[NSCA-CSCS] 유산소성 운동에 대한 급성 반응

[NSCA-CSCS] 유산소성 운동에 대한 급성 반응

사진출처 AORHealthUS

한 번의 유산소성 운동은 심혈관계, 호흡계 및 근골격계를 포함하여 신체에 대사적 부담을 가하게 됩니다. 이러한 운동의 급성 스트레스에 반복적으로 노출과 함께 시행하는 장기간 트레이닝은 모든 신체기관의 반응과 기능에 많은 변화를 가져오게 됩니다. 그럼 오늘은 유산소성 운동에 대한 급성 반응은 무엇이 있는지에 대해 공부해 보겠습니다.

 

1. 심혈관계 반응

유산소 운동시 심혈관계의 주된 기능은 산소와 영양분을 운동하는 근육으로 운반하고 대사산물과 노폐물을 제거하는 것입니다.

 

 

1) 심박출량

심박출량(Cardiac Output) : 1분 동안에 의해 박출된 혈액의 양
심박출량(Q) = 1회박출량 X 심박수

 

유산소 운동시 안정 상태에서부터 항정상태에 이르는 동안 심박출량은 초기에 급격하게 증가하거나 그 후로는 서서히 증가하여 항정상태에 도달하게 됩니다. 최대 운동시 심박출량은 정상 수치인 5L/min보다 4배 이상 증가된 20-22L/min이 됩니다. 1회 박출량은 운동 시작과 함께 증가하기 시작해서, 개인의 산소 섭취량이 최대산소섭취량의 40%~50%에 도달할 때까지 계속해서 증가합니다.

 

 

2) 1회박출량(Stroke Volume)

<1회박출량을 조절하는 두 가지 기전>

- 혈액이 채워지는 단계의 마지막 시점인 확장기에 좌심실에 의해 박출될 수 있는 혈액량인 확장기말 용적(end-diastolic volume)
- 교감신경계의 호르몬인 에피네프린과 노르에피네프린을 포함하는 카테콜아민 작용으로 이 호르몬들은 심실 수축을 보다 강하게 하여 심실 혈액을 강력하게 박출하도록 합니다.

 

유산소 운동시, 정맥수축(증가된 교감신경계의 활성화로 유발)과 함께 근육 펌프(운동 중 근수축과 함께 일방향 정맥 내판막이 혈액을 '밀어' 더 많은 혈액을 심장으로 이동시킴)와 호흡펌프(호흡빈도와 1회 호흡용적 증가)를 통해 심장으로 돌아오는 혈액의 양(정맥혈회귀, Vemous return)이 증가됩니다. 운동초기나 심지어 운동의 예측단계에서, 교감신경계의 자극은 심근 수축력을 증가시키고 이는 1회 박출량의 증가로 이어집니다.

 

 

2. 심박수(Heat Rate)

심박수는 유산소 운동시 강도에 비례하여 증가합니다. 심박수의 증가율, 실제 심박수 반응과 달성된 최대심박수는 운동강도와 더불어 개인의 체력과 나이 등 대상자의 다양한 특성과 관련 있습니다.

 

최대심박수 추정공식
220-(나이) = 최대심박수 박동/분

 

 

3. 산소섭취

- 산소섭취량(Oxygen Uptake) : 신체조직이 소비한 산소의 양

 

활동근의 산소 요구량은 1회의 급성 유산소 운동시 증가합니다. 이는 운동에 이용되는 근육량, 대사 효율성 및 운동강도와 직접 관련되어 있습니다. 많은 수준의 활동량을 포함한 유산소 운동은 더 높은 총 산소섭취량과 관련되며, 이를 통해 증가된 대사 효율은 특히 최대운동시 산소섭취량을 증가시킵니다.

 

 

- 최대산소섭취량(Maximal Oxygen Uptake) : 세포수준에서 몸 전체가 사용할 수 있는 산소의 최대량

 

심폐체력을 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법입니다. 체력수준과 매우 높은 상관관계를 갖고, 심폐 체력을 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법입니다. 산소를 사용할 수 있는 능력은 주로 심장과 순환계가 산소를 운반하고 신체 조직이 그 산소를 사용할 수 있는 능력을 말합니다.

일반인의 안정시 산소섭취량은 3.5ml/kg/min으로 추정되는데 이 값을 1대사당량(MET : Metabolic Equivalent)이라고 합니다. 일반적으로 건강한 사람의 최대산소섭취량 범위는 25~80ml/kg/min(7.1~22.9 METs)입니다.

 

 

4. 혈압

수축기혈압(Systolic blood pressure) : 심실이 수축하는 동안에, 혈액이 완전히 박출됨에 따라 동맥벽에 가해지는 압력을 의미하며, 심박수와 함께 심장의 심근산소섭취량을 평가할 수 있습니다.

