순환과 운동
순환계의 구조와 기능
인체는 물질대사에 필요한 영양분과 산소를 공급하고 대사산물인 CO2와 노폐물을 폐와 신장을 통하여 체 외로 배설시키는 작용을 한다. – 순환계
순환계는 혈액의 순환을 맡는 심혈관계와 림프의 순 환을 맡는 림프계로 나누어진다.
심장은 흉곽 중앙에 위치하여 정중에서 약간 좌측으 로 기울어져 있으며, 크기는 자신의 주먹정도.
심장의 내부는 4개의 방, 즉 두 개의 심방과 두 개의 심실로 나누어져 있다.
두 심방 사이는 심방중격, 두 심실 사이는 심실중격에 의해 완전히 막혀 있다.
심장의 판막
혈류의 역류를 방지하기 위하여 심장은 4개의 판막 을 가지고 있다.
삼천판, 이첨판, 대동맥 반월판, 폐동맥 반월판
판막의 개폐운동은 크게 두 단계로 나누는데, 심방 과 심실로혈액이 들어오는 단계인 확장기와 심실에 들어온 혈액을 신체 각 부위와 허파로 뿜어내는 단 계인 수축기가 있다.
체순환과 폐순환
폐순환 : 우심실 폐 좌심방
우심실에서 시작하여 폐를 경유한 후 좌심방으로 연결
체순환: 좌심실 온몸 우심방
좌심실에서 시작하여 전신을 경유한 후 우심방으 로 연결.
혈관
동맥 – 심장에서 조직으로 혈액을 수송하는 역할을 하는 관
세 개의 층으로 되어 있다. – 바깥쪽은 섬유성으로 된 질긴 막인 외 막, 가운데는 중막, 안쪽은 내막
동맥은 수축기의 압력을 견디기 위하여 중막층이 발달되어 정맥보 다 두꺼우며, 탄력성과 신전성이 좋다.
정맥 – 조직에서 심장으로 혈액을 수송하는 역할을 하
는 관으로서, 두께는 동맥보다 얇으나 3층으로 되어 있다.
정맥계는 압력이 낮기 때문에 중막의 주성분인 평활근섬유가 덜 발 달되어 있다.
정맥은 혈액량이 줄어들면 주위의 조직압이 작용하여 쉽게 위축되 며, 정맥판막이 있어 정맥순환의 역류를 돕는다.
모세혈관 – 내피세포만으로 된 내막만을 갖고 있어 대단히 얇다.
혈액중에서 단백질과 적혈구를 제외한 모든 액체성분을 확산과 여 과에 의하여 손쉽게 모세혈관벽을 통과시킨다.
모세혈관은 조직에서 필요로 하는 모든 산소나 영양물질들을 충분 하게 공급하고, 조직에서 대사산물로 형성된 불필요한 노폐물질을 모세혈관 내로 이동시킨다.
심장의 수축∙이완기전
심장은 수축과 이완을 반복하면서 전신에 혈액을 공 급한다.
심장의 수축은 동방결절에서 발생된 충격을 방실결절, 좌우심방, 퍼킨제 섬유로 확산되며 이루어진다.
심장의 수축단계를 수축기라 하며, 이완단계를 이완 기라고 한다.
심방이 수축하면 심방의 혈액이 심실로 이동한다.
심실로 혈액이 이동하면 심실은 수축하여 혈액을 폐 와 온몸으로 보낸다.
우심방이 이완되었을 때 대정맥으로부터 혈액이 들어 오며, 점차 우심방의 압력이 상승한다.
우심방이 수축하면 우방실판막이 열려 혈액이 우심실 로 이동하게 된다.
심장의 수축과 이완기전
우심실이 수축하면 폐동맥판이 열려 혈액은 폐로 박 출되고 다시 좌심방으로 돌아오게 된다.
좌심방이 이완하면 폐정맥에서 혈액이 들어오고 좌심 방의 압력이 상승하게 된다.
좌심실에 혈액이 차면 좌심실이 수축하여 온 몸으로 혈액을 방출하게 된다.
