더 빨리 달리고 싶은 욕심에 고가의 카본 플레이트 러닝화를 장만했지만, 정작 발목이나 정강이가 욱신거려 훈련을 멈춘 경험이 있을 것이다. 기록 단축을 도와주는 이 첨단 기술의 신발이 과연 우리 몸의 뼈 건강에는 어떤 영향을 미치는지 진지하게 고민해본 적이 있는가. 기술의 발전이 주는 혜택만큼이나 우리 몸이 감당해야 할 몫도 함께 커지고 있다는 사실을 인지해야 한다.
재활 의학 분야의 저명한 학술지인 'PM R'에 게재된 이번 연구는 엘리트 장거리 선수 23명을 대상으로 진행된 코호트 연구다. 연구진은 카본 플레이트가 삽입된 첨단 신발과 반발력이 좋은 가벼운 거품 소재 신발, 그리고 일반적인 중립형 신발을 신었을 때 나타나는 생체역학적 변화를 정밀하게 분석했다.
연구 결과, 카본화와 같은 첨단 신발을 신었을 때 발뒤꿈치가 안쪽으로 기울어지는 각도인 후족부 외번 가동범위가 일반 신발보다 더 크게 나타났다. 이는 신발의 반발력은 뛰어나지만 발목의 좌우 안정성은 상대적으로 떨어질 수 있음을 의미한다. 마치 탄성이 강한 트램펄린 위에서 균형을 잡으며 달리는 것처럼, 발목 주변 조직과 뼈가 더 많은 흔들림을 감당해야 하는 셈이다.
또한 분당 발걸음 수인 케이던스는 첨단 신발을 신었을 때 가장 낮게 측정되었다. 보폭이 넓어지면서 한 걸음당 지면을 딛는 시간이 변하고, 결과적으로 뼈에 가해지는 충격의 양상이 달라질 수 있음이 확인된 것이다. 반면 발목을 밀어내는 힘인 발목 저굴 모멘트는 오히려 일반 신발에서 더 높게 나타나, 신발의 종류에 따라 우리 몸의 특정 부위에 가해지는 부하의 위치가 이동한다는 점을 보여주었다.
충격의 속도 측면에서도 유의미한 차이가 있었다. 발뒤꿈치가 기울어지는 속도는 가벼운 거품 소재 신발에서 가장 빨랐다. 이러한 미세한 역학적 변화들이 수천 번, 수만 번 반복되어 쌓이면 뼈에 가해지는 누적 스트레스 부하를 높일 수 있다. 이는 결과적으로 피로골절과 같은 뼈 스트레스 부상으로 이어질 가능성을 높이는 요소가 된다.
이번 연구는 첨단 신발이 주행 효율은 높여주지만, 동시에 뼈에 가해지는 스트레스와 연관된 특정 역학적 지표들을 변화시킬 수 있음을 시사한다. 다만, 이 연구는 특정 시점의 생체역학적 연관성을 살핀 연구이기에 첨단 신발이 직접적으로 부상을 유발한다는 인과관계를 단정 지을 수는 없다. 또한 대상자가 숙련된 엘리트 선수에 한정되어 있어 일반인에게 동일하게 적용하기에는 한계가 있다는 점도 고려해야 한다.
카본화를 안전하게 활용하려면 모든 훈련에서 이 신발을 신기보다, 주 1~2회 고강도 훈련이나 실전 대회에서만 착용하는 전략이 필요하다. 또한 낮아진 케이던스를 보완하기 위해 분당 170~180보 수준의 일정한 발걸음 수를 유지하려 노력하는 것이 뼈에 가해지는 누적 충격을 관리하는 데 도움이 된다. 발목 주변 근력을 강화하는 보강 운동을 병행하여 늘어난 발목 흔들림에 대비하는 자세도 필수적이다.
📖 *Biomechanics associated with bone stress injuries while using advanced footwear technology in elite distance runners.* (코호트 연구) |
논문 원문
※ 이 기사는 스포츠과학 논문을 바탕으로 작성되었습니다. 개인 건강 상태에 따라 다를 수 있으니 전문의와 상담하세요.
Driven by the desire to run faster, many athletes invest in expensive carbon-plated running shoes, only to find themselves forced to stop training due to throbbing pain in their ankles or shins. Have you ever seriously considered how this advanced footwear technology, designed to shave seconds off your personal best, actually affects your bone health? It is crucial to recognize that as the benefits of technological advancement grow, so does the physical toll our bodies must endure.
A recent cohort study published in PM&R, a prestigious journal in the field of physical medicine and rehabilitation, examined 23 elite long-distance runners. The researchers conducted a precise analysis of the biomechanical changes that occur when wearing advanced footwear with carbon plates, shoes with high-rebound lightweight foam, and standard neutral running shoes.
The results revealed that the range of motion for rearfoot eversion—the angle at which the heel tilts inward—was significantly greater in advanced footwear, such as carbon-plated shoes, compared to standard shoes. This suggests that while these shoes offer superior energy return, they may compromise the lateral stability of the ankle. It is akin to running on a highly elastic trampoline; the bones and tissues surrounding the ankle must absorb and manage significantly more instability.
Furthermore, cadence—the number of steps per minute—was measured to be the lowest when using advanced footwear. This indicates that as stride length increases, the ground contact time per step changes, which in turn alters the pattern of impact applied to the bone. Conversely, the ankle plantarflexion moment—the force used to push off the ground—was higher in standard shoes, demonstrating that the location of the load on the body shifts depending on the type of footwear used.
Significant differences were also observed in the velocity of impact. The speed of heel eversion was fastest in the lightweight foam shoes. When these subtle mechanical changes are repeated thousands or tens of thousands of times, they can increase the cumulative stress load on the bone. This ultimately becomes a contributing factor that increases the likelihood of bone stress injuries, such as stress fractures.
This study suggests that while advanced footwear improves running efficiency, it can simultaneously alter specific mechanical indicators associated with bone stress. However, because this research examined biomechanical correlations at a specific point in time, it cannot definitively establish a causal relationship proving that advanced footwear directly causes injury. Additionally, since the participants were limited to experienced elite athletes, these findings may not be directly applicable to the general population.
To utilize carbon-plated shoes safely, runners should adopt a strategy of wearing them only for high-intensity workouts once or twice a week or during actual competitions, rather than for all training sessions. To compensate for the decreased cadence, striving to maintain a consistent step rate of 170 to 180 steps per minute can help manage the cumulative impact on the bones. It is also essential to perform supplementary strengthening exercises for the muscles around the ankle to prepare the body for the increased instability.
