심장혈관계의 조절-2.

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1 심장혈관계의 조절-2

2 심방으로부터 혈액을 전신조직으로 공급하는 일련의 혈관과 반대로 혈액을 심방으로 되돌려주는 혈관으로 구성되어 있다.
혈관시스템 심방으로부터 혈액을 전신조직으로 공급하는 일련의 혈관과 반대로 혈액을 심방으로 되돌려주는 혈관으로 구성되어 있다. 동맥(Arteries) – 대부분 근육, 심장으로부터 세동맥 운반 통로 세동맥(Arteioles) – 혈액을 모세혈관으로 이동 모세혈관(Capillaries) – 혈액과 조직 사이 교환 세정맥(Venules) – 모세혈관에서 정맥으로 혈액이동 정맥(Veins) – 심장으로 혈류 회귀

3 정맥혈 회귀조절 요인들 호흡펌프(breathing pump) 호흡시 복강 및 흉곽의 압력으로 인해 정맥혈 회귀 정맥의 수축
교감심경의 자극으로 정맥의 수축으로 회귀 근육펌프 혈관은 one way valve 로 다리와 복부근육 수축으로 인한 회귀

4 혈류의 배분 체내 조직의 변화에 따라 혈액을 필요로 하는 부위에 효과적 배분한다. 가장 활동적인 인체 부위에서 가장 많은 혈액을 공급 받는다. 안정시에 간과 신장에 혈액공급이 거의 반을 차지하고(간 27%, 신장 22%) 근육이 15%를 차지한다. 지구력 운동시에는 골격근으로 전체 혈액의 80%를 공급하게 된다. 이는 심박출량과 더불어 활동근에 혈액이 25배 이상이나 배분되는 것이다. 혈류의 배분은 세동맥에 혈관 직경 조절 능력, 혈류조절 메커니즘에 의해 이루어 진다.

5 자동조절 능력 : 신체 부위의 혈액 조절을 국부부위의 세동맥 자신이 조절
산소부족, 영양소 감소, 부산물 증가(CO2, K+, H+, 젖산)로 혈류공급자극이 발생하면 세동맥은 혈관 확장으로 혈류량을 증가시킨다. 외인성 신경조절 : 신체 여러 부위의 혈류량이 신경에 의하여 조절 체순환 혈관벽 내부의 근육에 있는 교감신경의 작용으로 혈류량 조절 특정 부위에 교감신경이 자극하면 혈관이 수축하여 다른 부위에 더 많은 혈액을 공급하게 된다.

6 정맥혈의 재배분 정맥시스템은 혈액 수요량 증가에 맞추어 공급할 수 있도록 하기 위하여 미리 많은 혈액을 담고있는 통로의 역할을 한다. 정맥 내 있던 혈류들을 다른 부위에서 혈액을 필요로 할 때 세정맥과 정맥의 교감신경자극으로 혈관수축  다른 조직으로 혈액 공급

7 동맥의 압력 1. 동맥의 압력=> 건강의 지표 혈액에 의한 동맥벽에 압력 발생 2. 동맥압을 결정하는 요인 : 혈액량, 혈관저항 3. 정상혈압 성인남성 : 120 / 80 mmHg 성인여성 : 110 / 70 mmHg 4. 수축기 혈압(systolic BP; SBP) : 심실이 수축하는 동안 이완기 혈압(diastolic BP; DBP) : 심실이 이완하는 동안 5. 안정시 수축 0.3초, 이완기 0.5초, 심주기 0.8초 6. 수축기-이완기 = 맥압 7. 평균동맥압(MAP) = DBP (SBP-DBP)

8 혈 액 운반기능 체온조절 산-염기 평형 유지 (acid-base (pH) balance) 남자 5-6L, 여자 4-5L
혈 액 운반기능 체온조절 산-염기 평형 유지 (acid-base (pH) balance) 남자 5-6L, 여자 4-5L 혈장-액체성분 : 전체 혈액의 55-60%차지 90%액체, 7% 혈장 단백질, 3% 세포영양소, 전해질, 효소, 호르몬… 더운 날씨나 강한 운동으로 10%까지 감소하며 더위에 순응하면 10%이상 증가 고형성분 40-45%차지, 적혈구(90%이상, 수명 약 4개월, 산소운반체 ) 백혈구(방어역할, 성인 혈액 1mm3당 약 7000개), 혈소판(혈액응고) 혈액점성 – 적혈구(RBC) 증가에 의해 혈액 점도 높아짐, 혈류저항 커짐 hematocrit (Hct) 가 증가하면 혈액 점도도 증가

