 서적을 출판하여 대한민국의 과학기술 출판 발전을 선도하는 출판사로, 특히 운동생리학, 기능해부학, 트레이닝 등 다수의 체육 관련 서적을 출판하여 체육학의 학문적 발전에도 크게 기여하는 출판사이다. 부족한 내용임에도 흔쾌히 출판을 허락해 주신 이광재 대표님과 이종희 부장님께 깊은 감사의 말씀을 드린다. 특히 수많은 교정을 마다치 않고 이 책을 완성시켜주신 편집부에 임직원에게 큰 감사를 드린다.

2023년 6월 5일
동덕여대 동인관에서 김창선



목차

Section 01 인체의 움직임 Movement 1
Chapter 01 인간은 움직이는 동물이다 3
01. 생명의 기본 단위 세포 3
02. 움직임의 근원 근육세포 7
03. 동물세포와 식물세포의 차이 13
04. 우리 몸을 이루는 11개의 기관계 18

Chapter 02 움직임은 어떻게 일어나는가 23
01. 움직임의 주체 뼈와 관절을 이해하자 23
02. 움직임에 작용하는 근육 30
03. 근육의 수축 메커니즘 37

Chapter 03 움직임은 어떻게 조절되는가 43
01. 우리 몸의 전기적 컨트롤러 신경 43
02. 우리 몸의 화학적 컨트롤러 호르몬 50
03. 우리 몸의 촉매제 효소들의 역할 62

Section 02 인체의 에너지 Energy 67
Chapter 04 움직임에 사용되는 에너지는 무엇인가 69
01. 우리 몸에서의 에너지 69
02. 인체 에너지 소비의 구성 76
03. 에너지 소비량 측정(추정) 방법 80

Chapter 05 우리 몸의 에너지는 어떻게 만들어지는가 1 (세포 호흡 과정) 87
01. 세포 호흡을 통한 ATP 생성 87
02. 크렙스 사이클 95
03. 전자전달계 99

Chapter 06 우리 몸의 에너지는 어떻게 만들어지는가 2 (세포질 과정) 103
01. ATP-PC 시스템 104
02. 해당 과정 107
03. 젖산은 피로 물질이 아니라 에너지원이다 116

Section 03 인체와 영양 Nutrition 123
Chapter 07 인체 에너지의 재료는 무엇인가 125
01. 인체 에너지의 재료는‘밥’ 125
02. 탄수화물 128
03. 지방 133
04. 단백질 142

Chapter 08 인체 내 대사를 조절하는 영양소는 무엇인가 149
01. 물 150
02. 비타민 157
03. 미네랄 169

Chapter 09 과식 또는 운동 부족은 우리 몸을 어떻게 만드는가 177
01. 과식이 불러일으키는 비만 178
02. 비만의 평가 184
03. 운동 부족에 의한 또 하나의 질병, 감소증 192


Section 4 인체와 운동 Exercise 199

Chapter 10 운동에 사용되는 에너지원(영양소)은 무엇인가 201
01. 운동 시 탄수화물 대사 202
02. 운동 시 지방 대사 209
03. 운동 시 단백질 대사 215

Chapter 11 움직일 때 왜 호흡을 해야 하는가 223
01. 호흡에 필요한 구조 223
02. 산소의 역할과 가스교환 231
03. 활성산소와 항산화 효소 238

Chapter 12 움직일 때 왜 심장은 박동하는가 245
01. 피(혈액)는 무엇인가 245
02. 혈액을 운반하는 통로인 혈관 255
03. 혈액을 밀어내는 펌프인 심장 262

Chapter 13 우리 몸을 위한 운동 방법은 무엇인가 271
01. 건강을 위한 운동 방법 272
02. 유산소 운동은 어떻게 해야 하나 280
03. 저항 운동은 어떻게 해야 하나 286
04. 유연성 운동은 어떻게 해야 하나 291

Appendix

사진으로 보는 다양한 운동 방법 295

A-1 정적 저항 운동의 실제 방법 295

A-2 동적 저항 운동의 실제 방법 297

A-3 스트레칭 운동의 실제 방법 300

A-4 허리 안정화 운동의 실제 방법 303

Index

찾아보기 305