프리다이빙을 오래 하면 몸은 어떻게 달라질까

프리다이빙을 오래 하면 몸은 어떻게 달라질까

프리다이빙을 몇 년 동안 꾸준히 한 사람은 처음 시작했을 때와 같은 몸일까. 실제로 숙련된 프리다이버를 검사하면 일반인과 다른 여러 생리적 특징이 관찰된다. 무호흡 중 심박수가 더 크게 감소하고, 말초혈관이 수축하며, 비장이 수축해 혈액 속 적혈구 농도가 일시적으로 증가한다. 일부 연구에서는 폐용적과 호흡근 기능, 저산소 상태에서의 혈류조절과 대사에서도 차이가 보고되어 왔다.

그러나 여기에는 중요한 문제가 있다. 숙련된 프리다이버에게 어떤 특징이 발견됐다고 해서, 그것이 모두 오랜 프리다이빙 훈련으로 만들어졌다고 볼 수는 없다. 원래 폐가 크거나 무호흡에 유리한 생리적 특성을 가진 사람이 프리다이빙을 오래 지속했을 수도 있고, 선수들은 수영과 근력운동, 유산소운동을 함께 하는 경우도 많다. 따라서 장기간 프리다이빙이 몸을 어떻게 변화시키는지를 이해하려면, 실제 훈련으로 만들어지는 적응과 원래 가지고 있던 특성을 구분해서 살펴봐야 한다.

가장 먼저 달라지는 것은 숨을 참는 방법이다

프리다이빙을 처음 시작한 사람과 숙련된 프리다이버의 가장 분명한 차이는 무호흡 시간이다. 하지만 이 차이가 단순히 폐가 커졌기 때문에 만들어지는 것은 아니다. 훈련을 반복하면 다이빙 전 불필요한 긴장이 줄어들고, 무호흡 중 움직임이 경제적으로 바뀌며, 이산화탄소 증가에 따른 호흡충동에도 점차 익숙해진다.

같은 시간 동안 숨을 참더라도 초보자는 긴장으로 심박수가 높아지고, 여러 근육에 힘을 주면서 산소를 빠르게 사용할 수 있다. 숙련자는 필요한 근육만 사용하고, 자신의 페이스와 호흡충동이 나타나는 시점을 알고 있기 때문에 같은 산소를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 다이내믹과 수심에서는 기술향상으로 이동에 필요한 에너지까지 감소한다.

따라서 장기간의 프리다이빙에서 가장 먼저 기대할 수 있는 변화는 몸의 크기나 형태보다, 이미 가지고 있는 산소를 사용하는 방법의 변화다. 무호흡 능력은 폐용적과 혈액, 근육, 심혈관 반응뿐 아니라 이완과 기술, 경험이 함께 만들어내는 복합적인 능력이다.

다이빙 반응은 훈련에 따라 달라질 수 있다

사람이 얼굴을 물에 담그고 숨을 참으면 심박수가 감소하고, 팔과 다리의 말초혈관이 수축하면서 심장과 뇌 같은 중요한 장기로 혈류를 보존하려는 다이빙 반응이 나타난다. 이 반응은 특별한 훈련을 받지 않은 사람에게도 존재하지만, 숙련된 프리다이버에서는 더 강한 서맥과 혈류 재분배가 관찰되는 경우가 많다.

반복적인 무호흡 훈련을 실시한 연구에서도 다이빙 반응이 변화할 수 있다는 결과가 보고되어 왔다. 훈련을 통해 무호흡 시간이 늘어나면서 심박수와 혈관 반응이 달라지고, 제한된 산소를 보존하는 능력이 향상될 가능성이 있다는 것이다.

그러나 강한 다이빙 반응이 무조건 건강한 심혈관계를 의미하는 것은 아니다. 이것은 무호흡이라는 특수한 상황에서 산소를 보존하기 위한 적응이다. 달리기를 오래 해서 심폐지구력이 좋아지는 것과, 숨을 참았을 때 심박수와 혈류가 효율적으로 조절되는 것은 서로 관련될 수 있지만 같은 생리적 능력은 아니다.

