[생리학] 14. 심박출량, 혈류, 혈압 (1) 심박출량

14. 심박출량, 혈류, 혈압

 

14.1 심박출량

심박출량(cardiac output)은 심장이 분당 추출하는 혈액의 양을 의미합니다. 이는 심장의 수축력과 심박수에 따라 결정됩니다. 심박출량은 분당 밀리리터(mL) 단위로 표시되며, 일반적으로 정상적인 성인에서는 약 4.5~5.5L 정도입니다.

 

 

심박출량은 심장의 두 개의 심실인 좌심실과 우심실이 혈액을 추출하여 체류 중인 혈액을 몸 전체로 밀어내는 양을 나타냅니다. 심장 수축력은 심실의 수축과 이완에 의해 혈액이 밀려나가는 힘을 말하며, 심박수는 심장이 분당에 수축하는 횟수를 의미합니다. 따라서 심박출량은 심장 수축력과 심박수의 곱으로 계산됩니다.

심박출량은 중요한 생리학적 지표로서 심장의 기능과 혈액 공급 상태를 평가하는 데 사용됩니다. 일반적으로 심박출량이 적절한 범위에 유지되면, 조직과 장기들은 충분한 혈액과 산소를 공급받을 수 있습니다. 하지만 심박출량이 낮아지거나 과도하게 증가하면, 혈액 공급에 문제가 발생할 수 있습니다.

심박출량은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 일반적으로 심장 수축력은 심실의 근육 상태와 심장 벽의 두께에 따라 결정되며, 심박수는 자율 신경계와 호르몬의 조절을 받습니다. 신체의 상황에 따라 심박출량은 변동할 수 있으며, 예를 들어 운동 시에는 심박출량이 증가하여 근육들에 산소와 영양분을 공급합니다.

심박출량은 심장 질환 및 기타 의료 상황의 평가에 중요한 역할을 합니다. 심박출량은 주로 의료 기기를 사용하여 간접적으로 측정되며, 심장 초음파, 폐쇄된 소아 학식, 산소 사용량 측정 등 다양한 방법으로 평가됩니다.

 

(1) 심박수(heart rate)의 조절

심장 박동은 자율 신경계와 호르몬에 의해 조절됩니다. 심장 박동은 기본적으로 신경 조절에 의해 발생하지만, 일부 호르몬도 심장 박동에 영향을 줄 수 있습니다.

자율 신경계는 심장 박동을 조절하는 주요한 요소입니다. 이 신경계는 교감 신경과 부교감 신경으로 구성되어 있으며, 심장의 자동 신호 생성 기능을 조절하고 심장 수축과 이완을 조절합니다.

교감 신경은 심장의 활동을 증가시키고, 심장 박동을 증가시키는 역할을 합니다. 이 신경은 주로 스트레스 상황이나 활동 중에 활성화되며, 심장의 수축력을 증가시키고 심장 박동을 빠르게 만듭니다.

반면에 부교감 신경은 심장의 활동을 감소시키고, 심장 박동을 감소시키는 역할을 합니다. 이 신경은 주로 안정 상태나 휴식 중에 활성화되며, 심장의 수축력을 감소시키고 심장 박동을 느리게 만듭니다.

호르몬도 심장 박동을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 가장 중요한 호르몬은 에피네프린과 노르에피네프린입니다. 이 호르몬들은 심장의 수축을 증가시키고 심장 박동을 빠르게 만듭니다. 호르몬의 분비는 신체의 상황과 요구에 따라 변동할 수 있으며, 스트레스 상황이나 신체 운동 시에 분비가 증가할 수 있습니다.

심장 박동은 신체의 필요에 따라 조절됩니다. 예를 들어, 운동 중에는 심장 박동이 증가하여 근육에 산소와 영양분을 공급합니다. 휴식 상태에서는 심장 박동이 감소하여 에너지 소비를 절약합니다.

심장 박동은 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이에는 스트레스, 운동, 온도 변화, 호르몬 수준, 신체의 전반적인 상태 등이 포함됩니다.

 

(2) 일회박출량(stroke volume)의 조절

일회박출량은 심장이 1회 수축 당 추출하는 혈액량입니다. 이는 심장의 수축과 이완 단계에서 변화할 수 있으며, 다양한 요인에 의해 조절됩니다.

