1. 심폐기능에 미치는 효과

(1)

(2)

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1. 심폐기능에 미치는 효과

1) 안정시 심박수 감소, 최대심박수 증가

• 안정시 심박수: 보통 60-80회/분

• 서맥: 안정시 심박수 60회/분 이하

(규칙적 운동없이)

• 빈맥: 안정시 심박수 100회/분 이상

(4)

• 안정시 심박수가 낮은 이유는 평소 심장의 부담 이 적고 운동에 대한 예비력이 크기 때문에 유리.

• 안정시 심박수가 높게 되면 심장의 부담이 크고 쉽게 한계치에 도달.

운동에 대한 예비력이 떨어짐.

(5)

피검자 A

안정시 심박수: 60회/분 최대심박수: 200회/분

피검자 B

안정시 심박수: 80회/분 최대심박수: 190회/분

두사람이 정답게 손을 잡고 100M 를 뛰어갔다.

1. 심박수 변화 결과는?

2. 이유는?

(6)

•

A의 여유 심박수는 140회/분

•

B의 여유 심박수는 110회/분

•

따라서 B가 최대 심박수에 도달할 가능성

이 크다.

(7)

2) 심장의 용적이 커져 박출량 증가

• 심박출량(cardiac output): CO

• 심장이 수축작용에 의해 1분 동안 박출되는 양

• 4∼6L(안정시), 운동시(30L)

• CO=HR×SV

• 운동강도 설정에 이용될 수도 있음(간접적)

(8)

심장이 1회 수축하면서 내뿜는 혈액량

여자: 50∼70ml 남자: 70∼90ml

운동시: 20∼30ml증가

1회 박출량(stroke volume): SV

(9)

•

규칙적인 운동으로 1회 박출량이 커지면 심 한 활동 중에도 심박수의 큰 증가 없이 활동 근육에 혈액을 충분히 공급할 수 있으므로 심 장의 부담을 줄이고 건강을 유지.

•

심박출량이 증가하여 안정시 심박수가 1분에

10회 감소하면 하루에 14,400회의 심박수를

단축.

(10)

3) 산소 섭취능력 향상

• 많은 에너지를 지속적으로 생성하기 위하여는 공기 중에 산소를 활동 근육에 끊임없이 공급.

• 안정시 에너지 소모가 적은 양으로 산소 공급이 충분.

• 운동중 에너지 요구량이 증가함에 따라 많은 양

의 산소공급이 신속하게 이루어져야 함.

(11)

• 따라서 산소섭취량이 큰다는 것은 많은 에 너지를 만들 수 있다.

• 산소섭취량(maximum oxygen uptake)

• V^O₂(단위: ml/kg/min)

• 일반성인: 30-40ml

• 60대: 30ml

• 운동선수: 50-60ml

• 황영조 선수: 80ml

∙

(12)

• 산소 섭취 능력이 우수하다는 것은?

•

혈관 발달

•

혈액의 산소운반능력 우수

•

근육에서의 산소 추출 능력 및 폐포 가스 교환능력 우수.

•

순환기 질환의 위험 감소.

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운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

• 심장기능의 강화

심박출량

(cardiac output)

1회 박출량

(stroke volume)

증가 심박수

(heart rate)

감소

요인 일반인 단련자

심박출량 (L/min) 안정시 최대치

1회 박출량 (mL) 안정시 최대치 심박수 (beats/min) 안정시 최대치

5.0 22.8

70 120

70 190

4.5 38.0

90 200

50 190

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• 최대산소섭취량의 증가

- 유산소성 운동 능력과 호흡순환계의 기능을 평가할 수 있 는 대표적인 지표

- 운동시 증가되는 에너지를 공급하기 위해 필연적으로 산소 소비량이 늘어남 (운동 강도에 비례)

- 일정한 시점에 도달하면 운동 강도가 더 높아지더라도 산 소소비량은 더 이상 증가하지 못하고 이에 따라 운동을 중단 해야 함  최대산소섭취량 (유산소성 운동능력의 한계)

- 규칙적인 훈련으로 약 5~25%의 증가를 보임.

