Transcript 심혈관과 폐의 기능
Cardiovascular
and Pulmonary
Function
Lung capacity
Change of heart tissue
Pulmonary
function
Mechanism of
tissue regulation
ventilation
Heart Rate
cardiac output
Lung sac/
arterial exchange of gas
Cardiovascular
function
Cardio pulmonary
function
Aerobic exercise
Exercise mode
Anaerobic exercise
Arterial-venous
oxygen difference
Systolic/Diastolic
blood pressure
Disuse &
Exercise treatment
weakness
Adult disease
Peripheral Circulation
Blood volume &
Blood composition
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심혈관과 폐의 기능
Cardiovascular function
조직상의 변화[Change of heart tissue](F4-1)
• 수축지속시간(contraction duration) & 자극에 반응하지 않는 시간
(inexcitable time) 증가
• 최고의 힘 도달-지연
• 좌심실(left ventricle) 충전율(20-70)-50%감소
• 대동맥(aorta)의 판막 둘레 크기(girth and size of valve) 증가
• 심실벽 두께(thickness of ventricles wall)(25-80)-30% 증가
• 초기 좌심실 (left ventricle) 충만을 저하, 좌심방(left atrium) 보완
• 좌심방의 비대 (hypertrophy of left atrium) -심실기능 (ventricle
function) 보완
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심혈관과 폐의 기능
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심혈관과 폐의 기능
조직 조절 메커니즘 [Mechanism of tissue regulation]
• sympathetic nerve fiber(norepinephrine)
-심근(myocardium) 자극 - 심박률(heart rate)증가
• parasympathetic nerve fiber(acetylcholine)
-심장의 조절기 자극 - 심박률(heart rate) 저하
• β-Adrenergic sense organ
- 혈관근육(vascular smooth muscle) 이완-팽창 – 감각수용기(sensory
receptor) 감소-반응둔감
-W노화,심장 및 혈관계 둔감
• Alpha adrenaline sense organ
-혈관근육(vascular smooth muscle) 수축-수축- 동맥혈관벽, no 심장내
• peripheral vascular resistance increasing
- 두 감각수용기의 불균형 - 전 말초혈관의 저항 증가
- 1%증가/1년 - 운동-저항 극적 감소(F4-2)
심박수[Heart Rate]& 심박출량[cardiac output]
• 심박수(heart rate):5-10회↓/10년 (F4-3)
• No 운동효과(effect of exercise), 필연적 심박수(heart rate)
•1회 심박동량 (stroke volume) 감소
–사전부하(preloading)(심근의 펌프작용,강요된 호흡정맥혈관 수축) 감소
-사후부하(post loading) (말초저항)증가
-심실 힘의 감소
-지연된 시간 to peak
• 심박출량(Q, cardiac output)
- 심박출량/분(Q(L/min)
-산소전달 시스템의 능력
- Q/신체표면적(body surface area)=심박출지수(cardiac index)
- 유산소운동(aerobic exercise)-이완기(diastole) 혈액량(blood volume)
& 박출량(cardiac output) 증가
동정맥의 산소차 [Arterial-venous oxygen difference]
• 동맥내의 산소(oxygen in arterial blood) -모세혈관(capillary
vessel) –세포조직(cellular tissue)
• 세포조직(cellular tissue) – 정맥(vein)의 산소(oxygen)
• W 노화 - 원활치 못한 혈행(inactive blood movement)
각 세포조직(cellular tissue) 에 공급 부족
