운동에 의한 체중조절법은 짧은 기간 동안에 현저한 체지방량 감소에 어려움이 있기 때문에 장기적인 운동 계획을 세워야 한다. 그러나 이 방법은 체중감량의 효과는 적게 나타나지만, 근육을 증가시키고 체지방은 감소시키는 효과가 있다. 따라서 칼로리 제한없이 운동만으로는 체중감량의 효과를 보기 어렵다. 이러한 이유로 규칙적인 유산소 운동과 다이어트를 동시에 실시하는 혼합 형태의 프로그램이 장기간의 부적 에너지 균형을 유지하는데 효과적인 접근 방법으로 보다 많은 감소를 촉진시키는 방법이 되는 것으로 알려져 있다.

우리 몸에는 지구 두 바퀴 반이나 돌 정도로 긴 혈관이 이렇게 온 몸을 빼곡하게 채우고 있다. 그런데 많은 분들이 유산소 운동만 심장과 혈관이 좋아지고 웨이트 운동은 효과가 없을 거라고 생각하는데, 사실 웨이트 운동도 혈관들의 크기를 크게 만들어  혈류를 좋게 만들며, 그렇게 이 혈류가 좋아지면 뇌에도 더 많은 피를 공급받아 지름과 뇌 기능이 좋아지게 된다.

과학의 발달과 경제적 성장은 과체중, 비만 인구를 점차 증가시켜 왔으며, 비만이 심각한 사회문제로 대두되면서 비만 인구를 줄이고 예방하기 위한 연구들이 꾸준히 수행되어 왔다. 다이어트 체중조절법은 섭취열량이 소비열량보다 많아서 발생하는 체지방 증가의 본질적인 문제를 식사 조절을 통해 열량을 조절하는 방법이다. 다이어트 체중조절법 중 저칼로리식이는 과체중과 비만 치료에 있어 추천되어지는 방법이다. 그러나 저칼로리식사법으로 체중감소에 비교적 빠르게 성공했다 하더라도 금새 다시 체중 증가가 나타난다.

뇌는 체중의 약 2%를 차지하고, 심박출량의 15%를 받으며, 체내 산소공급의 20%를 소비하는 기관이다. 뇌는 다양한 대사의 변화가 일어나는 경우에 여러가지 기전을 통해 혈류를 유지하게 된다. 특히 뇌경색이 발생할 경우, 정상 뇌혈관의 해부학적 구조와 측부순환 그리고 뇌혈류의 조절 기전에 대한 올바른 이해가 필요하다. 다양한 혈관구조로 인하여 측부 혈관들을 통한 즉각적인 혈류변화와 뇌의 에너지 요구 증가에 따른 지속적인 혈류변화가 일어난다. 이러한 변화들은 다양한 해부학적 변이들로 인해 개인마다 차이를 보일 수 있다.

현재 신체 운동이 혈관 질환의 진행을 늦추고 심혈관 질환 이환율과 사망률을 감소시킨다는 풍부한 역학적, 실험적 증거가 있다. 이 효과의 메커니즘에는 지단백질 프로필, 휴식 혈압 및 심박수, 탄수화물 내성, 신경 호르몬 활동 및 운동으로 인한 혈류 증가의 유익한 변화가 포함된다. 운동으로 인한 혈류의 증가는 혈관 기능과 구조에 직접적인 영향을 미치는 것으로 보인다.

규칙적인 운동이 혈관 반응을 변화시켜 혈관 확장을 촉진할 수 있다? 규칙적인 운동이 혈관 반응성에 유익한 효과를 발휘할 수 있으며, 이러한  유익한 변화는 운동으로 인한 혈류 증가에  기인한다는 증거가 축적되고 있다. 흐름의 장기적인 변화는 NO synthase의 발현을 조절함으로써 내피 의존성 혈관 확장에 영향을 미친다. NO synthase에 대한 mRNA의 발현은 층류 전단 응력에 노출된 배양된 내피 세포에서 상향 조절된다.

