심박출량과 심장 조절
쉽게 말하면
심박출량은 심장이 1분에 내보내는 피의 양이에요. 1분에 몇 번 뛰는지(심박수)와 한 번에 얼마나 짜내는지(1회박출량)를 곱해서 구해요. 운동을 꾸준히 한 심장은 한 번에 많이 짜내서, 같은 일을 하면서도 덜 자주 뛰어요.
시험용 정의
심박출량(Q)은 심장이 1분 동안 내보내는 혈액량으로 심박수(HR) × 1회박출량(SV)이다. 안정 시 약 5 L/분이고, 최대 운동 때 비훈련자 약 20 L/분, 지구성 선수는 35 L/분 이상까지 오른다. 1회박출량은 이완기말 용적(EDV) − 수축기말 용적(ESV)이며, 박출률(EF) = SV / EDV(정상 약 55~70%)이다.
비유로 이해하기
심장은 펌프다. 1분에 퍼내는 물의 양은 '펌프질 횟수(심박수) × 한 번에 퍼내는 양(1회박출량)'이다. 훈련된 심장은 한 번에 많이 퍼내서 적게 움직여도 된다.
자세히
먼저 알아 둘 말
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| 심방·심실 | 심장의 네 방. 위쪽 두 방(심방)은 혈액을 받고, 아래쪽 두 방(심실)이 혈액을 밀어낸다. 좌심실이 온몸으로 피를 보낸다 |
| 수축기·이완기 | 심실이 수축해 피를 내보내는 시기가 수축기, 이완해 피를 채우는 시기가 이완기다 |
| EDV·ESV | 이완기말 용적(EDV)은 채우기가 끝났을 때 심실에 든 혈액량, 수축기말 용적(ESV)은 짜낸 뒤 남은 혈액량. 그 차이가 한 번에 내보낸 양(1회박출량)이다 |
| 정맥 환류 | 온몸을 돈 혈액이 정맥을 타고 심장으로 돌아오는 것. 많이 돌아올수록 심실이 많이 채워진다 |
| 동방결절 | 우심방 벽에 있는 심장의 박동 조율기(페이스메이커). 여기서 전기 신호가 시작되어 전도계를 따라 퍼지며 심장이 뛴다 |
1회박출량을 정하는 세 가지
| 요인 | 뜻 | SV를 늘리는 방향 |
|---|---|---|
| 전부하(preload) | 심실에 채워진 혈액량(EDV). 정맥 환류가 좌우 | 정맥 환류 증가 → EDV 증가 |
| 수축력 | 심근이 짜내는 힘. 교감신경·에피네프린이 높임 | 교감 자극 증가 → ESV 감소 |
| 후부하(afterload) | 심실이 이겨 내야 하는 동맥 압력 | 후부하 감소 |
프랭크-스탈링 법칙
심실에 혈액이 많이 들어와 심근이 더 늘어나면 더 강하게 수축한다. 운동 중 근육 펌프·호흡 펌프·정맥 수축으로 정맥 환류가 늘면 EDV가 커지고 SV가 오른다.
운동 중 변화
- 심박수: 강도에 비례해 거의 직선으로 오른다(최대심박수까지)
- 1회박출량: 비훈련자는 최대의 약 40~60% 강도에서 고원에 이른다. 훈련자는 더 높은 강도까지 계속 오르기도 한다
- 따라서 고강도에서 심박출량 증가는 주로 심박수가 담당한다
- 심박수 조절: 교감신경 ↑, 부교감(미주)신경 ↓. 심장 전도는 동방결절 → 방실결절 → 히스속 → 좌우 각 → 푸르키네 섬유
훈련 후 적응
지구력 훈련 → 좌심실 용적 증가, 혈장량 증가 → 안정 시·최대하 운동 시 SV 증가, 심박수 감소, 최대 심박출량 증가. 최대심박수는 거의 변하지 않는다(나이에 따라 감소).
시험에 이렇게 나와요
- Q = HR × SV, 박출률 = SV ÷ EDV
- 프랭크-스탈링 법칙: 정맥 환류↑ → 이완기말 용적↑ → 1회 박출량↑
- 훈련 후 안정 시·최대하 심박수는 낮아지고 최대심박수는 변하지 않거나 약간 낮아진다
- 심장 전도: 동방결절 → 방실결절 → 히스속 → 푸르키녜 섬유
출제기준·표준 교재 기반
확인 문제
Q1. 심박수 120회/분, 1회박출량 100 mL이면 심박출량은?
- 1.2 L/분
- 22 L/분
- 12 L/분
- 120 L/분
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3번 12 L/분
심박출량(Q) = 심박수 × 1회박출량 = 120 × 100 mL = 12,000 mL = 12 L/분.
Q2. EDV 120 mL, ESV 50 mL일 때 박출률은 약 몇 %인가?
- 58%
- 42%
- 85%
- 70%
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1번 58%
SV = 70 mL, EF = 70/120 ≈ 58%.
Q3. 심장의 정상 박동을 시작하는 부위는?
- 히스속
- 동방결절
- 푸르키네 섬유
- 방실결절
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2번 동방결절
동방결절(SA node)이 페이스메이커.
Q4. 지구력 훈련 후 안정 시 변화로 옳은 것은?
- 최대심박수 크게 증가
- 심박수 증가, SV 감소
- 심박수 감소, SV 증가
- 둘 다 증가
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3번 심박수 감소, SV 증가
서맥과 1회박출량 증가가 대표 적응.
헷갈리기 쉬운 O·X
비훈련자의 1회박출량은 최대 운동까지 계속 직선으로 증가한다.
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X 약 40~60% 강도에서 고원에 이른다.
정맥 환류가 늘면 프랭크-스탈링 기전으로 1회박출량이 늘어난다.
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O EDV 증가 → 심근이 더 늘어나 더 강하게 수축.
지구력 훈련을 하면 최대심박수가 크게 높아진다.
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X 최대심박수는 거의 변하지 않거나 약간 낮아진다.