1. 유산소 운동을 하고 나면
운동을 시작한 지 몇 주일이 지나고 심폐기에서 변화가 생김에 따라, (비록 심장이 강도 높은 유산소 운동 중에 제한 요소로 작용하더라도) 최대 유산소 능력이 향상되는 것은 근육 자체에서 일어나는 변화에 기인하는 경우가 더 많습니다. 유산소 운동으로 단련된 근육은 더 많은 모세혈관, 연료(탄수화물 즉 글리코겐 그리고 지방), 미토콘드리아(세포 내 동력 구성요소)와 에너지를 생산하는 효소 그리고 미오글로빈(혈액에서 미토콘드리아로 산소를 저장하고 운반하는 역할을 함)을 갖습니다. 유산소 운동은 주로 서근섬유(slow-twitch)의 크기를 증가시키는 반면 근력운동은 속근섬유(fast-twitch)의 크기를 증가시킵니다. 사람들은 각자 태어나면서부터 두 섬유 사이의 일정한 비율이 있으며 운동으로 인한 변화는 거의 나타나지 않습니다.
2. 근육 내에서 생기는 변화
유산소 운동으로 생기는 심장과 폐의 변화가 근육 내에서 생기는 변화보다 체력의 향상에 더 중요한지에 대하여 수십 년 동안 전문가들의 논쟁이 이어져 왔습니다. 급격한 고강도 유산소 운동을 하는 동안에 심장은 제한 요소로서 역할을 한다는 것에는 점점 의견이 일치되고 있습니다. 그러나 몇 주가 지나고 심폐 체계에서 변화가 생김에 따라 최대 유산소 능력은 근육 내에서 일어나는 변화에 점점 더 기인하게 된다는 사실도 정설로 굳어지고 있습니다.
규칙적인 유산소 운동에 반응하여 근육 세포 내에서는 많은 적응 과정들이 생기게 됩니다. 근육은 탄수화물과 지방 같은 연료를 더 많이 저장하고 이런 연료를 더 효율적으로 연소시키기 위해 더 많은 효소와 미토콘드리아를 만들게 됩니다. 근육은 특히 지방을 태워 연료를 만드는 데 탁월한 능력이 있습니다. 이것은 탄수화물 즉, 글리코겐보다는 지방이 더욱 풍부하기 때문에 중요합니다. 비록 유산소 운동을 하는 동안 지방을 연소시켜 에너지를 만드는 데는 더 많은 산소가 필요하지만 체력을 가진 사람은 근육 글리코겐의 공급이 줄어들더라도 나중에 장기간 지구력 운동을 할 경우를 대비하여 이 근육 글리코겐을 저장함으로써 여분의 산소를 갖게 됩니다.
3. 서근섬유와 속근섬유
달리기, 사이클, 수영 그리고 크로스컨트리 스키와 같은 형태의 극한 유산소 운동들은 서근섬유라고 불리는 근육 형태에 의존합니다. 서근섬유를 많이 가지고 있는 근육은 속근섬유(도약하기, 단거리 달리기 및 중량 들어 올리기 등에 중요함)로 가득 차 있는 근육보다 색깔이 어둡습니다.
규칙적인 운동을 통해 서근섬유의 크기가 증가합니다. 그러나 많은 연구에서 지구력 운동이 느린 서근섬유와 속근섬유의 비율을 상당히 변화시키지는 않는다는 것을 보여 줍니다. 사람은 태어날 때부터 서근섬유와 속근섬유 사이의 어떤 비율을 가지고 있으며 이는 거의 변화하지 않습니다. 대개 우수한 단거리 달리기 선수가 속근섬유의 비율이 높은 반면, 우수한 지구력 운동선수는 서근섬유의 비율이 높습니다. 이들의 비율은 태어날 때부터 가지고 있으며 몇 년에 걸친 강도 높은 운동이 근육 섬유의 크기를 증가시키는 것입니다.
4. 모세혈관의 증가
산소가 근육 세포에 들어가면 그것은 미오글로빈에 붙는데 이 색소가 서근섬유의 색깔을 어둡게 보이게 합니다. 미오글로빈은 산소가 붙게 되면 붉게 변하고 이 산소를 미토콘드리아로 보내고 미토콘드리아는 산소를 사용하여 연료를 연소시켜 에너지를 만들어 냅니다. 유산소 운동은 근육의 미오글로빈의 내용을 75~80% 증가시킵니다.
유산소 운동을 하면서 근육 내에서 일어나는 가장 중요한 변화들 중 하나는 각각의 근육세포를 둘러싸고 있는 모세혈관의 숫자가 증가하는 것입니다. 모세혈관이 많다는 것은 운동 능력을 향상하면서 이산화탄소와 열을 제거하고 산소와 연료의 운반을 수월하게 할 수 있다는 것을 의미합니다. 모세혈관은 운동을 시작하고 처음 몇 개월 동안 만들어지기 시작하나, 그들 사이의 연결망은 강도 높은 운동을 하는 운동선수의 경우에 수년에 걸쳐서 성장합니다.
5. 중량 운동
근력운동에 반응하여 근육 내에서 일어나는 변화는 앞에서 본 유산소 운동에서 일어나는 것과는 상당히 다릅니다. 중량 운동은 속근섬유의 크기의 증가를 가져옵니다. 선천적으로 속근섬유의 비율이 높은 사람은 주로 서근섬유를 가지고 있는 사람보다 쉽게 체격을 늘릴 수 있습니다. 근육 세포 내에 있는 총단백질이 증가하고 인대, 힘줄 및 다른 연결 조직이 크기와 강도에서 모두 증가하게 됩니다. 전체적으로 보면 신체의 제지방 조직이 증가하는 것입니다.
최대 유산소 능력은 중량 운동으로는 크게 증가시킬 수 없다는 것을 알아야 합니다. 대부분의 중량 운동은 단 기간 내에 강도 높게 자극을 받는 소근육 조직과 관련이 있습니다. 이런 운동을 무산소 운동이라고 하며, 이는 최대 유산소 능력을 증가시키는 것이 아니라 근육의 용량을 증가시키는데 중요한 것입니다.
중량 운동을 하는 사람은 중량 운동을 하는 동안 심박수가 증가하는 것처럼 느끼게 되나, 이는 산소 소모가 상당히 지속적으로 증가하기 때문에 생기는 것이 아니라, 신경 체계가 자극을 받는 데서 생기는 것입니다. 혈압은 무거운 중량 운동을 하는 동안 특이하게 높은 수준까지 오를 수 있습니다. 이 경우 심장은 좌심방의 용량을 변화시키지 않고 좌심방의 두께를 증가시킴으로써 이에 적응하게 됩니다.
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