규칙적인 운동은 심혈관 질환의 진행을 늦추고 심혈관 질환 이환율과 사망률을 줄이는 것으로 나타났다. 최근에는 운동으로 인한 혈류 및 전단 응력의 증가가 혈관 기능과 구조를 향상시키는 것으로 관찰되었다. 전단 응력은 산화질소와 프로스타사이클린의 방출을 증가시킴으로써 내피 의존성 혈관 확장을 증가시키고 죽상형성 및 재협착과 관련된 여러 과정을 억제한다. 규칙적인 유산소 운동이 관상동맥 질환 환자뿐만 아니라 일반 인구의 심혈관 질환 이환율과 사망률을 감소시킨다. 신체적으로 활동적인 사람들은 또한 덜 활동적인 남성과 여성보다 관상 동맥 질환의 임상 증상을 덜 경험한다.

뇌 동적조절은 주로 큰 혈관에서 일어나며, 자동조절은 작은 혈관에서 일정한 혈류를 유지하기 위해 일어나는 생리적인 현상이라 할 수 있다. 자동조절의 기전은 뇌대사의 수요에 따른 대사 조절, 혈관 평활근육(smooth muscle) 의 변화로 인한 혈압의 변화가 생기는 근육성조절 및 자율신경조절에 의한 신경조절로 설명한다. 혈관운동 반응성은 다양한 대사 수요의 변화에 대한 저항혈관(세동맥, arteriole)의 반응력이다. 목동맥내막절제술은 자동조절의 정상화를 통해 혈관운동반응성을 개선시키는 좋은예이다. 뇌혈관계 혈류역학의 기본적인 개념과 혈관 해부학 그리고 뇌혈류 조절기전에 대한 지식을  통해 초음파검사를 이해하는 데 도움이 될 것이다. 뇌혈관은 평상시 뇌 조직의 필요량보다 더 많은 혈류를 수송할 능력을 가지고 있는데 이를 뇌혈관 혈류예비력이라 한다. 뇌혈관이 특정한 요인에 의해 협착이 생기면 뇌관류압이 감소하는데 이를 보상하기 위해 뇌세동맥의 내경을 확장시켜 뇌혈류를 유지하도록 하는 것이다.

따라서 예비력이 낮은 사람일 경우 협착으로 인해 혈관 내경이 좁아져 있다면 운동이나 스트레스 상황에서 뇌졸증 내지 뇌허혈의 위험이 증가된다. 정상적인 인체 활동을 위하여, 인체 내 혈액은 혈관을 통해 각 기관 및 세포로 산소 공급 및 노폐물 배출 등의 역할을 수행한다. 이 때, 혈관 내 혈액은 혈관 벽면에 위치한 내피세포에 일정 크기의 전단력을 작용한다. 혈류가 재순환되거나 정체되는 영역의 혈관벽에 위치한 낮은 전단력에  노출된 내피세포는 세포의 표면장력의영향으로 인해 세포 간 틈이 발생하게 되어, 이 부분을 중심으로 동맥경화성 플라그가 형성될 수 있다. 혈관에 작용하는 두 가지 주요 힘은 박동성 스트레치와 전단 응력이다. 박동 스트레치는 동맥압의 변동에 의해 결정되며 혈관의 세로 축에 수직인 벡터에서 가해지는 힘이다.

전단 응력(shear stress)_외력을 가할 때 변형된 물체 내부에 발생하는 단위 면적당 힘.

ベ작은 단면에 평행하게 힘을 가할 때, 내부에서 원형을 유지하려는 응력을 말한다

ベ물체의 어떤 단면에 평행하게 서로 반대 방향으로 한 쌍의 힘을 작용시키면  물체는 그 면을 따라   미끄러져서 전단된다. 

  이 작용을 전단작용이라고 한다.  

  물체에 미치는 이 힘을 전단력(shear force)이라고 한다. 

  이 전단력에 의해서 물체 내부의 단위면적에 생기는 내력(응력)을 전단응력(shear stress)이라고 한다.

