전부하(preload)는 확장기 말에 심실 벽이 받는 장력, 즉 심실이 혈액으로 얼마나 늘어나 있는지를 나타내는 지표입니다. 심실로 되돌아오는 정맥환류량이 많아질수록 확장기 말 용적이 커지고 심근 섬유는 더 길게 늘어납니다. 이렇게 늘어난 심근 섬유는 수축 시 더 강한 힘을 낼 수 있는데, 이를 프랑크-스탈링 법칙(Frank-Starling law)이라고 합니다. 따라서 전부하가 증가하면
심근 긴장도가 높아지고, 그 결과
심실수축력과 1회 심박동량이 함께 증가합니다. [1][3]
건강한 심장에서는 전부하 증가가 심박출량을 늘리는 정상 생리 반응으로 작용합니다.
[1]의 초록에서도 전부하 예비능(preload reserve)이 동원되면 유효 순환 혈액량이 늘면서 심박출량이 증가한다고 설명합니다.
[3]의 동물 실험에서도 생리식염수 주입으로 전부하를 올렸을 때 좌심실 기능이 어떻게 변하는지 확인하였는데, 이는 전부하와 수축력(inotropy)이 서로 독립적이면서도 심박출량 조절에 함께 관여함을 보여줍니다.
혼동 주의! 전부하와 후부하(afterload)는 서로 다른 개념입니다. 후부하는 심실이 혈액을 내보낼 때 극복해야 하는 저항, 즉 말초혈관저항과 대동맥압에 의해 결정됩니다. 따라서 전부하가 증가한다고 해서 후부하나 말초저항이 직접 증가하는 것은 아닙니다. 보기 1번과 2번은 후부하와 관련된 선택지입니다.
핵심! 심근의 산소 공급은 관상동맥 혈류에 의해 결정됩니다. 전부하 증가는 심근의 산소
요구량을 늘릴 수는 있지만, 산소
공급을 직접 증가시키는 기전은 아닙니다. 보기 3번은 공급과 요구량을 혼동하기 쉬운 선택지입니다.
다만 전부하 증가가 항상 유리한 것만은 아닙니다.
[1]에서 지적하듯, 심부전(heart failure) 상태에서는 전부하가 과도하게 증가하면 오히려 심부전 악화(decompensation)를 유발할 수 있습니다. 심실이 이미 늘어나 있고 수축 기능이 떨어진 상태에서 전부하가 더 늘면 심실 벽 장력이 과도해지고, 결국 폐울혈과 같은 울혈 증상으로 이어질 수 있습니다. 보기 4번의 좌심실 확장과 울혈심부전은 전부하 증가의
결과라기보다, 전부하 조절이 실패하거나 심부전이 이미 진행된 상황에서 나타나는 병태생리입니다. 정상 심장에서의 전부하 증가는 일차적으로 수축력과 1회 심박동량을 높이는 생리 반응입니다.
[2]의 연구는 좌심실 수축 기능이 저하된 환자에서 운동 시 1회 심박동량이 늘어나지 않는 이유로 전부하 예비능 부족을 제시합니다. 이는 전부하가 1회 심박동량을 결정하는 중요한 변수임을 임상적으로 뒷받침합니다. 건강한 심장이든 기능이 저하된 심장이든, 전부하와 1회 심박동량 사이에는 밀접한 관계가 있다는 점을 기억해야 합니다.
참고 문헌 (논문 출처)
- [1]
Preload Reduction Therapies in Heart Failure.일반논문Khan MS, Paracha AA, Biegus J, Espriella R, Núñez J, Santos-Gallego CG (2024) · DOI: 10.1016/j.hfc.2023.05.004
- [2]
Influence of preload reserve on stroke volume response to exercise in patients with left ventricular systolic dysfunction: a Doppler echocardiographic study.일반논문Dahan M, Aubry N, Baleynaud S, Ferreira B, Yu J, Gourgon R (1995) · DOI: 10.1016/0735-1097(94)00449-Z
- [3]
Role of preload and inotropy in stroke volume regulation at constant heart rate.일반논문Ilebekk A, Kiil F (1979) · DOI: 10.3109/00365517909104941