교감신경계

다른 이름: 교감신경, 투쟁-도피 반응, 투쟁-도피

자율신경계에서 ‘투쟁-도피 반응’을 맡는 갈래입니다. 심장을 빠르게 뛰게 하고 더 세게 수축시키지만, 작용이 느려서 박동 간 심박변이도(HRV)를 만들어 내지는 못합니다.

자율신경계의 교감신경 갈래는 몸이 행동에 나설 준비를 시킵니다. 운동, 공포, 흥분 중에는 심박수와 매 수축의 세기를 높여 심장이 분당 내보내는 혈액량을 늘립니다. 기도를 넓히고 혈액을 근육 쪽으로 보내기도 합니다.

심장에서의 작용은 부교감신경 부교감신경계 자율신경계에서 ‘휴식과 소화’를 맡는 갈래입니다. 주로 미주신경을 통해 심장을 느리게 하며, 심박변이도(HRV)에서 나타나는 박동 간 변이의 대부분을 만들어 냅니다. 부교감신경계 더 알아보기 갈래에 비해 느립니다. 교감신경 자극이 시작된 뒤 심박수가 오르기 시작하기까지 최대 5초의 지연이 있고, 안정되기까지는 20~30초가 걸립니다. 반면 부교감신경 신호는 한 초가 채 안 되어 작용합니다. 이 시간 차 때문에 RMSSD가 재는 빠른 박동 간 변화는 대부분 부교감신경 쪽에서 나옵니다.

아래에서 각 신경을 눌러 속도 차이를 확인해 보세요. 브레이크는 바로 다음 박동을 바꾸고, 가속 페달은 작용을 시작하는 데 몇 초, 안정되는 데 약 삼십 초가 걸립니다.

각 신경은 얼마나 빨리 작용할까?

측정값이 아닌 교육용 모델

변화 시작까지의 지연
0.3 s
변화의 90%에 이르는 시간
1.5 s
심박수 범위
54~70 bpm

미주신경 브레이크를 밟으면 바로 다음 박동부터 늦어집니다. 느려지기 시작하는 데 1초도 걸리지 않고 약 2초 안에 끝납니다. 놓으면 심박수도 그만큼 빨리 돌아옵니다.

JavaScript를 켜면 버튼이 작동합니다.

5초부터 30초까지(음영) 신경을 작동시켰을 때의 50초 동안의 심박수입니다. 미주신경 브레이크는 바로 다음 박동을 바꾸고, 가속 페달은 작동하기까지 몇 초가 걸리며 안정되기까지 약 30초가 걸립니다. 기록이 아닌, 시간을 반올림한 교육용 모델입니다.

안정 시 70 bpm에서 시작하는 50초 동안의 심박수 선 그래프로, 작동한 구간인 5~30초에 음영이 있고 그래프 아래에는 박동마다 눈금이 있습니다. 브레이크를 밟으면 약 1.5초 안에 심박수가 떨어지고, 놓으면 같은 속도로 돌아옵니다. 가속 페달을 밟으면 3.0초 동안은 아무 일도 없다가 심박수가 올라가 약 21.4초 뒤에 안정되며, 놓은 뒤에는 천천히 돌아옵니다. 둘을 함께 밟으면 심장이 먼저 느려지고 나중에 빨라집니다. 버튼 세 개로 무엇을 밟을지 고르며, 수치 표시에는 첫 변화까지의 시간과 안정되기까지의 시간이 나옵니다.

그래서 흔히 쓰는 HRV 수치 가운데 교감신경 활동을 깔끔하게 읽어 주는 것은 없습니다. LF/HF LF/HF 비 LF 파워를 HF 파워로 나눈 값이며 단위가 없습니다. 교감신경계와 부교감신경계 사이의 균형을 가늠하는 지표로 제안되었지만, 연구에서는 그 균형을 신뢰할 수 있게 측정하지 못하는 것으로 나타났습니다. LF/HF 비 더 알아보기 비는 한때 두 갈래 사이의 균형을 보여 주는 지표로 보고되었지만, 이후 많은 연구자가 이런 사용에 이의를 제기했습니다. 두 갈래가 한쪽이 오르면 다른 쪽이 내려가는 시소처럼 항상 움직이는 것도 아닙니다.

아래 모델에서 가속 페달을 더 밟으면 심박수가 오르고 박동 사이의 간격은 고르게 되는 것을 볼 수 있습니다.

브레이크와 가속 페달

측정값이 아닌 교육용 모델

심박수
61 bpm
RMSSD
55 ms

아래 슬라이더로 설정

충분히 쉰 아침. 잘 자고 난 뒤에는 브레이크가 강하고 가속 페달이 약합니다. 심박수는 낮고 박동 사이 간격의 변동이 커서 HRV가 높습니다.

JavaScript를 켜면 슬라이더와 프리셋이 작동합니다.

브레이크가 강하면 심장이 느려지고 박동 사이 간격의 변동이 커집니다. 가속 페달이 강하면 심장이 빨라지고 간격이 더 일정해집니다. 안정 시 HRV는 대체로 브레이크가 얼마나 강하게 밟히는지를 보여 줍니다.

슬라이더 두 개로 정한 속도로 심장이 뜁니다. 하나는 미주신경 브레이크(부교감신경), 다른 하나는 가속 페달(교감신경)입니다. 심장 박동 띠와 박동 앞 간격을 이은 선이 리듬이 얼마나 고른지 보여 줍니다. 브레이크를 올리면 심장이 느려지고 간격의 변동이 커져서 RMSSD가 올라갑니다. 가속 페달을 올리면 심장이 빨라지고 간격이 더 고르게 되어 RMSSD가 내려갑니다. 버튼으로 충분히 쉰 아침, 수면, 스트레스, 힘든 운동 뒤 몇 시간, 몸이 아프기 시작할 때에 맞게 슬라이더를 설정할 수 있으며, 각각 짧은 설명이 붙어 있습니다.

레슨 HRV 뒤의 신경계에서 두 갈래를 모두 다룹니다. HRV를 바꾸는 일상의 요인은 무엇이 HRV에 영향을 줄까?에서 확인하세요.

출처

  1. Physiology of the autonomic nervous system American Journal of Pharmaceutical Education, 2007
  2. A healthy heart is not a metronome: an integrative review of the heart's anatomy and heart rate variability Frontiers in Psychology, 2014

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