ベ전단되는 면을 따라서 매우 작은 직사각형을 생각하면, 전단력(shear force)에 의해  이 직사각형은 평행사변형으로 변형되는데, 이것을 전단 변형이라고 한다.

ベ물체가 전단응력에 의해 절단되어 파괴될 때 이것을 전단 파괴라고 한다.

해부학적 특징과 뇌혈류 역학에 대한 기본적인 이해는 치료선택에 있어서도 결정적인 역할을 하게 된다. 기본적인 혈류역학의 개념과 뇌혈관계의 해부학적 특징 그리고  다양한 요구에 반응하는 혈류의 역동적조절의 기전에 대해서 살펴보고자 한다. 초음파검사를 통해 혈류와 파형을 얻은 후, 결과를 해석하기 위해서는 몇 가지 기본적인 개념들을 이해할 필요가 있다. 정상혈관에서는 가운데 혈류 속도가 최대가 되는 결흐름(laminar flow)을 보인다. 혈관 내에 협착이 있는 경우는 결흐름이 한쪽으로 치우치거나 소용돌이흐름(turbulent flow) 등의 다양한 흐름을 보이게 된다.  혈류에 초음파를 입사한 후 스펙트럼을 얻게 되는데 표준용적(sample volume)  내의  혈구의 다양한 속도를 가진  주파수변이(frequency shift)로 정의할 수 있다.  표준용적은 초음파 입사와 직각을 이루며, 화면상에 나타나는 것은 이차원이지만  실제는 삼차원이라는 것을 알아야 한다.  화면상의 표준용적 내에서 발생하는 스펙트럼의 정보를 보여주게 된다. 구성성분의 비균질성(heterogeneity)에 따라 스펙트럼의 띠폭(band width)이 변하게 된다. 구성성분이 균일(homogenous)할수록 스펙트럼이 선처럼 가늘게 보이며,  이 때 스펙트럼과 기저선(baseline) 사이에 깨끗한 공간이 형성되는데, 이를 “창(window)”이라고 부른다.  작은 혈관 또는 혈류흐름의 방해가 있는 경우, 스펙트럼은 비균질적이기 때문에 띠가 두꺼워지면서 스펙트럼창이 소실되는 “스펙트럼확장(spectral broadening)” 이 나타나게 된다. 이러한 스펙트럼확장은 혈류의 방해 정도에 비례하게 된다.

전단 응력은 혈류에 의해 결정되며 혈관의 장축에 평행한 벡터에서 가해지는 견인력이다. 과학적 데이터의 우세는 운동으로 인한 내피 전단 응력의 증가가  혈관 구조와 반응성에 유익한 영향을 미친다는 것을 시사한다. 우리의 초점은 운동으로 인한 흐름의 변화가  혈관 반응성과 구조를 변화시킬 수 있는 메커니즘에 있다. 내피 세포는 전단 응력의 갑작스러운 증가에 반응하여 프로스타사이클린(prostacyclin) 의 폭발을  생성한다. 이 작용은 전단 응력의 절대 수준보다는 전단 응력 구배가 더 관련성이 높은 생리학적 자극일 수 있음을 나타낼 수 있다. 혈류에 반응하여 내피가 방출하는 인자 중 EDRF는 가장 강력한 혈관 확장제이다.

