인간을 대상으로 한 스포츠과학 연구는 마필의 생리적 특성에도 응용되어 지속적으로 발전되어 왔다. 최근에는 IT기술의 발전으로 트레이닝의 효과가 더욱 더 과학적으로 분석이 될 수 있으므로 트레이닝 기술이 한층 더 새롭게 발전하는 계기가 맞이하고 있다.
경주마 사료분야에 있어서도 운동선수에 대한 급식 방법이 마필에 응용 되어 지속적으로 발전되어 왔다. 경주마는 급여사료의 종류와 급여방식이 중요한데 특히 사료는 경주마의 생리적 요구에 과학적으로 잘 맞추어진 경주마 전용사료를 급여하므로 여기에서는 급여사료 종류 보다 급식방법을 중심으로 검토하기로 한다.
경주시행 형태는 각 나라 및 경마장 별로 다양하므로 경주의 질적 향상을 위한 방편은 개별 마필뿐만 아니라 경마장의 특성에도 맞추어 다양하게 발전되어야 한다. 여기에서는 그 동안 우리나라에서 연구된 분야의 실적을 검토하고자 한다.
외상마 발생 원인조사(1996, 한국마사회)는 1991년부터 1995년까지 운동기 질환 발생 원인을 조사한 자료인데, 5년간 연평균 약 4, 800건의 질병이 발생하였으며 이 가운데 외상이 20%를 차지하여 운동기 질환과 함께 높은 빈도를 나타내고 있다.
이와 같은 질환 발생원인은 운동 중 타마와의 교돌(交突)이 가장 많았고, 이밖에 자기다리에 차인 경우, 안장에 의한 안상 등 여러 가지로 나타나고 있다. 이와 같이 외상의 발생빈도, 경위, 발생장소 등을 조사하여 결론적으로 시설개선 여부, 최적의 관리방법 등에 참조토록 하였다.
Sports Medicine for the Race Horse(William E.Jones, DVM, Phd)에서는 말도 사람처럼 산소와의 접촉시간이 불충분할 경우 유산소 적응을 멈춘다고 하였다. 유산소 적응이 되려면 상승된 심박동수의 작용이 최소한 3분 정도 지속되어야 한다.
또한 말의 인터벌 조교를 시키는 조교사들 사이에서 매우 인기 있는 장거리 저속운동은 뼈, 건, 연골 등을 강하게 하는데 기여할 뿐 아니라 유산소 운동 능력도 증가시킨다.
여기에 더하여 조교사가 주의 깊게 말들의 상태를 감독하지 않고 말 개체에 맞는 계획을 세우지 않는 경우 파행이 발생될 수도 있음을 지적하고 있다. 말은 개체별로 다양한 운동 잠재력을 갖고 있는데, 유전적 배경도 중요하지만 어느 지방 출신인가도 중요하다.
즉 방목지나 목장에서 자란 말들은 저속도 장거리 프로그램이 필요 없을 정도로 강인하다. Horse Nutrition and Feeding(Sarah Pilliner, 2002년 마사회 역)에서는 능력증진을 위한 사료급여와 관련하여 격렬한 경주로 땀을 많이 흘린 말들은 염석을 핥는 것만으로 충분히 식염요구량을 만족시킬 수 없으므로 말이 경주를 했으면 바로 저녁 사료에 60그램의 식염이 공급되어야 한다고 제안하고 있다.
또한 신선한 물이 항상 공급되어야 하고 휴식 시에는 농후사료의 섭취가 엄격히 제한되어야 하며 건초가 증가되어야 한다고 하였고, 경주마는 매우 높은 에너지 요구량을 가지고 있으며 어린 말은 높은 단백질 요구량을 가지지만 과다급여는 말의 능력을 감소시킬 수 있고, 비타민 A와 D의 과다 급여에 유의해야 한다고 하였다.
Conditioning SportHorses(HilaryM, Clayton, 1996년 마사회 역)에서는 굴건과 현수인대의 손상에 대한 위험성을 줄이기 위해서는 운동 강도를 증가시키기 전에 운동시간을 길게 해 주어야 한다고 제안하고 있다.
목적이 심맥 관계의 능력을 향상시키기 위한 것이라면 유산소 운동은 1주일에 3회 정도가 적당하고 자주하면 조직회복 시간이 충분치 못하여 마체가 더 쉽게 손상될 수 있다고 하였다.
또한 강화조교는 운동을 통하여 말의 힘, 능률 등을 강화시키는데 이용되며 경주 중 관절을 안정적으로 잡아주고 근육긴장을 방지해준다고 하였다. 강화조교의 회수는 1주에 2~3회가 적절하고 부담중량을 더 높이거나 경사주로를 달리게 하는 등의 방법이 있다고 하였다.
짧은 시간에 강한 운동을 하는 단거리 경주마는 일일 급식량이 체중의 1.5%를 초과하지 않도록 제한해야 한다고 했는데 그 이유는 장내에 건초가 많이 있을 경우 그 건초가 물을 많이 보존하게 되어 물의 무게가 경주 중 핸디캡으로 작용하기 때문이라고 하였다.
지구력 경주마에게는 경주시작 4시간 전에는 건초 2~3kg과 곡류 2kg에 전해질을 첨가하여 먹이면 장내 수분저장이 최고치에 달하며 땀으로 인한 수분과 전해질의 손실을 보충 할 수 있다고 하였다.
경주 중 근육의 피로는 근육 에너지원인 글리코겐의 고갈과 젖산의 축적으로 나타나며 글리코겐의 완전한 고갈 뒤에 재충전 되려면 2일 정도의 기간이 필요하다고 하였다. 또한 글리코겐 재충전을 위한 고 탄수화물 사료의 급여는 별다를 효과가 없어 보이며 가벼운 운동은 글리코겐의 재충전을 촉진시킨다고 하였다.