비장도 반복적인 무호흡에 참여한다

프리다이빙에서 흥미로운 장기 가운데 하나가 비장이다. 비장은 혈액을 저장하는 역할을 하며, 반복적인 무호흡이나 저산소 상태에서는 수축하면서 저장하고 있던 적혈구를 혈액으로 내보낼 수 있다. 그 결과 혈액의 헤마토크릿과 헤모글로빈 농도가 일시적으로 증가하고, 산소를 운반할 수 있는 능력이 조금 높아질 수 있다.

이 반응은 첫 번째 무호흡보다 여러 차례 반복한 뒤 더 분명하게 나타날 수 있다. 그래서 충분한 휴식을 두고 반복적으로 숨을 참으면 이후의 무호흡 수행에 영향을 줄 수 있으며, 사람에게도 잠수 포유류에서 볼 수 있는 산소 보존기전의 일부가 존재한다는 사실을 보여준다.

숙련된 프리다이버나 전통적으로 잠수를 해온 집단에서 비장의 크기와 기능이 주목받은 연구도 있다. 특히 오랫동안 잠수생활을 해온 바자우족에서 큰 비장이 발견되면서 인간의 잠수 적응에 대한 관심이 크게 높아졌다. 다만 개인이 몇 년간 프리다이빙을 훈련하면 비장이 어느 정도 커지는지, 훈련만으로 구조적인 변화가 얼마나 일어나는지는 아직 명확하지 않다.

폐가 커지는 것처럼 보이는 이유는 하나가 아니다

숙련된 프리다이버는 일반인보다 큰 폐활량을 가진 경우가 많다. 높은 수준의 프리다이버를 대상으로 한 연구에서도 큰 폐용적이 반복적으로 관찰되어 왔다. 큰 폐는 시작할 때 저장할 수 있는 산소량을 늘리고, 수심에서 폐가 압축될 때 더 큰 여유를 제공할 수 있기 때문에 프리다이빙 수행에 유리하다.

그러나 큰 폐가 모두 훈련으로 만들어졌다고 단정할 수는 없다. 원래 폐용적이 큰 사람이 프리다이빙에 유리해 높은 수준까지 성장했을 가능성이 있고, 장기간의 호흡훈련과 흉곽 스트레칭, 호흡근 훈련이 일부 변화를 만들었을 가능성도 있다. 횡단면 연구만으로는 이 두 가지를 완전히 분리하기 어렵다.

훈련 연구에서는 무호흡과 신체훈련 이후 폐기능 지표가 변한 사례가 보고되어 있지만, 모든 연구에서 동일한 결과가 나타나는 것은 아니다. 따라서 프리다이빙을 오래 하면 누구나 폐가 크게 확장된다고 설명하는 것은 과장이다. 더 정확한 표현은 장기간 프리다이버에게 큰 폐용적이 자주 관찰되며, 선천적 특성과 훈련효과가 함께 작용할 가능성이 있다는 것이다.

호흡근은 반복적인 훈련에 적응할 수 있다

프리다이빙에서는 횡격막과 흡기근, 호기근이 일반적인 호흡과 다른 조건에서 사용된다. 다이빙 전에는 큰 흡기를 하고, 무호흡 후반에는 높은 이산화탄소와 낮은 산소상태에서 강한 호흡충동을 경험한다. 수심에서는 주변 압력이 증가하면서 폐의 부피가 줄어들기 때문에, 호흡계는 수면과 다른 기계적 조건에 놓인다.

호흡근도 다른 골격근과 마찬가지로 훈련자극에 적응할 수 있다. 별도의 흡기근 훈련은 호흡근의 근력과 지구력을 높일 수 있으며, 프리다이버를 대상으로 한 연구에서도 호흡근 훈련이 무호흡 후 회복과 일부 수행지표에 영향을 줄 가능성이 조사되어 왔다.

다만 프리다이빙을 하는 것만으로 호흡근이 어느 정도 강해지는지는 훈련방법에 따라 다르다. 스테틱과 다이내믹, 수심훈련은 호흡근에 주는 자극이 서로 다르고, 별도의 호흡근 훈련을 하는 사람도 있기 때문이다. 숙련자의 강한 호흡근 기능을 프리다이빙 자체의 효과 하나로 설명하기 어려운 이유다.

