핵심 해설
이 문제는
운동 생리학(Exercise Physiology)에서
심박출량(Cardiac Output)의 결정 요인을 묻고 있어요. 심박출량(CO)은 일회박출량(SV)과 심박수(HR)의 곱(CO = SV × HR)으로 결정되며, 운동 시에는 증가된 산소 요구량을 충족시키기 위해 심박출량이 증가합니다.
핵심! 이때 자율신경계(Autonomic Nervous System)의 교감신경(Sympathetic Nerve) 활성화가 중요한 역할을 해요.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답은 2번 '혈관수축의 증가'입니다. 운동을 시작하면 교감신경이 활성화되어 심장근육(Myocardium)의 수축력을 강화하고, 비활동 근육 및 내장 기관으로 가는 혈관은 수축시킵니다. 이 혈관수축(Vasoconstriction)은 정맥 환류량(Venous Return)을 증가시켜
프랑크-스탈링 법칙(Frank-Starling Law)에 따라 심장의 일회박출량을 늘리는 기전으로 작용해요. 즉, 혈관수축은 말초에서 심장으로 돌아오는 혈액량을 늘려 최종적으로 심박출량 증가에 기여합니다.
안정 시 CO: 약 5L/min → 최대 운동 시 CO: 20~25L/min
오답 분석 (Distractor Analysis)
① '심박수의 감소': 운동 시 심박출량을 늘리기 위해서는 심박수(HR)가 증가해야 합니다. 심박수 감소는 심박출량 감소로 이어지므로 틀렸어요.
혼동 주의! 지구력 훈련을 오래 한 선수는 안정 시 서맥(Bradycardia)이 나타나지만, 단일 유산소 운동 적용 중에는 심박수가 반드시 증가합니다.
③ '일회박출량 감소': 일회박출량(SV)은 심박출량을 결정하는 핵심 요소이므로, 운동 시 증가하는 것이 정상 생리 반응입니다.
④ '심장근육 수축성 감소': 교감신경 자극은 심근의 수축성(Contractility)을 증가시킵니다. 수축성 감소는 심부전(Heart Failure)과 같은 병리적 상태에서 나타나요.
⑤ '총 말초혈관 저항의 증가': 운동 중에는 활동 근육에 혈액을 원활히 공급하기 위해 근육 내 혈관이 확장되고, 결과적으로 총 말초혈관 저항(Total Peripheral Resistance, TPR)은 감소합니다. TPR 증가는 심장에 가해지는 후부하(Afterload)를 높여 심박출량을 오히려 감소시키는 요인이에요.
개념 정리
심박출량 증가의 주요 기전 (운동 시)
| 기전 | 작용 | 결과 |
|---|
| 심박수 증가 | 동방결절 자극 빈도 증가 | CO 증가 |
| 심근 수축성 증가 | 교감신경 활성화 | SV 증가 |
| 혈관수축 증가 (정맥) | 정맥 환류량 증가 | SV 증가 |
| 근육 펌프 작용 | 정맥혈 심장으로 밀어 올림 | SV 증가 |
| 총 말초혈관 저항 감소 | 근육 혈관 확장 | 후부하 감소 |
치료기전 포인트
유산소 운동 처방(Aerobic Exercise Prescription) 시 심박출량 증가 기전을 이해하는 것이 중요해요. 심부전 환자에게 운동을 적용할 때는 과도한 후부하 증가를 피하기 위해 점진적 운동 강도 설정이 필수적이며, 운동 중 혈압 반응과 자각적 운동 강도(RPE)를 모니터링해야 합니다.
국시 빈출 포인트
심박출량(CO) = 일회박출량(SV) × 심박수(HR) 공식과 함께, 운동 시 혈류 재분배(Blood Flow Redistribution) 기전은 심폐 물리치료(Cardiopulmonary Physical Therapy) 영역에서 매년 출제되는 단골 주제입니다. 교감/부교감 신경계의 길항 작용을 명확히 구분해서 학습하세요.