운동으로 인한 혈관 반응성의 변화는 8주 운동 후 개의 관상 동맥에서 관찰되었다. 울혈성 심부전 환자에서는 상완 동맥의 흐름 매개 혈관 확장이 손상되어 있습니다. 운동 훈련은 이러한 NO 매개 혈관 확장을 향상시킵니다. 신체 운동은 관상동맥 내 혈류를 증가시켜 심외막 관상동맥의 혈관 확장을 일으키며, 이는 내피의 무결성에 크게 좌우됩니다. 운동 유도 흐름 매개 혈관 확장에서 내피의 본질적인 역할은 운동하는 개에서 확인되었습니다. 운동에 의한 심외막 관상동맥 혈관 확장이 트레드밀 달리기 중에 관찰된 반면, 내피의 풍선 탈착 후 최대 6일까지 트레드밀 운동 중에  현저한 혈관 수축이 발견되었습니다. 이 흐름 매개 혈관 확장은 혈류에 의해 유도 된 전단 응력에 비례했으며  내강 내 압력의 변화와 독립적이었습니다. 심장주기 동안 혈관 변형 특성과 같이 혈관에 작용하는 혈압은 혈관 내 혈류역학 특성을 변화한다. 혈압 변화에 따른 경동맥에서의 혈류 특성을 보여준다. 혈압의 증가로 인해 경동맥에 작용하는 압력이 증가하게 되며, 이는 경동맥 혈관의 팽창을 초래한다. 또한, 원위부 혈관의 저항이 같은 경우 총경동맥에서의 혈압 변화는 뇌혈관 순환 시스템 전체에서의 압력 강학 특성을 변화시킨다.

혈압 증가에 따른 순환 시스템에서 압력강하의 증가로 인해 경동맥을 통과하는 유량은 증가한다. 이 때, 혈압 증가로 인한 경동맥을 통과하는 유량의 증가 정도가 경동맥의 혈관 팽창 정도보다 더 크게 나타났다. 이로 인해, 혈압이 증가합에 따라 경동맥에 더 큰 전단 응력이 작용하는 것을 볼 수 있다. 이와 같은 혈압 증가로 인한 혈관벽에 작용하는 전단 응력의 증가는 동맥경화성 플라그의 파열을 초래할 수 있다. 규칙적인 운동은 심혈관 질환의 진행을 늦추고 심혈관 질환 이환율과 사망률을 줄이는 것으로 나타났다. 최근에는 운동으로 인한 혈류 및 전단 응력의 증가가 혈관 기능과 구조를 향상시키는 것으로 관찰되었다.  전단 응력은 산화질소와 프로스타사이클린의 방출을 증가시킴으로써  내피 의존성 혈관 확장을 증가시키고 죽상형성 및 재협착과 관련된 여러 과정을 억제합니다. 규칙적인 유산소 운동이 관상동맥 질환 환자뿐만 아니라 일반 인구의 심혈관 질환 이환율과 사망률을  감소시킨다. 신체적으로 활동적인 사람들은 또한 덜 활동적인 남성과 여성보다 관상 동맥 질환의 임상 증상을 덜 경험한다.

대조적으로, 좌식 생활 방식은  관상 동맥 질환 발병의 위험 요인으로 화인되었으며 신체 활동 부족과 심혈관 사망률 사이에는 강한 상관 관계가 있다. 격렬한 신체 활동이 심근경색을 촉진하는 요인이지만, 이러한 부정적인 결과는 일반적으로 앉아서 생활하는 사람들에 의해 발생한다. 결과적으로, 매일의 신체 유산소 활동은 심혈관 사건의 1차 및 2차 예방에 효과적인 구성 요소로 간주된다. 운동은 신체적으로 활동적인 남성과 여성의 혈관 질환 발생을 줄이는 데  기여하는 수많은 유익한 효과가 있다. 운동은 체지방률, 지단백질 프로필, 탄수화물 내성 및 인슐린 감수성, 신경 호르몬 방출(카테콜아민, 레닌, 알도스테론, 바소프레신) 및  혈압의 유익한 변화와 관련이 있다. 또한, 임상 및 동물 연구를 통해 규칙적인 유산소 운동이 혈관 구조를 변화시킬 수 있다는 상당한 증거를 얻었다. 관상동맥 병변의 진행을 억제할 수 있으며, 경우에 따라 심혈관 위험 요인을 수정하고 규칙적인 유산소 운동을 하는 환자에서 질병의 퇴행을 관찰할 수 있다. 질병의 진행을 막기 위해 주당 평균 1,500kcal를 여가 시간 신체 활동에 소비해야 하는 것으로 추정되는 반면, 퇴행은 주당 평균 2,200kcal를 소비하는 환자에서만 관찰된다.