심방수축은 심실이 이완할 때 이루어지며, 심실수축 은 심방이 이완할 때 이루어진다.
심장의 전도체계
심장은 고유의 수축리듬을 가지고 있다.
리듬은 우심방 뒷벽에 위치한 동방결절(SA node)이 라는 박동조절기에서 비롯된다.
동방결절에서 나오는 충격은 심방을 통해 심장 전체 로 확산된다.
심방이 먼저 수축하여 혈액을 심실로 뿜게 되며, 전기 적 충격은 우심방과 우심실이 접한 부위 방실결절(AV node)로 확산된다.
방실결절은 히스다발(bundle of His)과 퍼킨제섬유라 는 전도조직과 연결되어 심실 전체로 전기적 충격이 빠르게 확산된다.
심전도(electrocardiograph: ECG)
심전도란 심장에서 일어나는 전기적 활동을 피부 표 면에서 유도해낸 것을 말한다.
동방결절에서 발생한 흥분이 심방 전체로 확산되기까 지 심전도의 파형은 P, Q, R, S, T로 불린다.
P파: 동방결절에서 발생한 전기적 흥분이 심방근 전 체로 확산되면서 만들어진다. P파가 시작된 후 곧바 로 심방의 수축이 일어난다.
P-Q 간격: 방실결절에 도달한 흥분이 심실로 전도되 기까지 시간적인 지연이 나타남을 의미한다.
QRS파: 심실근 전체로 흥분이 확산되는 현상을 나타 내며, 시작된 후 0.01초 후에 심실의 수축이 일어난다.
T파: 심실의 재분극을 나타내며, 심실이완기 동안에 나타난다.
심박수와 심박출량
동방결절이 역치에 도달하게 되면 활동전압은 심장으 로 퍼지기 시작하여 심장을 수축하도록한다.
분당 60~80회 정도로 안정시 평균심박수
심박수는 운동강도에 비례해서 증가한다.
심박수의 증가는 주로 교감신경의 영향을 받아 분비 도는 호르몬인 에피네프린과 노르에피네프린에 의해 증가되며, 심박수의 감소는 부교감신경의 영향을 받 는 아세틸콜린에 의해서 이루어진다.
운동 중의 심박수의 증가는 교감신경의 항진에 의해 서 이루어지기도 하나, 주로 부교감신경, 즉 미주신경 의 긴장감소로 일어난다. 이외에도 체온상승, 혈액 내 산소압의 감소 및 탄산가스압의 증가, 혈액 pH감소 및 젖산증가, 그리고 환경변화 등에 영향을 받는다.
심박수와 심박출량
장거리 훈련을 통해 안정시 심박수가 점차 감소하게 된다.
심박출량은 심장수축에 의해 1분간 펌프 되는 혈액량 이라고 정의될 수 있다.
심박출량은 심박수와 1회 박출량에 의해 결정된다.
혈압과 혈류의 변화
유산소적 지구성 활동 중 활동근육은 휴식시에 비해 10~20배의 속도로 산소를 소비하게 된다.
산소수요량을 충족시키기 위해서 심박출량이 증가될 뿐만 아니라 활동근을의 혈류량 역시 증가되어야 한 다.
최대운동시 혈류재분배가 이루어져 활동근의 전체 혈 액량의 85~90% 정도를 분배받게 된다.
혈압의 변화
심실수축시 혈액이 대동맥으로 뿜어질 때 혈압은 최 대로 나타나고(수축기 혈압), 심실이 이완되면 압력은 최저로 된다(이완기 혈압)
모세혈관에서는 압력의 차가 적고 거의 동일한 수준 에 있게 되는데, 그 이유는 동맥혈관의 탄력성 때문이 다(동맥은 심실수축시에 확장되고, 심실이완시에 수 축되어 모세혈관으로 보내는 혈압을 일정하게 하는데 도움을 줌)
휴식시 성인의 평균 수축기혈압과 이완기혈압은 120mmHg와 80mmHg이므로 평균동맥혈압은 약 96mmHg 정도가 된다.
