장코치 운동생리학 운동 및 심혈관계

1. 운동강도가 올라가면 심박수, 1회 박출량, 그리고 심박출량이 어뗗게 반응하는지 설명하시오.

 심박수 : 운동강도 상승과 비례하여 거의 최대 운동 강도에 도달할 때 까지 증가함. 최대

         운동강도에 도달하면 운동강도가 증가해도 심박수가 정체되는데 이를 ‘최대 심박수’

        라고 한다.

 1회 박출량 : VO2MAX의 약 40-60%사이에 운동까지는 운동 강도에 비례하여 직선적으로

             상승하게 된다. 그 이후에는 일반적으로 정체기가 되어 탈진상태까지 변화하지

             않고 일정하게 유지된다.

심박출량 : 운동 중인 근육의 증가된 혈류량 요구를 충족시키기 위하여 운동강도에 비례하여

          증가한다.

2. 우리는 어떻게 HRmax를 측정할 수 있는가? 대체 가능한 간접 측정 방법은 무엇이 있는가?

 이 간접측정의 주요 제한점은 무엇인가?

 간접측정식을 이용한 방법. (220-나이), 혹은 [208-(0.7*나이)] 공식이 있다.

그러나 개인의 운동수행능력에 따라 달라질 수 있으므로 모두에게 정확한 수치는 아니다.

3. 서 있는 자세에서의 운동 동안에 심장으로 혈액이 돌아오는 두 가지 주요 기전을 설명하시오.

 

4. Fick 이론은 무엇이며, 대사와 심혈관계 기능간의 관계를 이해하는데 있어서 어떻게 이 이론을

 적용할 수 있는가?

 심혈관계 생리학자 Adolph Fick은 조직의 산소소비량은 그 조직으로 가는 혈류량, 그리고

조직에 의해서 혈액으로부터 추출된 산소의 양에 의해 좌우된다는 이론이다.

 VO2 = HR * SV * (a-vO2diff)

혈류량 그리고 동정맥산소차를 이용해 산소소비량을 추산할 수 있다는 것에 의의가 있다.

 *최대운동시 값 구해보기

 ex) 60세 기준, 166 * 120 * 0.16 = 3072 = 약 3L/분

5. Frank-Starling 기전을 설명하시오. 운동 중에 어떻게 작용하는가?

 

 확장말기용량(EDV)가 증가하면 QorCO(Cardiac Output)도 증가한다. 운동강도가 낮을 때 가장 큰

영향을 미치며, 근섬유 차원에서 심근세포가 신장될 수록 더 많은 액틴-마이오신 연결교가 생성

되고, 이는 더 큰 수축력을 발휘한다. 운동을 통해 정맥혈 회귀율이 증가하고 이는 곧 혈액량

증가로 인해 EDV의 증가를 가져오며 곧 CO를 증가시킨다.

6. 혈압이 운동에 어떻게 반응하는가?

 운동강도에 비례하여 수축기 혈압이 증가한다. 그러나 확장기 혈압은 유의하게 증가하거나 혹은

감소할 수 있다. 운동강도의 증가로 인해 심박출량이 증가되고 이로인해 수축기 혈압이 상승

한다. 이 혈압상승은 혈류량 증가를 촉진하는데 도움이 된다.

7. 운동 중에 체온이 과도하게 상승하면 주된 심혈관계의 조절반응은 무엇인가?

 신체열 발산을 위해 피부쪽으로 혈류량이 증가하는데 1)교감 혈관수축 신경섬유, 2)교감 활성

신경섬유가 상호작용을 이룬다.

 운동->심부체온상승->교감 신경에 의한 혈관수축작용 감소->수동적인 혈관확장이 초기에 일어남

->심부 온도 역치점 도달->교감 활성 혈관확장 신경계로 인해 피부혈류량이 급격히 증가

8. 심혈관계 유동(cardiovascular drift)은 무엇인가? 장시간 운동 시에 왜 문제가 될 수 있는가?

 일정한 강도의 장시간 운동, 혹은 고온 환경에서 유산소 운동을 하게되면 1회 박출량이 점차

감소하게 되고 이로인해 심박출량은 유지되지만 동맥혈압은 감소하게 된다.