운동은 신체적으로 활동적인 남성과 여성의 혈관 질환 발을 줄이는 데 기여하는 수많은 유익한 효과가 있다. 운동은 체지방률, 지단백질 프로필, 탄수화물 내성 및 인슐린 감수성, 신경 호르몬 방출(카테콜아민, 레닌, 알도스테론, 바소프레신)  및  혈압의 유익한 변화와 관련이 있다. 또한, 임상 및 동물 연구를 통해 규칙적인 유산소 운동이 혈관 구조를 변화시킬 수 있다는 상당한 증거를 얻었다. 관상동맥 병변의 진행을 억제할 수 있으며, 경우에 따라 심혈관 위험 요인을 수정하고 규칙적인 유산소 운동을 하는 환자에서 질병의 퇴행을 관찰할 수 있다. 질병의 진행을 막기 위해 주당 평균 1,500kcal를 여가 시간 신체 활동에 소비해야 하는 것으로 추정되는 반면, 퇴행은 주당 평균 2,200kcal를 소비하는 환자에서만 관찰된다. 이 후자의 에너지 소비는 유산소 운동의 형태로 주당 5 t  6 h의 적당한 운동과 동일하다. 운동 프로그램은 관상 동맥 질환의 진행을 줄이는 것으로 나타났다.

이 후자의 에너지 소비는 유산소 운동의 형태로 주당 5 t  6 h의 적당한 운동과 동일하다. 운동 프로그램은 관상 동맥 질환의 진행을 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 격렬한 신체 운동은  측부 혈관 및 미세혈관의 구조 변화와 관련이 있다. 동물 연구에서 도출된 결론이 완전히 일치하지는 않지만, 증거의 가중치는 집중적인 유산소 운동이 미세혈관의 부수적 형성 또는 확장, 또는 둘  다를 촉진한다는 것을 나타낸다. 그러나 운동 훈련은 인간의 관상 동맥 측부 형성을 증가시키는 것으로 나타나지 않았다.

규칙적인 운동이 혈관 구조에 영향을 미치고 개통성을 촉진할 수 있는가? 이에 대한 대답은 긍정적인 것으로 보이며, 운동으로 인한 혈류의 변화가 이러한 유익한 효과에 기여할 수 있다. 정상적인 인간 관상 동맥 순환에서 혈류 증가는 심외 혈관의 혈관 확장과 관련이 있다. 대조적으로, 혈류 증가에 대한 역설적인  혈관 수축은 죽상동맥경화성 관상동맥에서 보고되었다. 니트로글리세린(내피 독립적 혈관 확장) 에 대한 반응으로 병든 혈관이 확장되지만 유량 증가에는  반응하지 않는 것은 혈관 운동 변화의 근본 원인으로 내피 기능 장애를 암시한다. 인간 관상동맥에서 내피 혈관 확장제 기능의 점진적인 손상은 죽상동맥경화증의 초기 단계에서도 나타한다. 고콜레스테롤혈증이 있지만 항지학적으로 정상적인 관상동맥이 있는 환자에서는 아세틸콜린에 의해 유발된(그러나 흐름에 의해 유도되지 않은) 내피 의존성 혈관 확장의 선택적 손상이 있다.

질병의 증거가 많을수록 유량 반응성도 손실됩니다. 총 혈청 콜레스테롤과 관상 동맥 혈류의 내피 매개 증가 손상 사이에는 강력한 상관 관계가 보고되었다. 현재 신체 운동이 혈관 질환의 진행을 늦추고 심혈관 질환 이환율과 사망률을 감소시킨다는 풍부한 역학적, 실험적 증거가 있다.  이 효과의 메커니즘에는  지단백질 프로필, 휴식 혈압 및 심박수, 탄수화물 내성, 신경 호르몬 활동 및 운동으로 인한  혈류 증가의 유익한 변화가 포함된다.