몸은 낮은 산소에 익숙해질 수 있지만 산소가 필요 없어지는 것은 아니다

프리다이빙을 오래 하면 낮은 산소와 높은 이산화탄소 상태를 반복해서 경험한다. 이런 자극은 심혈관계와 혈액, 근육의 대사에 여러 적응을 만들 가능성이 있다. 숙련된 프리다이버에서는 무호흡 동안 산소를 보존하고, 뇌와 심장 같은 중요한 장기의 산소 공급을 유지하기 위한 강한 생리적 반응이 관찰된다.

하지만 ‘저산소에 적응한다’는 표현을 잘못 이해해서는 안 된다. 훈련된 사람도 뇌와 심장, 근육이 정상적으로 기능하려면 산소가 필요하다. 훈련으로 산소의 필요성이 사라지는 것이 아니라, 제한된 산소를 더 효율적으로 배분하고 사용하는 능력이 향상되는 것이다.

숙련된 프리다이버가 매우 낮은 동맥혈 산소상태를 견디는 사례가 보고되어 있지만, 이것은 낮은 산소가 안전하다는 뜻이 아니다. 산소가 임계 수준 이하로 감소하면 숙련자에게도 운동조절 장애와 의식상실이 발생할 수 있다. 장기간의 적응은 생리적 한계를 이동시킬 수 있지만, 그 한계를 없애지는 않는다.

근육의 에너지 사용방법도 달라질 수 있다

프리다이빙에서 근육은 특별한 문제를 해결해야 한다. 새로운 산소가 들어오지 않는 상태에서 움직여야 하기 때문에, 근육이 산소를 지나치게 빠르게 사용하면 뇌와 심장에 남겨둘 산소도 줄어든다. 따라서 높은 수준의 프리다이빙에서는 강한 근육보다 에너지를 경제적으로 사용하는 근육이 중요할 수 있다.

숙련된 프리다이버를 대상으로 한 연구에서는 운동 중 산소사용과 젖산 반응, 근육의 대사 특성이 일반인과 다르게 나타나는 경우가 보고되어 왔다. 반복적인 무호흡 운동이 무산소성 대사와 저산소 상태에서의 운동능력에 특정한 적응을 만들 수 있다는 체계적 문헌고찰 결과도 있다.

그러나 이런 차이 역시 프리다이빙만의 결과라고 단정하기는 어렵다. 높은 수준의 선수는 수영과 달리기, 사이클, 근력운동을 병행할 수 있고, 원래 운동효율이 좋은 사람이 프리다이빙에 유리할 수도 있다. 현재 근거는 장기간의 무호흡 훈련이 대사적 적응을 만들 수 있다는 가능성을 지지하지만, 어떤 변화가 얼마나 지속되는지는 더 많은 연구가 필요하다.

뇌로 가는 혈액도 특별하게 조절된다

무호흡이 길어지면 혈중 산소는 감소하지만, 동시에 이산화탄소가 증가하면서 뇌혈관은 확장되는 방향으로 반응한다. 그 결과 뇌혈류가 증가해 감소하는 혈중 산소를 어느 정도 보완할 수 있다. 숙련된 프리다이버를 대상으로 한 연구에서는 극심한 무호흡 동안에도 뇌로 산소를 공급하기 위한 강한 혈류조절이 관찰되어 왔다.

이것은 인간이 장시간 무호흡을 견딜 수 있게 하는 중요한 보호기전이다. 심박수 감소와 말초혈관 수축, 뇌혈류 증가가 함께 작용하면서 제한된 산소를 중요한 장기에 우선적으로 공급한다. 훈련된 프리다이버에서는 이러한 반응이 수행능력과 밀접하게 연결되어 있다.

그러나 뇌혈류가 증가한다는 사실을 뇌 건강이 좋아진다는 의미로 해석해서는 안 된다. 이것은 산소가 부족한 상황에서 뇌 기능을 유지하기 위한 보상반응이다. 극심한 저산소가 반복되는 것이 장기적인 뇌 건강에 어떤 영향을 주는지는 별도의 문제이며, 현재 연구에서는 긍정적인 적응과 잠재적인 위험을 모두 고려하고 있다.

