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1회박출량 (Stroke Volume, SV)의 조절
1회박출량(Stroke Volume, SV)은 심실이 한 번의 수축으로 방출하는 혈액의 양으로, 심장기능의 주요 지표 중 하나입니다. SV는 다음 세 가지 주요 요인에 의해 조절됩니다: 전부하(preload), 후부하(afterload), 심근 수축력(contractility).
1. 1회박출량의 계산
- SV 계산식: SV=EDV−ESVSV = EDV - ESV
- EDV (End-Diastolic Volume): 심실이 이완기 말에 수용한 혈액량.
- ESV (End-Systolic Volume): 심실이 수축기 말에 남아있는 혈액량.
2. 1회박출량의 주요 조절 요인
(1) 전부하 (Preload)
- 전부하는 심실이 이완기에 받아들인 혈액량에 따라 결정됩니다. 이는 심근 섬유의 초기 신장 정도를 나타냅니다.
1) 영향 요인
- 정맥환류량(Venous Return):
- 정맥을 통해 심장으로 돌아오는 혈액량.
- 정맥환류량이 증가하면 전부하가 증가.
- 심실 이완기 길이:
- 심실 이완이 충분히 길수록 더 많은 혈액을 받아들일 수 있음.
2) 프랑크-스타를링 법칙
- 심근 섬유가 초기 길이(신장 정도)에 따라 더 강하게 수축하는 성질.
- 전부하 증가 → 심근 섬유의 신장 증가 → 수축력 증가 → SV 증가.
3) 병리적 상태
- 과도한 전부하:
- 울혈성 심부전 시 심실 확장.
- 전부하 감소:
- 저혈량증, 출혈.
(2) 후부하 (Afterload)
- 후부하는 심실이 수축할 때 대동맥이나 폐동맥에 혈액을 방출하는 데 저항하는 힘을 의미합니다.
1) 영향 요인
- 대동맥 압력:
- 혈압 상승 시 후부하 증가.
- 혈관 저항:
- 말초 혈관 저항이 증가하면 심장이 더 큰 압력을 필요로 함.
2) 후부하와 SV의 관계
- 후부하 증가:
- 심실이 혈액을 방출하는 데 더 많은 에너지가 필요 → SV 감소.
- 후부하 감소:
- SV 증가.
3) 병리적 상태
- 후부하 증가:
- 고혈압, 대동맥 협착.
- 후부하 감소:
- 혈관 확장제 사용.
(3) 심근 수축력 (Contractility)
- 심근 수축력은 심근 섬유가 독립적으로 수축할 수 있는 능력을 나타내며, 이는 SV에 큰 영향을 미칩니다.
1) 영향 요인
- 교감신경 자극:
- 교감신경 활성화 → 노르에피네프린 분비 → β₁-아드레날린 수용체 자극 → 심근 수축력 증가.
- 순환 카테콜아민:
- 부신수질에서 분비되는 에피네프린과 노르에피네프린.
- 칼슘 이온 농도:
- 세포 내 칼슘 농도가 높아지면 심근 수축력이 증가.
2) 심근 수축력과 SV의 관계
- 수축력이 증가하면:
- ESV 감소 → SV 증가.
- 수축력이 감소하면:
- ESV 증가 → SV 감소.
3) 병리적 상태
- 수축력 증가:
- 교감신경 활성화, 강심제(디곡신 등).
- 수축력 감소:
- 심근경색, 심부전.
3. 추가적인 조절 요인
(1) 심박수 (Heart Rate, HR)
- 심박수와 SV는 상호작용을 통해 심박출량(Cardiac Output, CO)을 결정합니다.
- 적당한 심박수 증가:
- 심실 이완기에 충분한 혈액이 채워짐 → SV 유지.
- 심박수 과도 증가:
- 이완기가 짧아져 채울 시간이 부족 → SV 감소.
- 적당한 심박수 증가:
(2) 물리적 요인
- 체액량 변화:
- 수분 섭취 부족 또는 출혈 시 전부하 감소.
- 체온 변화:
- 체온 상승 → 심박수 증가로 SV 감소 가능.
4. 병리적 상태에서 SV 조절
- 심부전(Heart Failure):
- 심근 수축력 감소 → SV 감소.
- 대동맥 협착(Aortic Stenosis):
- 후부하 증가 → SV 감소.
- 탈수(Dehydration):
- 전부하 감소 → SV 감소.
5. 1회박출량의 조절 메커니즘 요약
요인 증가 시 효과 감소 시 효과
| 전부하 | 심실 확장 → 수축력 증가 → SV 증가 | 심실 충만 감소 → SV 감소 |
| 후부하 | 방출 저항 증가 → SV 감소 | 방출 저항 감소 → SV 증가 |
| 수축력 | 수축력 증가 → ESV 감소 → SV 증가 | 수축력 감소 → ESV 증가 → SV 감소 |
1회박출량은 전반적인 심혈관계 건강과 혈압, 혈류량, 신경 및 호르몬 상태에 따라 동적으로 변화하며, 이를 평가하고 조절하는 것은 심장 기능을 유지하고 질환을 관리하는 데 중요합니다.
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