혈류에 대한 저항은 혈액과 혈관벽 사이의 마찰에 의 해 생겨난다.
운동과 혈액
혈액은 혈장(plasma)과 세포(cell)의 두 가지의 기본 성분으로 구성되어 있다.
혈장은 수 많은 이온, 단백질, 호르몬을 포함한다.
세포는 적혈구 세포, 혈소판, 그리고 백혈구세포로 구 분할 수 있다.
적혈구는 산소를 수송할 때 사용되는 헤모글로빈을 포함하고 있다.
혈소판은 혈액응고 시 중요한 역할을 수행한다.
백혈구는 감염방지에 주요한 역할을 한다.
혈액은 물보다 점성이 몇배가 강하며, 이는 혈액순환 을 어렵게 만든다.
적혈구는 뼈의 적색골수에서 조혈세포에 의해 만들어 진다.
안정시 순환계의 변화
지구성 운동종목 선수는 심장 용적이 크고, 비지구성 운동종목 선수는 심실벽이 두껍다.
훈련의 결과 안정시 운동성서맥은 장기간 강도 있는 훈련에 달려 있다.- 트레이닝으로 인한 안정시의 운 동성 서맥은 주로 부교감신경의 억제작용에 의한 것
지구성 운동종목 선수들에게 1회박출량이 증가
훈련에 의해서 총혈액량과 헤모글로빈량이 증가한다.
최대하 운동 중의 순환계 변화
트레이닝에 의해 안정시와 최대하 운동 중의 1회박출 량이 모두 증가한다.
훈련 후의 최대하 운동부하시에 심박수가 감소하는 것이다.
훈련 후 최대하 운동 중의 순환계 변화는 산소섭취량 이 변하지 않거나 다소 감소, 즉, 젖산생성량이 감소 하고, 심박출량이 변화없거나 약간 감소하고, 1회박출 량도 증가하고 심박수가 감소하며 운동근육의 kg당 혈류가 감소한다.
최대운동 중의 순환계 변화
최대심박출량은 고도로 훈련된 지구성 운동종목 선수 에게서 높게나타난다.
최대심박수가 훈련 후에 조금 감소하거나 변하지 않 기 때문에 훈련 후의 심박출량의 증가는 주로 1회 박 출량의 증가에 의한다.
훈련의 결과로 얻어지는 최대 1회박출량의 증가는 심 장비대와 심근섬유의 수축력 증가와 관계가 있다.
훈련에 의해 감소된 심박수는 심장비대로 인한 심장 용적의 증가와 교감신경충격 감소의 2가지 요소와 관 계가 깊다.
최대유산소능력의 향상
최대산소섭취량 증가, 젖산생성량의 증가, 1회 박출량 의 증가, 심박수의 변화 없거나 약간 감소, 활동근육 1kg당 근혈류량의 무변화
림프계
림프계의 주요한 기능
조직 내 체액균형의 유지를 돕는다.
림프계는 소화관으로부터 지방과 다른 물질을 흡수한다.
림프계는 인체의 방어시스템의 역할을 수행한다.
림프계는 심혈관계와는 달리 조직으로부터 체액을 운 반해 나가기만 하며, 들어오지 않는다.
림프관은 정맥과 마찬가지로 한 방향으로만 열리는 벨브를 가지고 있어 림프액의 역류를 방지한다.
림프절은 작고 둥근 형태로 여러 림프관에 분포되어 있는데, 대부분의 림프액은 혈액으로 들어가기 전에 적어도 한번 림프절을 통과한다.
문제
1. 폐순환과 체순환에 대해 적으시오.
2. 심장의 자극은 어떻게 전도되는가?
3. ECG에 대해 적으시오.
4. 혈액은 어떻게 구성되어 있는가?
5. 지구성 운동종목 선수에게 있어서 안정시 순환계에 는 어떠한 변화가 있는가?
6. 지구성 운동종목 선수에게 있어서 최대하 운동시, 최 대 운동 중 순환계에는 어떠한 변화가 있는가?
7. 림프계의 기능에는 어떤 것이 있는가?