수축기/ 이완기 혈압[Systolic/Diastolic blood pressure]
• 수축기(systolic)
–심장(heart)의 수축(contraction)(박동),동맥혈관내 (inside of arterial blood)
의 압력(pressure)
-심장작동의 힘, 심실(ventricle )수축의 힘
• 이완기(diastolic)
- 심실(ventricle ) 수축 후, 동맥혈관내(inside of arterial blood)의 압력
(pressure)
- 말초혈관(peripheral blood vessel )의 저항 및 혈행의 난이 정도
-이완기(diastolic) 후 우심방(right atrium) 충전률,by 정맥(vein)의 혈액량
(blood volume) & 박동간 환류 시간
• W노화
– 증가된 심장부하 (increased cardiac workload) -두꺼워진 대동맥(aorta)
- 둔감, 부적절 수축, 말초저항(peripheral resistance )증가-고혈압
(hypertension) 유발
말초혈관 순환[Peripheral Circulation]
•
유산소운동(aerobic exercise)-혈류(blood flow)향상
•
Master>비활동자(30%)
혈액양과 혈액성분[Blood volume & Blood composition]
• 혈장(plasma),백혈구(leukocyte),적혈구(erythrocyte)- hematocrit
감소,w노화
• 적혈구(erythrocyte) & 혈색소(hemoglobin) – 산소운반능력(oxygen
transport ability); 운동(exercise)-적혈구(erythrocyte) 발달
• Lipids-cholesterol & triglycerides
• 운동지속기간(exercise duration)-HDL증가. LDL&,중성지방
(triglyceride) 감소
Pulmonary function
Exchange of gas
- By 기압 차,산소(oxygen)&이산화탄소(carbon dioxide) 폐의 기포와 혈
액 사이 왕래
- 폐포(lung sac) & 동맥간의 가스교환- 더 많은 혈중산소(blood oxygen)
- W노화, 교환의 효율성 감소
- 폐(기관)의 압력(pressure) 및 저항(resistance)증가
- 노인의 폐 분출력 감소
- W운동, 폐의 내부 충전률 증가,
그러나 폐의 분출능력 & 모세혈관능력 감소
ventilation
환기량(ventilation)/분-감소
-회복말기 Y>O VE, b/c 더 높은 LA(F4-6)
- submax, Y&O 환기량 서서히 증가
- Y 더 높게 증가, O 더 느리게 회복
수의적 환기량(voluntary ventilation)
-
건강상태 기능
-
PA > IA 증가
-
호흡(respiration) by 횡경막(diaphragm)의 수축과 이완, 흉강근
-
호흡 (respiration) =에너지를 위한 소비활동
-
유산소성 능력 낮으면, 높은 호흡 비용
ventilation
노화(aging)
-
높은 호흡비용, 낮은 산소이용, 적은 신체활동
-
요인: 늑골 경직, 비유연성(가슴벽과 근육) 호흡근력의 약화, 신경통
(neuralgia)및 낮은 협응성(coordination)
-
지속성 운동(exercise maintenance) – 호흡비용 감소
-
운동중단(detraining), b/c 감소된 심박출량, not 심한 호흡곤란
(dyspnoea)
-
비교적 폐기능 온전, W/노화
Lung capacity(F4-4)
폐용량?
-
TV, ER, IR, RV
-
TV - 각 호흡시, 흡기와 호기의 양 , W노화/운동,no 영향
FRV, IR, ER – FRC= 정상적인 호기 후,폐에 남아있는 공기의 양
-W노화, 상대적 불변
-
RV – 완전한 호기 후 폐에 남아있는 공기량, W노화,조금씩 변화
-
총폐용량( total lung capacity) – TV + IR + ER+ RV
W 노화, 불변
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심혈관과 폐의 기능
Lung capacity(F4-4)
폐의 노화(aging of lung)
-
폐용량(lung capacity) 불변, RV증가- 잔기량의 비 증가
-
잔기량비 증가, by Y-20%,O-40%(Inactive)
-
강요된 폐활량(FVC) 약4~5%감소/10년(F4-5)
동적기능-W노화, FEV1.0 감소
지나친 감소 – 폐질환
FEV1.0의 70%- 정상생활
다른 동적기능 측정- 최대수의적 환기(maximal voluntary ventilation)
최고의 호기흐름
호기된 공기량(air content)/1초
Exercise mode
Aerobic exercise
유산소성 운동?