9 운동시 심혈관계의 반응 심박수(Heart Rate; HR) 운동강도에 비례하여 증가 : 심장혈관계
기능을 알아보는 가장 간단하고 도움이 되는 파라메타 중의 하나이다. 안정시 심박수는 60-80박/ 분이 된다. 일반적으로 운동을 하기 전 안정시 보다 HR이 증가한다. 이것은 norepinephrine에서 분비되는 adrenaline 호르몬의 증가하는 예상반응(anticipatory response)에 의하여 발생한다. 운동시 HR은 운동강도에 따라 증가하다가 All-out 상태가 되면 더 이상 증가하지 않고 평원상태(level off)를 이룬다. 이때를 HR을 HRmax라하며 연령에 의하여 추정할 수 있다. HRmax = 200-나이(년)으로 추정할 수 있다.

10 최대하 운동시 HR 단련자일수록 운동시 HR 낮음 중강도 운동을 6개월 이상 실시 후 20-49박/분 정도 감소  효율적인 일 수행 HRmax 트레이닝에 의해 크게 변화하지 않음. 고도로 단련된 지구성 선수는 낮은 경향 최대운동 중 HRmax가 사람마다 일정한 이유? HR과 SV의 상호관련이 있다. HR이 빨라지면 확장기가 짧아져 SV감소 단련 선수:낮은 HRmax SV 증가 : 효율적 심장사용

11 일회박출량(Stroke Volume; SV )
결정요인 1) 심장으로 돌아오는 정맥혈의 용량 2) 심실 확장능력(큰 확장기말 용적) 3)심실 수축력(작은 이완기말 용적) 4) 대동맥과 동맥압(심실의 크기를 이겨내고 수축) VO2max 40-60%까지 직선적 증가 그 이상 plateau 상태

12 SV는 누운자세가 가 직립자세 보다 높다 혈액이 하지에 저류되지 않고, 심장으로 환류가 쉽기 때문이다. 트레이닝에 의한 SV의 증가 트레이닝은 SV를 증가시킨다. Frank-Starling의 법칙에 의하면 SV의 가장 중요한 증가 요인은 심실확장 정도이다. 심실 확장 증가에 따라 더 큰 힘으로 수축하여 SV를 증가시킨다. 또 하나의 요인은 수축력의 증가이다. 좌심실의 수축력의 증가는 수축기말용적(ESV)를 감소시켜 SV를 증가시킨다.

13 심박출량 (Q) 심박출량(Q) = SV *HR이기 때문에 운동강도와 비례관계에 있다.
운동 외에 신체 크기와 지구력 트레이닝 정도에 따라 달라진다. Q의 증가는 신체활동이 많아 짐에 따라 근육내 산소 요구량 충족하기 위해 증가

14 심장기능 전체의 변화

15 혈류 운동 중 심장의 적응 보다도 심장혈관 시스템이 보다 효율적이다. 이는 혈류의 재분배로 인하여 효율성이 높아진다.
안정시에서 운동으로 전환하면 혈류의 패턴은 크게 변화한다. 우측의 그림은 여러 가지 활동에 따른 혈류 패턴의 차이를 나타낸 것이다. 그림에서 보는 바와 같이 운동강도의 증가에 따라 근육의 혈액사용량이 증가하는 것을 알 수 있다.

16 혈류 산소 함량 혈장용량 안정시 산소함량 : 100ml 당 동맥혈 20ml, 정맥혈 14ml(a-vo2 diff)
운동시 : 정맥혈 산소 함량은 극히 적음 혈장용량 운동강도가 증가함에 따라 혈장량 감소 : 모세 혈관 혈압 증가로 인한 수분을 간질내로 밀어냄 활동근 내의 부산물 축적으로 인한 근육내 삼투압 증가 땀의 대부분은 간질액: 혈장 조직속 이동 혈장량 감소에 따라 경기력 감퇴 > 혈액 점성 증가, 산소운반능력 저하

17 혈액 농축 혈액 pH 혈장량 감소 할 때 혈액농축이 일어난다. 이것은 수분의 감소를 의미한다.
혈액농축은 적혈구의 농도를 20-25%증가시키며, Hct를 40-50%증가시킨다. 혈액 pH 혈액의 산성도(pH)는 중강도 이상의 운동에서 크게 변화한다. 중성을 나타내는 pH는 7.0이고, 이 보다 높으면 알칼리성, 낮으면 산성화 된다. 안정시 동맥혈의 pH는 7.4에서 일정하게 유지된다. VO2max 50%까지는 pH 거의 변화 되지 않음 VO2max 50%이상 강도에서부터 젖산 축적으로 인해 산성화 -> 무산소적 대사과정에 크게 의존하여 젖산 생성율 증가로 인한 산성화