연장전 축구 경기 중 시간에 따른 경기력 관련 생리 및 혈중 염증-면역 지표의 변화 = The Changes in Physiological Factors, Associated with Soccer Performance, and Blood Inflammatory and Immune Indices during 120 Min Soccer Match

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was undertaken to examine the effects of playing 120 minutes full time (included 30 extended time) soccer match on observable and measurable (i.e., body temperature [BT], body mass [BM], heart rate [HR], distance) and analytical (blood gas, substrate, inflammatory and immune) variables in collegiate soccer players. Players were requested to perform at their volitional peak level, and total 5 blood samples were drawn from antecubital veins at prior to start the match (0-min), after first half time (P-45 min), after second half time (P-90 min), after extend time (P-120 min), and after 60 min recovery time (R-60 min), and used for later analyses of above mentioned variables. To compare the mean differences of each variable at five time points, repeated measures of Oneway ANOVA was adopted. Statistical significance was set at α=.05.
BT at P-45 min and P-90 min rose significantly (p<.05), then dropped drastically during P-120 min, revealing statistically difference between both P-45 min and P-90 min (p<.05). BM was significantly decreased both at P-45 min and at P-90 min compared to 0-min (p<.05), and it was further decreased during extend game period and reached significant difference between P-45 min (p<.001). Mean HR was continuously maintained at ∼80-90 % of maximal heart rate during match, showing small but significant drop during extend match time when comparison made between P-45 min and P-90 min and extend time (p<.05). Total distance covered during first half time was not different to second half time, and it significantly decreased during extend time. Interestingly, distance induced by activity during initial 15 min was shown the longest one than second and final 15 min of every 45 min playing time (p<.05). Hematocrit [Hct] and hemoglobin [Hb] values were significantly risen as match was progressed (p<.05). Whereas pH, %SO2, and PO2 were increased, PCO2 and HCO3- were decreased as match was continued. Compared to 0-min, glucose and lactate concentration were significantly increased at P-45 min and P-90 min, but it was dropped by near similar level to the 0-min at P-120 min.
There were significant changes in Na+, K+, and Ca2+ at P-45 min, P-90 min, and P-120 min even though the patterns of change were not the same. The expression levels of interleukin (IL)-1b, IL-6, and IL-8 were not significantly altered, except IL-10, which was significantly increased during soccer match. The expression levels of tumor necrosis factor (TNF)-α and vascular endothelial growth factor (VEGF) and various immunoglobulins (IgG) (including IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA, and IgM) levels were also significantly altered at different time points during soccer match.
Based on these results, following conclusions were drawn. During full time competitive soccer match that include extend match time,
1. BT will be increased, but BM will be decreased.
2. The longest distance induced by any movements will be shown during initial 15 minutes after kick off the ball regardless of the first half and second half time.
3. Mean heart rate will be sustainably maintained 170-180 beats per minutes during overall soccer match.
4. Hct and Hb level will be risen as soccer match is progressed, which will be occurred concomitantly with BM change.
5. Blood gas and ion components will be differently response showing with no consistent patterns.
6. Blood glucose and lactate concentrations will be swiftly increased during early and mid- term match period, but it will be dropped as match progressed to end of time.
7. The responses of inflammatory and anti-inflammatory will be concomitantly shown but they will exert their unique role into opposite aspect.
8. Immunoglobulin level will be decreased as match is progressed, but it will be rebound up to the level of pre-match status during recovery.
Optimal way of improving of multi-aspects of tactical and technical skills as well as endurance and strenuous physical fitness levels need to be additionally considered to prepare for competitive soccer match, particularly expecting of extend time. In addition, various and effective training methods are to be developed and introduced to increase the running distance during decisive match. There will surely be required further studies, which can elucidate of the detailed connection mechanisms between soccer performance and associated variables, especially responses of regulatory hormones and the patterns of movements according to the positions of players during matches.