경주마의 근육질병으로는 주로 근육좌상과 탈진성 근육용해가 발생되는데 근육용해는 말이 충분히 준비되지 않은 상태에서 경주하는 경우에 근육경련 등의 증상으로 나타날 수 있으며 흥분하기 쉬운 말 등에서 발생 빈도가 높고 충분한 급식이후 하루 이상을 쉬고 난 후 발생하기도 한다고 하였다.
말의 과학(구보 가쓰요시, 2002년 마사회역)에서는 말의 운동에 필요한 에너지 기전에는 ATP-CP계, 젖산계 및 유산소계가 있는데, ATP-CP계는 근육내 잔존하는 ATP로 경주초기 전력질주 할 때와 같이 강한 운동에 이용되고 평보, 속보, 느린 구보에서는 유산소계가 이용되며 빠른 구보와 같은 강한 운동에서는 유산소계의 에너지 생산은 줄어들고 젖산의 대사과정에서 생산되는 무산소에너지가 보태진다고 하였다.
또한 워밍업은 발주 후 에너지 공급을 늘리는 효과가 있지만 화롱타임 14초보다 빠른 스피드의 워밍업에서는 피로물질인 혈중 젖산이 마체 내에 많이 축적되며 생산이 제한된 무산소 에너지의 일부를 소비한 상태에서 발주하는 결과가 된다고 하였다.
Blood Lactate Response to Submaximal Field Exercise Tests in Thoroughbred Horses(A. J. DavieandD. L. Evans, 2000년)에서는 모래주로와 잔디주로에서의 운동속도(13~17m/s, 800m거리)와 혈중젖산 축적농도 (mmol/L)의 상관관계를 조사하였다. 그 결과 모래주로에서의 회귀등식은
Effect of exercise training, selenium and vitamin E on some free radical scavengers in horses(1999년, Luca Avellini등)에서는 운동량이 증가할수록 산소와 조직호흡 요구가 증가되고 피로물질의 축적이 야기되는데 그 양이 조직의 항산화 능력을 초과할 때 조직손상이 진행된다고 하였다.
이에 사료첨가제(비타민 E, selenium)를 활용하여 급식 및 운동시험을 한 결과 적혈구의 피로물질(산화물 스트레스)및 임파구에서의 글루타민 과산화물질 활동에 대한 저항능력이 향상 되었다고 하였다.
Physical exercise, oxidative stress and muscle damage in race horses(E. Chiaradia등, 1988년)에서는 과산화 지방이 운동으로 야기되는 근 질환 및 용혈 현상의 원인 중 하나라고 하였다.
운동실험에서 과산화지방 유리물질 중 하나인 malondialdehyde(MDA)와 glutathione(일종의 노폐물 청소 효소)을 조사한 결과 운동 강도에 따라 두 가지 다 혈액 내 함유량의 변화가 감지되었다고 하였다.
그런데 두 가지 물질의 감소 중에 lactate dehydrogenase(LDH)효소의 증가가 나타나기도 하는데 이는 근육 외 다른 조직의 손상을 암시하는 것이라고 하였다.
Relationship between race start characteristics and risk of catastrophic injury in Thoroughbreds(78cases)(Estberg L. Stover, 1998년등)에CMI(castastrophic musculoskeletal injury)발생에 대하여 조사하였는데 발생율이 1.7건/1,000경주가 되었고, 수말이 암말보다 1.7배 높았다고 하였다.
또한 2~5살의 경주마에 대해서 크레이밍 경주 사고율은 미우승마 경주에서 보다 2배 높았으며, 경주길이와 주로표면의 형태에서는 유의한 상관관계가 없었다고 하였다.
트레드밀을 이용한 더러브렛 경주마 운동능력의 임상적 평가(김준규, 1999년)에서는 2003년 7월부터 12월까지 시험마 6두를 대상으로 트레드밀, 심에코도(초음파진단기), 혈구계산기, Ektachem, YSI등을 을 이용하여 트레드밀 운동에 따른 임상변화를 분석하였다.
같은 기간내 12주간 최대운동에 따른 시험이었으며 검사결과 헤모글로빈 농도는 8주째에 최고치를 기록하였고 이후 약간 감소하였으며 적혈구수는 주별 차이가 없었지만 개체별 차이가 컸다. 젖산량은 4주째에 최고치를 기록하였고 그 이후 감소하였으며 개체별 편차가 컸다.
GPT는 8주째에 최고치를 기록하였고 그 다음 약간 감소하였으며 GOT는 8주째에 급증하였지만 다음부터 완만한 증가추세를 보였다. 심에코도 및 심박수 검사결과 좌심실 및 대동맥의 내경, 좌심실벽 및 좌심실 중격의 두께가 모두 지속적으로 증가하였다.
1회 박출량 및 분당 박출량은 심장이 커진 결과 모두 지속적으로 증가 하였지만 기간별 차이에 비하여 개체별 편차가 컸다. 최대 심박수는 심장기능의 강화로 지속적으로 감소되었다. 트레드밀을 이용한 이 같은 연구는 최대 부하 아래에서 행하여 진 것으로서 검사가 위험하고 실제 운동시설보다는 실험실에서 이루어져 결과의 현장 적용에는 한계가 있다.
그러나 심에코도 및 심박수기의 심장기능 검사에 의한 과학적인 운동능력평가는 마필관리자의 경험과 병행되어 조교의 효율성을 더욱 더 높일 수 있을 것이라고 하였다.