운동으로 인한 혈류의 증가는 혈관 기능과 구조에 직접적인 영향을 미치는 것으로 보인다. Flow는 NO synthase의 혈관 발현을 증가시키고 NO와 프로스타사이클린의 방출을 향상시킴으로써 내피 의존성 혈관 확장을 향상시킵니다. NO와 프로스타사이클린은 죽상형성 및 재협착(superoxide 음이온 생성, 단핵구 부착, 혈소판 응집 및 혈관 평활근 증식 포함)에 관여하는 여러 과정을 억제한다. NO 및 프로스타사이클린 외에도 흐름은 내피 성장 인자, 매트릭스 조절제, 접착 분자, 케모카인 및 혈액 유동성 조절제를 포함한 파라크린 물질의 발현을 조절하며, 이 모든 것은 운동 유발 혈관 재형성 및 반응성의 유익한 효과에 참여할 수 있다. 몇 가지 근본적인 기본 및 임상 질문에 대한 답이 없는 상태로 남아 있다.

전단 응력에 대한 반응을 매개하는 내피 세포 신호 전달 경로의 몇 가지 요소만 확인되었다. 이는 전단 응력이 유전자 발현을 유도하는 전사 메커니즘에도 해당된다. 운동의 임상적 효과에서 이러한 세포 메커니즘의 역할은 확립되지 않았다. 내피 기능을 회복하기 위해 얼마나 많은 운동이 필요한지, 운동 후 이러한 효과가 얼마나 오래 지속될 수 있는지, 그리고 이러한 효과가 운동이 심혈관 건강에 미치는 유익한 효과에 어느 정도 기여하는지는 알려져 있지 않다. 이러한 질문에 대한 연구는 관상 동맥 질환 환자를 위한 약물 요법 및 운동 재활에 대한 새로운 접근 방식으로 이어질 가능성이 높다. 혈류 역학은 혈액의 흐름과 순환을 역학적으로 연구하는 학문이다. 혈류(량), 혈액 운동, 외부로부터 힘이 작용할 때의 평형 상태에 영향을 미치는 물리적 법칙에 대해 설명한다. 심장은 순환계의 중추 기관으로, 규칙적인 수축과 이완을 통해 혈액을 펌프질 한다. 위치에 상관없이 혈압은 영-라플라스 방정식(Young-Laplace equation)에 의하면 혈관의 탄력성(Wall tension)과 관련이 있다. (혈관벽의 두께는 내강의 지름과 비교해서 매우 작다고 가정한다).

과체중 여성을 대상으로 10주 동안 하루 1,300㎉의 칼로리 제한 식이요법과 6㎞,h의 동일한 속도로 걷기(6WD) 또는 달리기(6RD) 운동 후 체성분, 유산소 운동 능력 및 혈액 성분을 비교했다.  체지방 감소와 HDL-C 상승은 달리기를 통한 열량 제한이 효과적이었으며, 걷기 운동을 통한 열량 제한에서는 엉덩이 둘레와 견갑하 지방 두께의 감소와 운동 시간의 증가가 뚜렷하게 나타났습니다. 이 결과는 걷기와 달리기 중 동일한 속도의 운동 모드에 따른 효과는 차이가 없었지만, 운동 프로그램의 목적에 따라 운동 모드를 선택해야 함을 시사한다.

EET:근지구력운동

RET:저항력운동

BET:균형력운동

FET:유연성운동

PCT:자세교정운동

산이나 휴양림 등에서 걷기 운동에 참여한 사람들은 큰 폭으로 스트레스와 피로도가 감소하였다.

과학의 발달과 경제적 성장은 과체중, 비만 인구를 점차 증가시켜 왔으며, 비만이 심각한 사회문제로 대두되면서 비만 인구를 줄이고 예방하기 위한 연구들이 꾸준히 수행되어 왔다. 다이어트 체중조절법은 섭취열량이 소비열량보다 많아서 발생하는 체지방 증가의 본질적인 문제를 식사 조절을 통해 열량을 조절하는 방법이다. 다이어트 체중조절법 중 저칼로리식이는 과체중과 비만 치료에 있어 추천되어지는 방법이다. 그러나 저칼로리식사법으로 체중감소에 비교적 빠르게 성송했다 하더라도 금새 다시 체중 증가가 나타난다.