-
혈액(blood)과 산소(oxygen)를 전달하는 심폐능력
-
For 운동수행, 산소(oxygen)와 에너지(energy)를 이용하는 근육능력
-
다양한 측정법(자전거 및 달리기…) – 절대적 VO2 max
- 상대적 VO2 max
-
“신체적성 지표”(physical fitness index)
소비된 산소량(Consumed oxygen) = 소비되어진 에너지의 량
(consumed energy)
Exercise mode
Aerobic exercise
노화(aging)
VO2 max 1%씩 감소/ 1년
원인 : 감소된 최대심박율(HRmax)/ 근육크기(muscle size)의 감소/ 혈류
(blood flow)의 전환약화/ 근육(muscle)의 산소이용능력(Oxygen
Availability)감소
-
VO2 max & 근육의 크기와 관계 : 남자>여자 / 운동수행능력 감소,
여>남(신체구성)
-
W노화, 비활동적인 근육에 혈액 보내는 능력감소- 운동&노화
-
노화- VO2 max 감소, 운동- VO2 max 변화
향상된 유산소성 능력
심장박동 시 VO2 비율(F4-8)
20% VO2 max 증가 – 20년 젊게
Anaerobic exercise
무산소성 운동(anaerobic exercise)
-
무산소성 해당작용(anaerobic glycolysis)(120 -150 초)
-
글리코겐 에너지화(glycogen energy) – 산소부채(oxygen debt)
-
젖산(lactic acid)- 근세포(muscle cell)의 산화대사 억제
혈중의 젖산농도(blood lactic acid concentration) – AA의 지표/ 수
축하는
근육의 순환적 특성
측정(measurement) – 임상적 측정 어려움
Anaerobic exercise
노화(aging)
-
젖산 생산(lactic acid production) 및 제거능력 감소 – 역치점-갑자
기 증가된 축적비율 증가
-
Y>O 역치점
-
Y>O 제거율(F4.9)
무산소성 체계 약화 – 작아진 근육크기
- 해당작용(glycolysis)의 속근 섬유크기(fast-twitch
muscle fiber size)와 숫자(number)감소
- 근육(muscle) 내 혈류(blood flow)느림
운동(exercise) & 노화(aging) – 체계유지= 평생훈련
- 일부 연구 – 나이와 무관 –Master선수들 심근(heart muscle)의
수축성(contractility), 근육크기(muscle size), 속근 섬유 숫자와 크
기(fast- twitch muscle fiber number and size) 불변
Disuse and Adult Disease
비사용(disuse)
비 신체활동(inactive) – 심폐기능/ 몸 전체의 약화
- 침대생활(bed rest) & 우주여행
*침상생활(Bed rest)
- 폐의 부종(lung edema), 침하성 폐렴(hypostatic pneumonia), 동/정
맥 혈전(venous and arterial thrombi)
- 근력약화(muscular weakness), 근의 단소화(muscle shortening),
- 무릎관절의 굳음(knee joint stiffness), 가동범위 제한(restriction of
joint motion), 식욕감퇴(loss of appetite), 변비&소화장애
(constipation and occasional intestinal obstruction), 소변결석
(urinary calculi), 다중의 경화증과 소모증(multiple sclerosis and
tabes dorsalis)
약화의 기제 - 낮은 칼로리 신체활동-비만(obesity) (상체)- 동맥경화
(atherosclerosis) 및 당뇨병(diabetes)
- 시간(점차 정력감소), 질병(손상), 비사용(쇠약화:F4.10)
심혈관 및 고혈압(cardiovascular disease and
hypertension)
심혈관 질환(F4-2)
운동의 효과(effect of exercise)
혈압상승(Increase
blood pressure)
안정 시 DP/SP하강
심혈관(cardiovascular),
내분비(endocrine) 및
대사기능(metabolisme)
의 향상
영양(nutrition)/ 신체구
성(body composition)
균형화
긴장(tension)/ 불안
(anxiety) 해소
당뇨병(diabetes)
Background
• w 비 신체활동, 10%의 기초 신진 대사율 감소/10년
• 체중증가(weight gain)- 비만(obesity)- 후천성 당뇨
(Type ll)
• Type ll 당뇨병 –과식, 적은 운동
• 과다한 당의 순환- 췌장(pancreas), 신장(kidney), 간
(liver), 심혈관(cardiovascular), 눈 중추 및 말초신경
(peripheral nerves)에 영향
Mechanism
• 글루코스 내성(glucose tolerance)– 포도당이 에너지
를 위해 대사 작용하는 효율성
• w나이, 점차 감소
• 인슐린 저항력(insulin resistance)– 인슐린에 대한 반
응을 약하게 만드는 하나의 조직/ 신체
• 세포 속으로 포도당을 섭취하도록 자극하는 인슐린
(insulin) 능력 감소
• 글루코스 내성(glucose tolerance)의 감소&인슐린 저
항력(insulin resistance)증가 – 60세 이상 20%가 영
향권
당뇨병(diabetes)
Effect of exercise
• 근육의 수축(muscular contration): 포
도당을 세포 속으로 많이 보내면서 인
슐린 저항에 보완
• 운동과 치료병 관계