달리기 뿐 아니라 다른 신체활동을 위해 에너지를 만들어내는 능력이 주목을 받고 있다는 것에는 이론이 없다. 하지만 여분의 에너지를 방출하는 것의 중요성은 의외로 관심을 끌지 못하고 있다. 근육의 에너지 효율이 뛰어나지만 그것도 고작 20%전후에 불과하다. 즉, 달리기의 추진력에 공헌하는 에너지는 20%, 나머지 80%는 열이되어 체외로 방출된다. 기온이 낮을 때는 환경이 열을 잘 빼았아가지만 더워지면 상황에 따라 열의 발산이 중요해진다. 실제 열 방출시스템에 관해서는 사람은 다른 동물과는 완전히 거꾸로 진화했다.
운동할 때 사람은 문자그대로 대량의 땀을 흘리고 땀의 증발을 통해 몸을 식혀준다. 하지만 다른 동물은 이런 방식을 취하지 않는다. 곰 등의 일부 포유류도 땀을 흘리지만 사람과 같이 다량으로 땀을 흘리지 않는다. 호흡을 통해 수분을 증발시켜 열을 배출함으로써 수분을 절약한다. 사자나 치타 등의 '스프린터'는 뇌가 과열될 상황이 되면 신체의 활동을 멈추게 하기때문에 수분의 손실도 없다. 개과의 장거리 헌터(hunter)인 리카온(lycaon)은 수시간에 걸친 지구전에 돌입하여 사냥을 한다. 이때 사람과 완전히 거꾸로 체온이 올라가게 되면 열을 몸 속에서 축적한다. 그리고 야간에 여분으로 축적된 열을 방출함으로써 체열을 식히기때문에 그다지 수분을 사용하지 않는다.
왜인지 오직 인간만이 물(땀)을 많이 분비하면서 열을 식히는 방법으로 진화했다. 이것이 효과를 발휘하는데는 가능한한 넓은 방열(放熱)면적이 필요하다. 이로 인해 사람은 고가의 모피인 체모가 없고 알몸으로 타고난 것이다. 이 적응형질의 은혜는 헤아리기 힘들다. 스피드나 파워에서 뒤쳐지는 알몸의 원숭이는 다른 육식의 짐승이 한낮의 더위를 피해 잠만 자는 틈을 타서 오직 지구전으로 수렵활동을 하는 것이다.
여름철의 마라톤은 사람의 이 독특한 방열능력이 최대한 발휘되는 스포츠이다. 그중에도 특히 알몸 원숭이의 특성인 방열면적의 크고 작음이 영향을 미친다. 능력차라고 말하기보다 단순히 신체 사이즈의 차이이다. 구체적으로는 작은 체구의 달림이가 유리하고 체구가 큰 달림이가 불리해진다. 왜일까? 작을수록 방열면적이 상대적으로 커지기 때문이다. 이것을 표면적과 체적의 관계로 설명해보자. 길이를 2배로 하면 표면적은 2승으로 4배, 한편 면적을 3승으로 하면 8배가 된다. 에너지량, 체열은 체적에 비례하므로 체구가 커져 방열량(체적)이 늘어날 수록 몸의 표면적은 늘어나지 않는 관계가 된다. 체중은 열량을 대표하기 때문에 체표면적을 체중으로 나눈 값이 상대적인 방열면적을 나타낸다고 생각해도 좋다.
위의 그림은 세계 유수의 마라톤주자의 방열면적을 비교했다. 올림픽 금메달리스트인 일본의 노구치 미즈키 선수, 다카하시 나오코 선수는 체구가 작은 만큼 방열면적이 크다. 반대로 마라톤 세계기록 보유자인 영국의 폴라 래드클리프는 추운 날씨에서의 마라톤에서는 위대한 세계기록을 남기지만 여름철 마라톤에서는 실적이 없다. 방열로서는 출발시점에서 이미 작은 선수보다 핸디를 가졌다고 할 수 있다. 남자부를 보면 1969년 처음 2시간 10분벽을 깬 호주의 클레이턴이 대형선수로 알려져있다. 역시 여름의 성적은 없지만 08년 베이징올림픽에서 우승한 케냐의 완지루 선수와 비교하면 방열면적에서 크게 떨어진다. 참고로 열사병사고예의 값도 표시했다. 많은 경우가 비만체형이고 방열면적이 극단적으로 작아지면 열사병의 위험도 높아진다.
다시 동물계의 이야기로 돌아간다. 물을 절약하기위해 열을 체내에 축적하는 타이프의 동물에 지장이 없을까? 이런 류의 동물에는 경동맥에 망목상(網目狀, 그물눈형태)의 구조가 있고 거기를 통과한 혈액은 냉각되어 뇌로 간다. 따라서 뇌가 과열되지 않기때문에 문제는 없다. 한편 사람은 그 구조가 없기때문에 뇌는 체온이나 체액(목의 갈증)의 정보를 민감하게 관찰하고 그 정보에 근거하여 뇌가 과열하지 않도록 운동을 제어한다. 체구의 크기는 틀림없이 그러한 정보원에 영향을 미친다. 하지만 그 정도는 아직 잘 알려져 있지 않다. 앞으로 여름 마라톤이 그 대답을 내줄 것이다. 여름의 마라톤은 마치 태고의 인류진화를 생각케 한다.
글 : 이토 시오부(일본 스포츠과학 연구실장, 츠쿠바대학교 재학중 중거리선수로 활약한 바 있다)
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