일회박출량은 전기적인 신호, 전압, 그리고 혈압의 세 가지 주요 요소에 의해 결정됩니다. 이러한 요소들은 심장 내의 근육 섬유들을 자극하여 심장 수축을 유발하고, 이완을 통해 혈액을 펌핑하는 과정에 영향을 줍니다.

심장 내의 전기적인 신호는 심장의 자동 신호 생성 기능에 의해 조절됩니다. 이 신호는 심장의 전기 시스템에 의해 생성되며, 정상적인 심장 리듬을 유지하고 심장 수축을 조절합니다. 만약 심장 리듬이 이상하거나 비정상적이면, 일회박출량은 영향을 받을 수 있습니다.

또한, 전압 변화도 일회박출량에 영향을 줄 수 있습니다. 전압은 심장의 수축과 이완 단계에서 생성되는 압력을 의미합니다. 압력 변화는 심장의 용적을 조절하고 혈액을 적절하게 추출하여 일회박출량을 조절합니다.

마지막으로, 혈압은 심장 및 혈관 내에서의 압력을 나타냅니다. 혈압은 심장 수축 시 최고점인 수축기 혈압과 심장 이완 시 최저점인 이완기 혈압으로 나뉩니다. 이러한 혈압 변화는 심장의 수축력과 혈관의 저항에 영향을 줌으로써 일회박출량을 조절합니다.

일회박출량은 심장과 혈관의 상태에 따라 변화할 수 있습니다. 예를 들어, 심장의 수축력이 증가하거나 혈관의 저항이 감소하면 일회박출량은 증가할 수 있습니다. 반대로, 심장의 수축력이 감소하거나 혈관의 저항이 증가하면 일회박출량은 감소할 수 있습니다.

의료진은 심장의 기능을 평가하고 필요한 경우 일회박출량을 측정하여 심장의 상태를 평가할 수 있습니다. 또한, 혈압 및 심전도 등의 모니터링을 통해 심장 활동을 평가하고 이상이 있는 경우 적절한 치료를 시행할 수 있습니다.

 

(3) 정맥환류(venous return)

정맥환류는 혈액이 정맥을 경유하여 심장으로 돌아오는 과정을 의미합니다. 심장으로 돌아가는 혈액의 양과 속도는 심장의 정상적인 작동과 전신 혈압 조절에 중요한 역할을 하고, 다음과 같은 여러 요소에 의해 조절됩니다.

① 정맥 혈관의 압력차 : 정맥 혈관은 심장에서 멀리 떨어져 있기 때문에 혈액을 심장으로 다시 보내려면 혈관 사이의 압력차가 필요합니다. 이 압력차는 정맥 혈관 내의 압력과 주변 조직의 압력 사이의 차이로 생성됩니다. 혈관 내부의 압력이 낮고 주변 조직의 압력이 높을수록 정맥 혈관에서 심장으로 향하는 혈액의 양과 속도가 증가합니다.

② 근육 수축 : 주변 조직의 근육 수축은 정맥환류를 증가시킵니다. 근육 수축으로 인해 주변 정맥 혈관이 압력이 증가하고 혈액이 심장으로 밀려나가게 됩니다. 이러한 현상은 운동 시 근육의 활동이 증가하거나 긴장 상태에 있을 때 발생할 수 있습니다.

③ 호흡 운동 : 호흡 운동도 정맥환류에 영향을 줍니다. 호흡 운동 중에는 흉부의 압력 변화로 인해 가슴 내의 혈액이 압력차를 만들어 심장으로 돌아갑니다. 특히 흉부의 확장은 이완 단계에서 심장에 더 많은 혈액이 유입되는 것을 도와줍니다.

심장으로 돌아가는 정맥환류는 전신 혈액순환의 원활한 진행을 위해 중요합니다. 충분한 정맥환류는 심장에 충분한 혈액을 공급하여 심장의 정상적인 작동을 유지하고 조절된 혈압을 유지하는 데 중요합니다. 정맥환류의 부족은 심장의 혈액 공급량을 저하시키고 혈압을 감소시킬 수 있으며, 이는 심장 기능의 저하와 관련된 여러 문제를 일으킬 수 있습니다.