 체온상승의 여파로 열을 식히기 위해 더 많은 양의 혈액이 피부를 순환하게 되고 심장으로의

환류량은 감소하게 된다.(1) 또 땀을 흘림으로써 혈장량이 약간 감소하고(2) 운동 시 혈장이

모세혈관을 통해 주위 조직 내로 유입되기 때문에 혈액량이 줄어든다.(3)

 (1),(2),(3) 요인들이 결합하여 심실 충만압을 떨어뜨리고 이는 곧 EDV를 감소시키며 CO의

감소를 야기한다. 따라서 심박출량 유지를 위해(CO=SV*HR) 심박수 증가현상이 이뤄진다.

9. 혈액의 주요 기능에 대해서 설명하시오.

 조직에 산소와 영양소를 운반하고 대사 부산물을 제거한다. 체내 PH 및 체온을 유지한다.

10. 운동 강도의 증가에 따라 혈장량과 적혈구에 어떠한 변화가 일어나는가? 고온에서 지속적

   으로 운동하면 어떻게 되는가?

 직립 혹은 운동 시작과 동시에 혈액내 혈장이 간질액 공간 내로 흘러 들어가 혈장량이 즉각

적으로 감소된다. 강도의 증가 혹은 환경적인 조건에 의해 땀을 흘리게 되면 부가적인 혈장량

감소가 이루어진다. 간질액이 줄어들면 삼투압을 증가시켜 혈관 구획바깥에 있는 간질공간으로

더 많은 혈장이 이동하게 된다. 이로인해 세포내액으로부터 수분이 손실되고 심지어 적혈구

에서도 수분이 빠져나가 적혈구의 크기가 작아질 수 있다고 보고된다.

11. 운동 강도의 증가에 따라 폐환기는 어떻게 반응하는가?

 심박수의 예상반응처럼 근 수축 이전에도 이미 호흡의 증가가 일어날 수 있다. 운동강도에 따라

폐환기량은 비례하는데, 저-중 강도 운동에서 환기량은 항정상태에 도달하여 더 이상 증가하지

않지만 고강도 시에는 계속하여 약간 증가된다.

12. 호흡곤란(dyspnea), 과환기(hyperventilation), 발살바 기법(Valsalva maneuver), 환기

   역치(ventilatory threshold)를 정의하시오.

 호흡곤란 : 특히 유산소 체력이 약한 사람에게서 이산화탄소 및 수소이온 농도를 크게 높이는

운동을 할 때 호흡곤란이 일어난다. 근본적인 원인은 혈액의 이산화 탄소 분압과 수소 이온

대한 호흡 조절을 못하기 때문이며 이는 호흡 근육들이 약해서이다. 호흡근육들이 쉽게 피로해져

충분한 호흡을 할 수 없게 되고 이로 인해 항상성유지가 힘들어진다.

과환기 : 운동에 대해 불안감, 혹은 예측행동을 하게 되면 필요량 이상의 환기를 하게 된다.

 과환기를 하게 되면(자/타의적으로) 이산화탄소 분압을 정상치 40mmHg에서 약15mmHg까지

낮출 수 있다. 동맥혈의 이산화탄소 농도가 감소하면 혈액의 PH가 증가되고 이는 환기에 대한

욕구를 감소시킨다.

발살바 기법 : 무거운 부하를 들어 올릴 때와 같이 특정 형태의 운동에서 실행되는 호흡방법.

 성대사이의 입구를 닫고 복근, 횡격막을 강하게 수축하여 복강 내압을 증가시키고 호흡근을 강하게

수축하여 흉곽 내압을 증가시킨다.

 이는 대정맥을 압박하여 정맥환류를 제한한다. 이 기법이 지속되면 심장에 돌아오는 혈액량을

크게 감소시켜 결과적으로 심박출량을 감소시키고 동맥 혈압을 낮게 만든다.

환기역치 : 운동강도가 점차적으로 증가하면, 어느 시점에서부터는 환기량이 산소섭취량과 비례하여

증가하는 경향을 벗어나 급상승하기 시작한다. 이 지점을 환기역치라고 하는데, 보통 VO2max의

55~70%강도에서 나타난다. 이 운동강도에서 젖산염이 더 많이 생성되거나 젖산염 제거율이

떨어지거나 혹은 두가지 요인이 복합적으로 일어난다. 젖산역치지점과 비슷하여 이를 중탄산염

반응에 의한 CO2양의 증가->호흡량의 증가로 보기도 하나 젖산생성이 불가능한 사람을 대상으로

한 실험에서도 환기역치가 존재하여 반론이 제기된다.

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