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서는 축구 선수들을 대상으로 축구 전반전, 후반전 그리고 연장전 경기 시 심박수와 이동거리의 변화 및 혈중 생리 지표 및 염증-면역지표에 대한 생리적 변화를 살피기 위해 수행되었다.
총 11명의 대학 축구선수를 대상으로 선정해 전-후반전 90분과 연장전 30분의 경쟁적인 축구 경기를 수행토록 하였다. 경기 시작 1시간 전, 전반 경기 종료 직후, 후반 경기 종료 직후, 연장 경기 종료 직후, 경기 종료 60분 후 등 총 5회에 걸쳐 정맥혈을 채집하였다. 혈액 표본을 이용해 혈중 사이토카인(IL-1b, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α, VEGF)과 면역성분(IgG, IgA, IgM) 및 혈중 가스(pH, PO2, PCO2, %SO, Hct, Hb)와 이온( Na+, Ca2+, K+) 및 기질 성분(glucose, lactate)을 분석하였다. 전반전, 후반전, 연장전 시간의 경과에 따른 변화를 비교하기 위해 반복측정분산분석(repeated measures of Oneway ANOVA)을 사용하였으며, 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다.
체온은 경기 시작 전과 비교해 전·후반전에서 유의하게 높게 나타났으며(P<.05), 연장전에서는 전반전과 후반전에 비해 유의하게 낮게 나타났다(P<.05). 체중은 경기 시작 전과 비교해 전·후반전 모두에서 유의하게 낮게 나타났으며(P<.001), 연장전에서는 전반전과 비교해 유의하게 낮게 나타났다(P<.001). 평균 심박수는 전반전과 비교해 연장전에서 유의하게 낮게 나타났으며(P<.05), 이동거리는 전·후반전과 비교해 연장전에서 유의한 감소를 나타냈으며(P<.05), 전반 15분까지의 이동거리가 가장 많은 것으로 나타났다(P<.05). 혈중 Hct와 Hb은 시간에 따라 유의하게 증가하였다(P<.05). 혈중 pH, %SO2는 시간에 따라 증가하였다(P<.05). 혈중 PCO2, HCO3-는 시간에 따라 감소하였으며(P<.05), PO2,는 시간에 따라 유의한 증가를 나타냈다(P<.05). Glucose와 Lactate 그리고, Na+, K+, Ca2+의 변화를 살핀 결과에서 시간에 따라 유의하게 변화됨을 알 수 있었다(P<.05). 혈중 IL-1b, IL-6, IL-8, IL-10의 발현 변화를 살핀 결과에서는 IL-10에서만 시간에 따른 유의한 변화를 관찰 할 수 있었으며(P<.05), TNF-α와 VEGF의 발현량에 있어서도 시간에 따른 유의한 변화를 나타내었다(P<.05). IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA와 IgM 변화를 살핀 결과 시간에 따른 유의한 변화가 나타났다(P<.05).
위의 결과들을 토대로 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
1. 경기 진행에 따라 체온은 상승하고 체중은 감소한다.
2. 전반, 후반, 및 연장에 상관없이 경기 시 최초 15분간의 이동거리가 가장 길게 나타나며 경기가 진행됨에 따라 이동거리는 점차 감소한다.
3. 경기 중 평균 심박수는 분당 170∼180회를 나타내며 최대 심박수는 분당 190회 이상을 나타낸다.
4. 경기가 진행됨에 따라 혈중 헤모글로빈과 혈색소 용적률은 상승하며 체중의 변화에 비례해 나타난다.
5. 경기 진행에 따라 Na+의 증가, K+의 감소, Ca2+의 감소를 나타낸다.
6. 경기 진행에 따라 pH, 이산화탄소 분압, 산소 분압 및 산소포화도는 서로 다른 변화 양상을 나타낸다.
7. 경기 초반 혈중 포도당과 젖산은 상승하나 경기가 진행됨에 따라 점차 휴식시의 수치로 감소한다.
8. 혈중 염증 유발성 사이토카인과 항염증성 사이토카인 사이의 변화는 서로 반대되는 양상을 나타낸다.
9. 혈중 면역글로블린(IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA와 IgM)은 시간의 경과에 따라 감소되며 경기 종료 후 회복 중 휴식 시 상태로 회복된다.