혈압과 혈관에는 어떤 변화가 생길까

무호흡 중에는 말초혈관이 수축하기 때문에 혈압이 상승할 수 있다. 심박수는 낮아지는데 혈압은 올라가는 독특한 조합이 나타날 수 있으며, 수심에서는 주변 압력과 혈액의 중심부 이동까지 더해진다. 따라서 프리다이빙은 심혈관계에 단순히 ‘편안한 운동’이라고 설명할 수 없는 자극을 준다.

장기간의 무호흡 훈련이 안정시 혈압과 혈관기능에 어떤 영향을 주는지는 아직 연구결과가 충분하지 않다. 일부 연구에서는 프리다이버의 심혈관계 특성과 자율신경계 조절에서 차이가 관찰되지만, 건강한 젊은 숙련자가 많이 포함된 연구결과를 일반인 전체에 적용하기는 어렵다.

특히 무호흡 중 혈압이 상승한다는 사실과 장기적으로 고혈압 위험이 증가한다는 주장은 같은 것이 아니다. 반대로 다이빙 중 심박수가 낮아진다는 사실을 심혈관 건강이 좋아졌다는 의미로 해석해서도 안 된다. 급성 생리반응과 장기간의 건강효과는 반드시 구분해야 한다.

몸이 적응한다고 모든 변화가 좋은 것은 아니다

운동에 적응한다는 말에는 긍정적인 느낌이 있지만, 생리적 적응이 항상 건강상의 이익을 의미하는 것은 아니다. 프리다이빙에서는 반복적인 저산소와 높은 이산화탄소, 큰 혈압 변화, 수심에 따른 압력 변화가 동시에 발생한다. 몸은 이런 환경에서 기능을 유지하기 위해 여러 조절기전을 발달시킬 수 있다.

현재까지 건강한 프리다이버에게서 장기간의 프리다이빙이 심각한 만성질환을 일으킨다는 일관된 근거가 확립된 것은 아니다. 그러나 엘리트 프리다이버의 극단적인 훈련을 일반적인 건강운동과 동일하게 볼 수도 없다. 반복적인 심한 저산소와 깊은 수심 노출이 뇌와 폐, 심혈관계에 미치는 장기적인 영향은 계속 연구되고 있다.

특히 프리다이빙 연구는 참가자 수가 작은 경우가 많고, 장기간에 걸쳐 같은 사람을 추적한 연구가 부족하다. 현재 건강한 숙련자에게 특별한 문제가 발견되지 않았다는 것과, 수십 년간의 극단적인 훈련이 완전히 안전하다는 것은 서로 다른 주장이다.

오래 했다고 위험이 사라지는 것도 아니다

프리다이빙을 오래 하면 자신의 몸에 익숙해지고, 이퀄라이징과 수중기술이 향상되며, 무호흡 시간도 길어진다. 이런 변화는 실제 다이빙의 안정성을 높이는 데 도움이 될 수 있다. 초보자에게 큰 부담이었던 수심도 숙련자에게는 편안한 범위가 될 수 있다.

하지만 경험이 많다는 이유로 저산소성 의식상실이나 압력손상의 가능성이 사라지는 것은 아니다. 오히려 높은 수준의 프리다이버는 더 긴 무호흡과 더 깊은 수심에 도전하기 때문에, 초보자와는 다른 범위의 생리적 부담을 경험할 수 있다. 몸의 적응과 안전한 한계는 같은 개념이 아니다.

숙련의 가장 중요한 결과는 위험을 느끼지 않게 되는 것이 아니라, 자신의 상태를 더 정확하게 파악하고 적절한 안전절차를 지키는 능력이 향상되는 것이어야 한다. 프리다이빙의 생리적 적응은 안전을 보조할 수 있지만, 버디 시스템과 회복절차를 대신할 수는 없다.

프리다이버의 몸은 잠수 포유류처럼 변할까

프리다이빙을 설명할 때 물개나 고래 같은 잠수 포유류가 자주 등장한다. 실제로 사람과 잠수 포유류는 무호흡 중 심박수를 낮추고 말초혈관을 수축시키며, 중요한 장기로 산소를 보존한다는 공통점이 있다. 비장을 이용해 산소 운반능력을 일시적으로 높이는 현상도 일부 종에서 관찰된다.