운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

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• 산소섭취량 = 1회 박출량 x 심박수 x ( 동맥혈 산소 함량 - 정맥혈 산소 함량 )

- 1회 박출량을 크게한다.

- 심박수를 증가시킨다.

- 동맥혈 산소 함량을 높게 한다.

- 정맥혈 산소 함량을 낮게 한다.

• 동맥혈 산소 함량은 주로 폐기능에 의존함  분당 환기량, 폐포의 가스 확산 능력, 적혈구와 헤모글로 빈의 적정한 농도

운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

(16)

• 정맥혈 산소 함량은 다음의 3가지 요인에 의해 결정됨.

① 동맥혈로부터 운반된 산소가 근조직으로 확산되는 속도

 근세포로의 산소 확산 속도는 근 모세혈관의 밀도와 myoglobin 농도에 비례.

 규칙적 운동은 근모세혈관의 밀도와 myoglobin의 농도를 증가.

운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

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② 운동에 참여하는 근육군으로 배분되는 혈류량

 운동 중에는 활동근으로 향하는 혈관이 확장되고 비 활동근이나 내장기관 등으로 통하는 혈관이 수축되어 혈관 운동 조절 작용이 원활해야 함.

 산소를 많이 필요로 하는 조직에 혈액을 많이 보낼 수 있음.

 혈관 운동 조절기능은 자율신경계와 홀몬 작용에 의해 조절되며 훈련된 사람들에서 혈관 운동 조절 작용이 우수.

운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

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③근육 세포내의 산소 사용 능력

 근육의 산소 사용 능력이 높아지려면 근육 세포내 mitochondria의 밀도와 유산소성 효소의 활성도가 높

아야 함.

 유산소성 훈련은 mitochondria의 크기 및 수

를 증가시키며 유산소성 효소의 활성도도 향상시킴.

(19)

• 최대산소섭취량의 증가가 갖는 의미

- 폐의 가스 교환 능력의 증가: 환기량, 확산능력 - 심장의 기능: 심박수, 1회박출량, 심박출량

- 근의 산소 이용 능력: 모세혈관의 밀도, mitochondria의 크 기 및 수적 증가, 효소 활성도의 향상, myoglobin 함량의 증 가.

운동이 심장 기능과 최대산소섭취량에 미치는 영향

(20)

- 혈관 및 혈액: 혈관 운동 조절 능력, hemoglobin 농도의 증가.

이러한 기관들은 사람이 활동하고 생존하는데 필수적인 역할을 담당.

 이들 기관들의 기능저하는 곧 생존 능력의 저하.

(21)

2. 근육계에 미치는 효과

1) 근력과 지구력이 증진

• 근력은 근면적에 비례. 결국 근육이 발달된 사람은 근력발휘량이 우수.

• 근육의 발달은 반복적인 근수축에 의한 적응 현상.

• 근섬유의 크기가 커지는 근비대

(hypertrophy)

(22)

• 근육의 발달은 결국

•

일상생활 중 피로를 덜 느끼게 될것이다.

•

더 많은 스포츠에 참여할 수 있는 기회.

근력트레이닝에 따른 하지근육 발달 Sokeii.,(2006).

(23)

magnetic resonance image of a cross section area of a 25-year-old man's thigh (LEFT,) Sokeii., (2006).

before after

(24)

2) 마이오글로빈 함량 증가

마이오글로빈(myoglobin):

•

근육내 산소를 저장하는 화합물.

•

마이오글로빈 한분자당 한 개의 산소결합.

•

헤모글로빈은 4개이 산소분자와 결합.

산소분자

(25)

• 근육세포내 미토콘드리아에게 산소 운반.

• 규칙적인 운동은 마이오글로빈 함량을 증 가.

• 운동중 근육세포에 원활한 산소 공급.

(26)

3) 근육의 에너지 이용 능력 향상

• 활동 중 필요한 에너지는 근육에서 생성.

• 에너지 생성은 산소소비능력과 탄수화물과 지방 을 연료로 이용하는 능력에 좌우.

에너지 소비 전 에너지 소비 후

운동에 의한