따라서 생리적 지표의 하강이 두드러지게 나타나는 연장전 경기를 대비하기 위한 팀의 전략과 전술 및 체력적 보완의 방법이 강구되어야 할 것이며 경기 중 이동거리의 향상을 나타낼 수 있는 다양한 방법과 훈련의 도입이 필요한 것으로 사료된다. 이와 함께 체온 및 대사조절 호르몬의 변화를 함께 살필 수 있는 추가적인 연구가 필요하며, 경기 포지션에 따른 변인들의 세부적인 변화 양상에 대해서도 추가적인 연구가 요구되고 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 4
• 3. 연구 가설 4
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. 축구선수의 유산소성 운동능력 6
• 1) 유산소성 역량과 축구 경기력 6
• 2) 축구 경기 수행과 이동거리의 변화 7
• 3) 장시간 운동과 체온의 변화 10
• 4) 운동 중 혈중 수소이온 농도의 변화(젖산과 pH) 12
• 2. 운동 중 혈중 염증-면역지표의 변화 13
• 1) 운동과 염증-면역의 관련성 13
• 2) 염증성 사이토카인 14
• 3) 면역글로불린 17
• 3. 운동 중 혈중 구성 성분의 변화 20
• Ⅲ. 연구방법 24
• 1. 연구대상자 24
• 2. 운동부하 검사 및 최대산소섭취량의 측정 26
• 3. 실험 절차 26
• 4. 채혈 및 혈액 분석 방법 28
• 5. 통계 처리 28
• Ⅳ. 연구 결과 29
• 1. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 체온과 체중의 변화 29
• 2. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 심박수의 변화 39
• 3. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 이동거리의 변화 43
• 4. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 pH, HCO3-, PCO2, PO2의
• 변화 47
• 5. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 Hct, Hb, %SO2의 변화 51
• 6. 축구 연장 경기 중 시간에 따른 혈중 Glucose와 Lactate의 변화 55
• 7. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 이온(Na+, K+, Ca2+) 농도의
• 변화 58
• 8. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 IL-1b, IL-6, IL-8, IL-10 발현의
• 변화 62
• 9. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 TNF-α, VEGF 발현의 변화 66
• 10. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 발현의
• 변화 69
• 11. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 IgA, IgM 발현의 변화 73
• V. 논 의 76
• 1. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 체온과 체중의 변화 77
• 2. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 심박수와 유산소 역량의 변화 78
• 3. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 이동거리의 변화 79
• 4. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 가스 성분의 변화 83
• 5. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 이온 농도의 변화 88
• 6. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 염증 조절 인자 발현의 변화 88
• 7. 축구 연장 포함 경기 시 시간에 따른 혈중 면역 조절 인자의 변화 91
• Ⅵ. 결론 및 제언 93
• 참고문헌 94
• 영문초록 116

참고문헌 (Reference)

1 나재철, "운동면역학", 대경북스, 서울 :대경북스, 2002

2 임재형, 지용석, "성인병과 운동", 한국코칭능력개발원, 코칭능력개발지.8(4),195-207, 2006

3 최종욱, "월간축구.SportOn", 8월호, 2010

4 홍승완, "점유율 추구의 미학", http://biz.herrldm.com, 2010

5 이기영, 이명천, "엘리트 운동선수의 식생활", 코칭능력개발지, 5(2), 89-101, 2003

6 강현식, 조병훈, 김병로, "운동 강도에 따른 발한성분의 변화", 한국운동과학회, 운동과학, 10(2),191-198, 2001

7 이재만, "브라질 월드컵 현대축구 흐름 바꿨다", http://han.co.kr, 2014

8 박원하, "운동부하 심폐기능 검사의 생리학적 이해", 대한결핵 및 호흡기학회, 결핵 및 호흡기질환, 54(6),589-595, 2003

9 김준호, "일 프로축구단 선수들의 운동생리학적 특징", 미간행 을지대학교 대학원 박사학위 청구논문, 2007

10 이두원, "브라질 월드컵은 축구를 어떻게 변화 시켰나", http://fifakorea.net, 2014

11 안정훈, "최대운동 직후 신체부위별 체온 변화에 관한 연구", 한국생활환경학회, 한국생활환 경학회지,6(1),11-16, 1999

12 이대택, "체온,땀,수분,에너지소비량간의 상관관계.과학과 기술", 9월호, 2009

13 문경희, "체온측정과 성인 환자의 circadian유형에 따른 반응 조사", 연세대학교, 미간 행 연세대학교 교육대학원 석사학위 청구논문, 1988