하지만 인간이 훈련을 통해 잠수 포유류와 같은 몸으로 변하는 것은 아니다. 잠수 포유류는 진화과정에서 매우 큰 혈액량과 높은 근육 미오글로빈 농도, 뛰어난 산소저장 능력 등 인간과 비교하기 어려운 해부학적·생리학적 특성을 발달시켰다.

프리다이빙 훈련은 인간이 원래 가지고 있는 다이빙 반응과 산소 보존능력을 더 효율적으로 활용하게 만들 수 있지만, 인간이라는 생물학적 한계를 없애지는 않는다. 오히려 프리다이빙의 흥미로운 점은 특별한 잠수동물이 아닌 인간의 몸에도 제한된 산소를 관리하는 상당한 능력이 존재한다는 사실이다.

장기간 프리다이빙의 건강효과는 아직 완전히 밝혀지지 않았다

현재까지의 연구를 종합하면, 장기간 프리다이빙을 한 사람에게서는 강한 다이빙 반응과 뛰어난 무호흡 능력, 산소 보존과 뇌혈류 조절, 큰 폐용적과 호흡계 특성, 비장 반응과 대사적 차이 등이 관찰된다. 단기간의 훈련 연구에서도 이러한 특성 가운데 일부는 반복적인 무호흡과 신체훈련을 통해 변화할 수 있는 것으로 나타난다.

그러나 어떤 특징이 훈련으로 만들어졌고, 어떤 특징이 원래 프리다이빙에 유리했던 사람에게 존재했던 것인지는 아직 완전히 구분되지 않는다. 또한 대부분의 연구는 비교적 젊고 건강한 프리다이버나 높은 수준의 선수를 대상으로 하며, 수십 년 동안 프리다이빙을 지속한 사람의 심혈관계와 뇌, 폐 건강을 장기적으로 추적한 자료는 충분하지 않다.

따라서 현재 가장 정확한 설명은 이렇다. 프리다이빙을 오래 하면 몸은 무호흡과 저산소, 반복적인 수중운동에 점차 특화된다. 산소를 보존하는 반응이 정교해지고, 움직임과 에너지 사용이 효율적으로 변하며, 무호흡에서 나타나는 불편감과 압력 변화에도 익숙해질 수 있다. 그러나 이러한 변화가 모든 사람에게 동일하게 나타나는 것은 아니며, 모든 적응을 일반적인 건강증진으로 해석할 수도 없다.

프리다이빙을 오래 한 몸의 가장 큰 변화는 산소 없이 살아갈 수 있게 되는 것이 아니다. 같은 양의 산소를 가지고 더 오래 움직이고, 필요한 장기에 우선적으로 배분하며, 불필요한 소비를 줄이는 방향으로 몸과 기술이 함께 적응하는 것이다. 결국 장기간의 프리다이빙이 만드는 것은 산소가 필요 없는 몸이 아니라, 제한된 산소를 다루는 데 훨씬 익숙해진 몸에 가깝다.

참고 연구

Schagatay E, van Kampen M, Emanuelsson S, Holm B. Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. European Journal of Applied Physiology. 2000;82(3):161-169.

Lindholm P, Lundgren CEG. The physiology and pathophysiology of human breath-hold diving. Journal of Applied Physiology. 2009;106(1):284-292.

Willie CK, Ainslie PN, Drvis I, et al. Regulation of brain blood flow and oxygen delivery in elite breath-hold divers. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2015;35(1):66-73.

Ilardo MA, Moltke I, Korneliussen TS, et al. Physiological and genetic adaptations to diving in sea nomads. Cell. 2018;173(3):569-580.e15.

de Asís-Fernández F, Sereno D, Turner AP, González-Mohíno F, González-Ravé JM. Effects of apnoea training on aerobic and anaerobic performance: A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Physiology. 2022;13:964144.

Taboni A, et al. Physiology, pathophysiology and (mal)adaptations to chronic apnoeic training: a state-of-the-art review. European Journal of Applied Physiology. 2021;121:1543-1566.