운동에 의한 체중조절법은 짧은 기간 동안에 현저한 체지방량 감소에 어려움이 있기 때문에 장기적인 운동 계획을 세워야 한다. 그러나 이 방법은 체중감량의 효과는 적게 나타나지만, 근육을 증가시키고 체지방은 감소시키는 효과가 있다. 따라서 칼로리 제한없이 운동만으로는 체중감량의 효과를 보기 어렵다. 이러한 이유로 규칙적인 유산소 운동과 다이어트를 동시에 실시하는 혼합 형태의 프로그램이 장기간의 부적 에너지 균형을 유지하는데 효과적인 접근 방법으로 보다 많은 감소를 촉진시키는 방법이 되는 것으로 알려져 있다.

중년 여성은 에스트로젠 결핍으로 인한 골밀도 감소, 심혈관 질환 위험성 증가 및 폐경 증상 등을 경험하며 삶의 질에 있어 큰 위협을 받게 된다. 이에 딸, 건강의 유지 증진 측면에서 더한 관심을 갖고 관리되어야 한다. 특히 정상체중을 초과하는 경우에는 양상이 학화될 수 있기 때문에 과체중 및 비만 여성은 더욱 집중적인 관리를 요하는 대상이 된다. 건강을 유지 증진하기 위한 방안으로 운동, 식이, 금연 등의 생활양식 수정과 호르몬 대체요법이 권유되고 있다. 호르몬 대처요법은 에스트로젠이 폐경기 여성 사망의 으뜸 원인인 심장질환 위험을 50%까지도 감소시킬 수 있다는 연구결과가 발표되면서 폐경관련 증상 완화를 위해 흔히 처방되어 왔다. 이러한 맥락에서, 폐경여성에서 운동이 갖는 신체 및 심리, 사회적 건강 개선 효과가 연구되어 검증되어 왔다. 그러나 여건상 지속적으로 진행 될 수 없는 단기간의 일회성 운동프로그램에서는 신체 및 심리. 사회적 건강을 개선하는 효과도 중요하나, 운동이 습관화될 수 있도록 동기화 하는 것이 더 중요할 수 있다.

누구나 알고 있듯이, 신체적 질환은 뇌의 인지 처리 기능에 영향을 미친다.  이 말은 역으로 건강한 신체적 상태는 인지 기능의 최적의 조건을 만든다는 것을 의미한다.  즉 자신의 자원을 활용할 수 있는 가능성을 높인다는 것이다.  이와 같이 신체활동은 인지 기능의 활용 가능성을 높이는데 기여한다.  또한 신체활동은 질병을 예방함으로써 인지 기능에 긍정적인 영향을 미친다.  인지 기능에 영향을 미치는 대표적인 청소년의 질환적 증상으로는 고혈압, 당뇨, 만성적 기관지염 등이 있다. 과체중 이상의 대상들은 억제 조절이 보다 필요한 과제에서의 처리 속도와 정확성이 그렇지 않은 대상자들에 비해 낮다는 것을 발견하였다. 이러한 측면에서, 과체중이나 비만성 대사 질환을 가지고 있는 아동 및 청소년들은 상대적으로 불필요한 자극에 대한 반응 억제 능력이나 인지 유연성 등의 인지기능 발달이 낮으며, 이로 인한 학업 성취에 문제가 발생할 수 있다.

운동은 인지 기능 향상과 긍정적 관계를 맺고 있다. 