14 김구, "운동 강도가 온열생리 및 신체구성 성분에 미치는 영향", 미간행 조선대학교 대학원 박사학위 청구논문, 2001

15 김준호, 안해철, 김혜진, 임재형, 김철현, 김찬, "시계열 동작분석을 이용 한 국내 축구경기 활동 유형 분석", 한국체육학회, 한국체육학회지,46(4),407-415, 2007

16 한형주, "12주간의 지구성운동 트레이닝이혈액내 운반체에 미치는 영향", 운동과학,14,15-24, 2004

17 이소정, 이정재, 이원재, "고교축구 선수의 포지션별 체력,무산소성파워 및 축구기능 분석", 한국코칭능력개발원, 코칭능력개발지,15(2),132-140, 2013

18 양정옥, 유재창, "육상 단 중 장거리 선수들의 최대운동 후 회복능력에 관 한 연구", 한국체육학회지,29(2),2317-2330, 1990

19 박동호, 김광회, "혈중지방과 지단백 측정을 위한 운동 강도 기준으로서 의 IAT 사용", 한국체육학회, 한국체육학회지,40(4),929-942, 2001

20 김준호, "6주간의 동계훈련이 프로축구선수의 포지션별 체력에 미치는 변 화", 한국체육측정평가학회, 한국체육측정평가학회지,10(2),43-56, 2008

21 류경화, 정동식, 윤성원, 박동호, "운동부하 방법에 따른 수영선수들의 LT 및 OBLA에서 심박수반응 분석", 체육과학연구.14(2),88-96, 2003

22 신성현, "수영운동이 중년여성의 신체조성 및 최대산소섭취량에 미치는 영향", 미간행 한남대학교 대학원 석사학위 청구논문, 2009

23 이정국, "에어로빅 운동이 중년 여성의 체력,혈중지질,면역반응에 미치 는 영향", 미간행 원광대학교 대학원 박사학위 청구논문, 1998

24 김부환, 오봉석, 김영욱, 정일규, 윤진환, 최대원, 지용석, 김종오, "운동 강도의 차이가 흰쥐의 혈액 성분과 적혈구의 형태에 미치 는 영향", 한국스포츠리서치, 미간행 한남대학교 대학원 석사학위 청구논문, 2004

25 이정인, "걷기운동의 강도가 중년여성의 피로,혈중지질,면역기능에 미치 는 영향", 이화여자대학교 대학원, 미간행 이화여자대학교 대학원 박사학위 청구논문, 2005

26 김재혁, 현성열, 조진성, 정영보, 임용수, 양혁준, 성애진, 김진주, "말초 정맥혈과 동맥혈에서 측정된 가스 분석 지표간의 상관성 및 일치성", 대한응급의학회, 대 한응급의학회지,22(1),65-71, 2011

27 김광남, "최대운동부하 시 알칼리수 섭취가 혈중 젖산과 전해질 농도에 미치는 영향", 성균관대학교 일반대학원, 미간행 성균관대학교 일반대학원 석사학위 청구논문, 2010

28 김준호, 김혜진, 임재형, 이경태, 김화례, 김철현, 김찬, "프로축구선수단의 동계체력훈련이 프로축구선수의 체력 특성에 미치는 영향", 한국체육측정평가학회, 한국체육측 정평가학회지,11(1),23-33, 2009

29 허성훈, "젖산염의 섭취가 엘리트 육상선수의 장시간 달리기 운동수행력 에 미치는 영향", 미간행 대구대학교 대학원 석사학위 청구논문, 2012