 

확장기 혈압(Diastolic blood pressure) : 심장에서 어떤 혈액도 혈관 밖으로 밀려나가지 않을 대 동맥 벽에 작용하는 압력을 평가할 때 사용됩니다. 확장기 혈압은 말초저항의 지표를 제공하고, 유산소 운동시 혈관이 확장되기 때문에 확장기 혈압을 감소시킬 수 있습니다.

 

일반적인 안정시 정상 혈압
수축기 혈압 110~139mmHg
확장기 혈압 60~80mmHg

 

최대 유산소 운동시
수축기 혈압 220~260mmHg
확장기혈압 안정시수준 유지 혹은 약간 감소

 

 

5. 국소순환의 조절

혈관수축(Vasoconstriction)과 혈관확장(Vasodilation)은 국소 순환을 조절하는 주된 기전입니다.

유산소 운동시, 활동근으로의 혈류는 국부 동맥의 확장에 의해 빠르게 증가하고 동시에 다른 기관에 대한 혈류는 동맥 수축에 의해 감소됩니다. 안정시 심박출량의 15~20%가 골격근으로 분배되지만 고강도 운동중에는 이 수치가 90%까지 증가합니다.

 

 

 

여기까지 정리하자면!

일회성 유산소 운동은 심박출량 증가, 1회박출량 증가, 심박수 증가, 산소섭취량 증가, 수축기 혈압 상승, 활동근으로의 혈류량을 증가시키고, 확장기 혈압을 감소시킵니다.

 

 

6. 호흡반응

유산소 운동시, 많은 양의 산소가 모세혈관에서 조직으로 확산되고, 이산화 탄소는 조직에서 혈액을 타고 폐포로 이동한다. 분당 환기량(Minute Ventilation: 분 당 호흡되는 공기량)으로 이들 기체들이 적절한 폐포 농도를 유지하기 위해 증가됩니다.

유산소 운동시 분당 환기량의 증가는 호흡 심도, 호흡수, 혹은 두 가지가 다 커진 결과로 나타납니다. 힘든 운동 중 건강한 젊은 성인의 호흡수는 안정시 12~15회/분에서 35~45회/분까지 증가하는 반면, 매 호흡마다 들이마시고 내쉬는 공기량인 1회 호흡용적(Tidal Volume : TV)은 안정시 0.4~1.0L에서 3L 이상으로 증가합니다. 결과적으로 분당 환기량은 안정시의 15~25배인 분당 90~150L 까지 증가합니다.

 

 

7. 가스반응

조직에서 산소는 대사에 이용되고 이산화탄소가 만들어집니다. 안정시 간질액(근세포 바로 밖에 있는 체액)의 산소 분압은 동맥혈의 산소분압 인 100mmHg 에서 40mmHg까지 급격히 떨어질 수 있는 반면에, 이산화 탄소의 분압은 동맥혈의 이산화 탄소 수치에서 약 46mmHg까지 올라갑니다. 고강도 유산소 운동 중 이들 기체의 분압은 산소는 약 3mmHg, 이산화탄소의 경우, 90mmHg입니다. 결과적으로 이런 압력차는 세포막을 가로지르는 기체의 움직임을 일으키며, 산소의 확산 특히, 이산화 탄소의 확산 능력은 운동에 따라 급격히 증가하여 가스교환을 용이하게 합니다.

 

 

8. 혈액에 의한 가스와 대사 부산물의 운반

운동의 대사산물 중 하나로 젖산이 있습니다. 저/중강도의 운동에서는 충분한 산소가 활동근에 공급되어 젖산이 축적되지 않습니다. 이것은 젖산의 제거율이 생성률과 같거나 더 높기 때문입니다. 젖산의 제거는 코리사이클을 포함하여, 코리사이클에서 근육에서 유래된 젖산은 혈액을 통해 간으로 운송되어 당신생 과정을 치르게 됩니다. 만약 운동 강도가 높아지면 유산소성 대사 과정은 젖산 축적을 막을 수 없게 되어 혈액에 젖산 수치가 증가하기 시작합니다.

 

 

 

지난 유산소성 운동으로 인한 운동수행력 향상에 이어 조금 자세한 유산소운동의 급성반응에 대해 공부해보았습니다. 

이번글에서 알게된 급성반응들이 누적되어 장기간의 트레이닝의 효과에 대해서도 다시 공부하고 남길 수 있도록 해보겠습니다.

유산소성 운동으로 인한 운동수행력 향상에 대한 글은 아래 링크를 이용해 주세요!

긴 글 읽어주셔서 감사합니다 ^^

 

 

 

유산소성 운동으로 인한 운동수행력 향상

 

 

- 참고 - NSCA CPT,CSCS대비 트레이닝의 정수