운동과 스트레스와 관련하여 첫째, 운동은 해마의 BDNF  유전자 수와 단백질 수준을 높인다.  둘째, 스트레스로 유도된 해마 BDNF  분비 감소를 억제한다. 셋째, 운동은  인지와  매개된  우울 증상을 경감시키는  한편, 학습된  무기력과  행동적 우울감을 예방한다. 이는 운동이 인지 기능의 부정적 정신 자원들을 예방하여 인지 기능을 증진시키는데 기여한다는 것을 의미한다. 한편 자기 효능감은 정신 자원 중 대표적인 인지 기능 증진 자원이다. 성공에 대한 기대감은 부정적 정신 요인들에 대한 저항력을 생성시킬 뿐만 아니라, 인지적 자원의 활용 가능성과 과제 수행의 질을 높이는데 기여한다. 또한 운동 행동의 결정요인으로써 자기 효능감은 중요한 역할을 한다.  즉 자기 효능감이 높은 사람의 인지 기능이 우수하다는 것이다. 신체활동 참여는 자기 효능감을 높이는데 기여한다. 예를 들어, 1회성 신체활동과 만성적 신체활동은 모두 자기 효능감을 증진시키며 몸의 비만이나 질병 등으로 야기되는 효능감 저하를 예방하는 기능을 한다. 

신체활동의 직접적 효과 경로는 크게 인지기능 개선과 신경형태학적 변화로 구체화된다. 각각의 하위 요인을 살펴보면 다음과 같다. 20-30분 동안의 1회성 유산소 운동만으로도, 주의 자원에서의 할당 능력이 높아지고, 인지 절차화와 자극 분류 속도가 촉진되었음을 보고하였다. 아동과 청소년을 대상으로 한 연구들에서도 유사한 결과를 확인할 수 있다.  첫째, 일정 기간의 신체활동 참여 중재 프로그램에 참여한 청소년들은 참여 전에 비해 참여 후 인지과제의 처리 속도와 정확성이 증가하였다. 둘째, 일회성 중-고강도 신체활동에 참여한 결과,  뇌의 주의 할당 능력이 향상되었다.  셋째, 30분 유산소 운동에 참여한 아동은 같은 시간 동안 TV시청을 한 집단에 비해 전반적인 인지 과제 수행력이 증가하였다.  

운동은 해마의 신경세포를 증식(neurogenesis)시킨다.  

운동은 해마의 신경 밀도(spine  density)를 증가시킨다. 

운동은 신생 혈관 생성(angiogenesis)에 기여한다.

운동은 해마의 혈관을 생성하며, 새롭게 형성된 혈관은 혈류량을 증대시켜 직간접적으로 해마의 인지 기능을 향상시킨다.

체육과 인지 학습 개념: 신체활동이 인지 학습이다. 인간을 생각하는 동물(호모 사피엔스)이라고 한다.  첫째,  신체활동은 가변적인 지각 환경 속에서 이루어진다.  둘째, 신체활동은 제약된 시간(time  constraints) 속에서 이루어진다. 셋째, 신체활동 상황에서 수행자는 서로 다른 속성의 지각-인지(perceptual-cognitive)  기술과 지각-운동(perceptual-motor)  기술을 통합해야 한다. 넷째,  신체활동은 팀(team)  활동이다. 조직 심리학은 팀 시스템에서 개인은 개인으로써의 개인과 다른 의사결정 판단을 내린다는 점에 주목한다.

체육과 인지 학습은 체험을 통해 습득하고 그것을 적용하는 맥락뿐만 아니라, 체험하는 그 자체에서도 일어나며,  다른 측면에서, 이러한 성격의 인지는 학교 교과 중 오직 체육수업을 통해서만 기를 수 있다는 점에서 체육수업의 인지 학습 정당성을 강화시켜 준다.

격렬한 신체 운동은 측부 혈관 및 미세혈관의 구조 변화와 관련이 있다. 동물 연구에서 도출된 결론이 완전히 일치하지는 않지만, 증거의 가중치는 집중적인 유산소 운동이 미세혈관의 부수적 형성 또는 확장, 또는 둘 다를 촉진한다는 것을 나타낸다. 그러나 운동 훈련은 인간의 관상 동맥 측부 형성을 증가시키는 것으로 나타나지 않았다. 규칙적인 운동이 혈관 구조에 영향을 미치고 개통성을 촉진할 수 있는가? 이에 대한 대답은 긍정적인 것으로 보이며, 운동으로 인한 혈류의 변화가 이러한 유익한 효과에 기여할 수 있다.