30 김석희, 전우찬, "고지대 복합훈련이 고교 축구선수의 유무산소성 능력과 혈액성분에 미치는 영향", 한국스포츠개발원, 체육과학연구,20(1),10-18, 2009

31 유강원, "월드컵 축구 시스템의 전술적 변화 과정 고찰:2000년대의 현대 월드컵을 중심으로", 한국체육과학회, 한국체육과학회지,21(2),201-212, 2012

32 박홍진, "농구선수의 훈련기간 중 사군자탄 섭취가 혈액세포와 적혈구 인 자에 미치는 영향", 미간행 전남대학교 대학원 석사학위 청구논문, 2008

33 이대택, 이재상, 김경태, 구현정, "더위에서 간헐성 운동 중 신체 부분 냉 각이 체온과 혈중 젖산 반응에 미치는 영향", 한국생활환경학회, 한국생활환경학회지,13(2), 170-175, 2006

34 최종호, "검도수련자의 운동 전 이온음료 섭취가 무기질 및 근 활성 효소 변화에 미치는 영향", 미간행 용인대학교 대학원 석사학위 청구논문, 2010

35 황봉연, "더위에서 지구성 운동 후 회복조건이 체온, 피부혈류와 피로물질변화에 미치는 영향", 국민대학교 대학원, 미간행 국민대학교 대학원 박사학위 청구논문, 2011

36 송낙훈, 윤우상, "남자 대학생들의 심혈관계 및 체력요인과 무산소성 운 동 직후 젖산농도 간 관계분석", 한국스포츠리서치, 스포츠리서치,18(1),57-64, 2007

37 곽정자, 최현민, 정재우, 노호성, 김효철, 김종경, "대학 축구선수의 항산 화 물질 투여가 근 손상 회복능력 및 심혈관 반응에 미치는 영향", 한국 생활환경확회지,19(2),215-222, 2012

38 김영표, 이계영, "써키트 웨이트 트레이닝 운동 강도가 혈중 젖산,글루코 스 및 운동자각도에 미치는 영향", 대한스포츠의학회, 대한스포츠 의학회지,17(1),65-74, 1999

39 이형주, "고온 환경에서 장시간 운동 시 기능성 음료 섭취가 전해질 농도 및 고막온에 미치는 영향", 미간행 한양대학교 대학원 석사학위 청구논 문, 2013

40 류장희, "단기간 체중감량 방법이 엘리트 씨름 선수의 혈액 내 염증 관련 지표 변화에 미치는 영향", 미간행 대구대학교 대학원 박사학위 청구논 문, 2011

41 오수일, "중년여성 마라톤과 에어로빅댄스 동호인의 운동참여에 따른 심폐기능 및 혈액성분 비교 연구", 한국사회체육학회, 한국사회체육학회지, 25, 363-374, 2005

42 박순태, "축구 하프타임 휴식 중 저온 침수 처치가 후반 경기 중 혈중 생리 지표 및 염증-면역지표에 미치는 영향", 미간행 대구대학교 대학원 박사학위 청구논문, 2014

43 박현정, "여성고령자의 한국무용참여와 β-아드레날린 수용체 유전자 변 이 유무가 면역계,혈관염증인자 및 항혈전 기능에 미치는 영향", 숙명여 자대학교 대학원 미간행 박사학위 청구논문, 2007

44 Berlato,C., M.A.Cassatella, I.Kinjyo, "L.,Gatto,A.,Yoshim & f.Bazzoni. Involvement of suppressor of cytokine signaling-3 민 a mediator of the inhibitory effects of IL-10 on lipopolysaccharide-induced macrophage activation", Journal of Immunology,168,6404-6411, 2002

45 Hickson,R.C., "운동과 탄수화물 대사 (심성태 역).스포츠 과학.24,1-6. Hinton,j.R.,D.G.Rowbottom.,D.Keast.,& A.R.Morton.(1997).Acute intensive interval training and in vitro t-lymphocyte function", InternationalJournalSportsMedicine,18,130-135, 1988