타입 I vs 타입 II 근섬유 비대: 느린 섬유도 성장하는가?

2021년 Hammarström 등의 생검 연구에 따르면, 저부하 고반복 훈련(1RM의 30%로 실패 지점까지)은 고부하 훈련(1RM의 80%)과 동등한 수준의 타입 I 섬유 비대를 만들어냈지만, 타입 II 섬유 성장은 유의미하게 적었다. 이는 특정 섬유 타입을 목표로 훈련을 처방할 때 접근 방식을 다시 생각하게 만드는 결과다. 지근 섬유는 원래 잘 성장하지 않는다는 오랜 통념은, 사실 생물학적으로 고정된 것이 아니라 훈련 방식에 달려 있음이 드러났다.

이 글은 근섬유 생리학을 잘못된 통념과 분리하고, 직접적인 생검 증거를 검토한 뒤, 특정 섬유 타입의 기여도가 경기력을 좌우하는 선수들을 위한 프로그래밍 규칙으로 그 결과를 번역한다.

근섬유 타입 기초: 구조와 기능

인체 골격근에는 미오신 중쇄(MHC) 이소형 발현에 따라 분류되는 세 가지 주요 근섬유 타입이 있다. 타입 I(지근-산화형), 타입 IIa(속근-산화·해당형), 타입 IIx(속근-해당형)다. 실제로는 성인의 대부분 섬유가 여러 정도로 두 가지 이상의 MHC 이소형을 동시에 발현하며, 진짜 MHC-IIx 우세 섬유는 규칙적으로 훈련하는 성인에게서는 드물다. 이들은 MHC-IIa 발현 쪽으로 이동하는 경향을 보인다(Andersen et al., 1994).

비대와 관련된 핵심 차이는 다음과 같다.

• 단면적: 훈련하지 않은 성인에서 타입 II 섬유는 타입 I 섬유보다 단면적이 20~50% 더 크다(Staron et al., 1990). 이 크기 차이는 MRI와 초음파에서 타입 II 섬유의 비대가 더 눈에 띄는 이유를 어느 정도 설명한다.
• 수축 속도: 타입 IIx는 타입 I보다 약 4~6배 빠르게 수축한다. 타입 IIa는 중간 정도의 위치를 차지한다. 속도는 크기가 아니라 미오신 ATP 분해효소 활성에 의해 결정된다.
• 피로 저항성: 타입 I 섬유는 미토콘드리아 밀도와 모세혈관 밀도가 높아 지속적인 산화적 인산화가 가능하다. 타입 IIx 섬유는 주로 해당작용에 의존하며, 최대 활성화 후 몇 초 안에 피로해진다.

비대 잠재력 비교

타입 II 섬유는 절대적인 비대 잠재력이 더 크다. 즉, 볼륨과 강도를 동일하게 맞춘 어떤 훈련 자극에서도 타입 I 섬유보다 단면적이 더 크게 성장할 수 있다. 다만 이 우위는 특정 조건에서 좁혀진다.

1. 어떤 부하에서든 순간적 근육 실패 지점까지 훈련하면 섬유 타입 간 비대 자극이 동등해진다(Lasevicius et al., 2019).
2. 타입 I 섬유는 최대 성장 자극에 필요한 운동단위 피로에 도달하려면 더 높은 반복 범위(세트당 15~30회, 혹은 더 긴 긴장 시간)가 필요하다.
3. 타입 I 섬유 비대의 속도는 더 느리다. 일반적으로 생검으로 확인 가능한 변화가 나타나기까지 타입 II보다 2~3주 더 걸린다.

이것이 시사하는 바는, 무겁고 저반복인 훈련(1RM의 80~95%에서 1~6회)에 치우친 프로그램은 타입 I 섬유를 체계적으로 과소 훈련시킨다는 것이다. 지근 운동단위가 충분한 기계적 긴장 시간을 축적하기 전에 기술적 실패나 신경근 피로에 먼저 도달하기 때문이다. 지근 섬유가 성장하지 않는 이유는 성장할 수 없어서가 아니라, 충분히 피로해지지 않았기 때문이다.

각 섬유 타입을 자극하는 요인

Henneman의 크기 원리(1965)는 부하 요구가 증가함에 따라 운동단위 동원이 역치가 낮은 것에서 높은 것 순으로 진행된다는 것을 밝혔다. 타입 I 운동단위는 어떤 과제에서든 가장 먼저 동원되고 가장 나중까지 활성 상태를 유지하며, 힘 요구가 커질수록 타입 IIa와 IIx 단위가 합류한다. 이 순차적 동원 원리는 프로그래밍에 직접적인 시사점을 준다.

타입 I 섬유를 특정해서 비대시키려면, 이들이 활성 상태일 때 기계적 긴장을 축적시켜야 한다. 이를 위한 방법은 두 가지다. (a) 모든 운동단위를 동시에 동원시키는 높은 절대 부하를 사용하거나, (b) 더 가벼운 부하를 피로 지점까지 수행해서, 더 높은 역치의 단위들이 지쳐갈 때 타입 I 단위가 지속적인 수축을 지탱하기 위해 장시간 긴장을 유지하도록 만드는 것이다.

생검 연구가 말해주는 것

외측광근, 상완이두근, 삼각근 등을 대상으로 한 직접 생검(바늘 생검 또는 펀치 생검) 연구는 섬유별 비대 데이터의 표준으로 여겨진다. 주요 결과는 다음과 같다.

Hammarström 등(2021): 훈련 경험이 없는 성인 34명, 12주간 한쪽 다리는 1RM의 30%(실패 지점까지 고반복), 다른 쪽 다리는 1RM의 80%(저반복)로 훈련했다. 결과: 타입 I 섬유 단면적은 두 조건에서 동등하게 증가했다(약 15%). 타입 II 섬유 단면적은 고부하 조건에서 유의하게 더 많이 증가했다(+20% 대 +11%). 결론: 타입 I 비대에는 고부하 훈련이 필수가 아니지만, 타입 II에는 고부하가 더 우수하다.

Staron 등(1990): 올림픽 역도 선수들은 연령을 맞춘 대조군보다 타입 II 섬유 단면적이 약 50% 더 컸으나, 타입 I 단면적 차이는 미미했다. 이는 수년간의 무겁고 폭발적인 훈련이 지근 섬유의 비례적 성장 없이 속근 섬유만 선택적으로 키운다는 것을 시사한다.

Morton 등(2016): 훈련 경험이 있는 남성 49명, 12주간 1RM의 20~25% 대 75~90%를 실패 지점까지 수행했다. 볼륨을 맞추고 두 조건 모두 실패 지점까지 훈련했을 때 타입 I과 타입 II 비대는 동등했다. 총 RNA, 리보솜 생합성, mTOR 신호 전달도 두 조건에서 유사했다.

종합하면, 부하는 많은 사람이 생각하는 것만큼 중요하지 않다. 실패 근접도가 핵심 동인이다. 비대 자극의 섬유 타입별 분포는 절대 부하가 아니라 주로 반복 범위와 긴장 시간에 의해 결정된다.

종목별 시사점

선수가 속한 종목의 특성이 어떤 섬유 타입을 우선시할지 결정해야 한다.

지구력 종목(마라톤, 사이클, 조정): 타입 I 비대를 우선시해야 한다. 타입 I 섬유 단면적이 커지면 각 지근 운동단위가 낼 수 있는 힘이 커져서, 피로에 취약한 타입 II의 더 높은 역치 단위를 동원해야 하는 시점이 늦춰진다. 이는 곧 더 높은 준최대 파워 출력과 효율성으로 이어진다. 고반복, 통제된 템포의 저항 운동(세트당 15~25회, 템포 스쿼트, 느린 레그프레스)을 활용해야 한다.

파워 종목(스프린트, 역도, 던지기 종목): 타입 II 비대를 우선시하고 섬유 발현을 MHC-IIa 쪽으로 이동시켜야 한다. 무거운 복합 리프트(1RM의 75~90%), 폭발적인 점프 훈련, 올림픽 리프트 파생 동작은 속근 섬유 성장을 선택적으로 자극하고 MHC-IIx 섬유를 더 빠르고 더 훈련 가능한 MHC-IIa 발현으로 전환시킨다(Andersen et al., 1994).

팀 스포츠(축구, 농구, 럭비): 두 섬유 타입 모두 중요하다. 반복 스프린트 능력(RSA)은 타입 I 섬유 내 유산소 재합성에 좌우되는 반면, 최대 스프린트 속도와 점프 높이는 타입 II 파워 출력에 좌우된다. 동시 병행 접근을 프로그래밍해야 한다. 타입 II 발달을 위해 주 2회 무거운 복합 리프트, 타입 I 유지를 위해 주 1회 고반복 보조 운동을 배치한다.

섬유 타입 목표별 프로그래밍

아래의 4주 블록 예시는 섬유 타입 목표에 따라 프로그래밍을 어떻게 편향시킬지 보여준다. 볼륨은 주당 근육군별 세트 수로 표시했다.

RPE와 RIR(예비 반복 수)에 대해 짚어둘 중요한 점이 있다. 저부하로 진행하는 타입 I 섬유 훈련은 실패 지점에 매우 가깝게 수행할 때만 효과가 있다. 1RM의 40%로 레그프레스를 20회 목표로 하되 15회(RIR 5)에서 멈추는 선수는 지근 운동단위를 충분히 피로시키지 못한 것이며, 자극의 상당 부분이 낭비된 셈이다. 고반복 실패 근접 세트에서 느껴지는 불편함이야말로 타입 I 섬유가 의미 있는 기계적 긴장을 축적하고 있다는 신호다. 선수들은 필요한 대사적 불편감의 문턱에 도달하기 전에 자연스럽게 멈추는 경향이 있기 때문에, 이는 코칭에서 전달하기 가장 어려운 부분 중 하나다.