인문교양

체열에 쓰러지는 러너들

열 균형에 영향을 미치는 요인들

운동 강도

운동 강도가 증가하면서, 인체는 더 많은 양의 혈액을 근육으로 보내 증가된 에너지 요구량을 유지해야 하는지 또는 피부로 혈액 공급을 증가시켜 열 제거를 촉진해야 하는지를 결정한다. 이러한 상반된 요구에 직면하게 되면 인체는 항상 근육으로의 증가된 혈액 공급을 선호한다. 그렇게 되면 인체의 열 생산은 증가되는 반면에 열을 제거하는 능력은 감소된다.

세계 기록 수준의 속도에서 달리는 선수의 경우, 최소한 16㎞ 거리의 경주까지는 피부로의 혈액 공급이 급격하게 줄어들며, 따라서 열 상실 능력이 제한된다. 그러므로 그들은 자신들의 열 균형 유지 능력이 환경 상태에 완전히 좌우되는 상황에서 달린다.

만일 이러한 상황이 열 제거에 불리하다면, 선수들은 자신들의 체온이 일사병이 발생할 수 있는 위험한 수준에 도달할 때까지 계속해서 열을 축적하게 된다. 다행히도, 인체 내 체온 감지기로부터의 정보에 반응하면서, 뇌는 체온이 약 41℃를 초과하기 전에 통상적으로 운동을 종료시키며 이렇게 함으로써 운동 동안의 일사병 발병 위험을 방지한다. 체온 상승 속도에 반응하는 이러한 감지기로부터 전달되는 정보가 각기 다른 환경적 상황에서 뇌가 허용하는 운동 강도(달리기 속도)를 결정한다고 생각해 볼 수도 있을 것이다. 하지만 이러한 체온 조절 방법이 때로는 선수의 의지에 의해 무시되면서 일사병이 발생하게 된다. 일사병이 발생하기 전에 뇌는 선수가 운동하는 것을 중단시킨다. 왜 이러한 기전이 때로는 작동하지 않는지는 분명하지 않다.

높은 체온이 장시간 운동 동안에 중추 통제기로 하여금 근육 동원을 감소시키도록 만든다는 것을 암시하는 증거들이 있다. 1990년대 초기에 덴마크 코펜하겐의 보딜 닐슨(Bodil Nielsen)과 동료들은(Nielsen et al. 1990) 열순응(인체가 더위에 적응하는 것 : heat acclimatization)을 연구하는 과정에서 각 피험자마다 일정한 어느 수준에 체온이 도달하면 피험자들이 운동을 중단한다는 것을 관찰하였다. 연구진들은 피험자들이 더위에서 운동하면서 자신들이 피로해지는 시점에 도달할 때, 근육으로의 혈류량은 많았으며 근육 대사는 정상적이었음을 그 이후의 연구에서 보여주었다. 그들은 골격근 대사에서 말초적으로 나타나는 변화로는 피로를 설명할 수 없다는 것을 발견하였다. 이것은 마치 심혈관․무산소 모형으로 고지대에서의 젖산패러독스(paradox)를 논리적으로 설명할 수 없는 것과 비슷한 문제였다.

그 이후, 연구진들은 체온 상승이 운동 중단을 가져온 요인임을 보여주었다. 운동 시작 이전에 체온을 저하시켰을 때는 운동 지속시간을 증가시켰고 운동 이전에 체온을 상승시켰을 때는 이와 반대되는 결과를 가져왔다. 어떠한 방법을 사용하든 간에 피험자들은 동일한 체온에서 운동을 중단하였다.

빠른 달리기 속도는 일사병의 가장 심각한 위험 요인이다. 이와는 반대로, 느린 달리기 속도는 환경적인 상태에 관계없이 일사병을 통상적으로 예방한다. 그러므로 더위로 인한 부상은 거의 최대의 노력으로 15~60분(세계 수준급 선수들에 있어 5~21㎞)을 달리는 짧은 경주에서 선수들에게 주된 위험이 되고 있다. 최근에는 이러한 위험이 더욱 두드러지고 있다. 그 이유는 마라톤과는 달리 짧은 거리의 경주는 주로 자선단체나 스포츠 동호회처럼 육상연맹과 같은 경기단체로부터 인정을 받지 않은 비전문 조직에 의해 진행되기 때문이다. 경주를 주최하는 사람들은 흔히 일사병의 위험 요인들을 인식하지 못하며, 그러한 경주에서는 의료진의 협조가 없을 수도 있는데 이러한 상황은 잠재적으로 재앙을 불러올 수 있다. 그 밖에도, 스포츠의학 전문의들은 탈수가 일사병의 가장 주된 원인이라는 생각에 사로잡혀 있어(탈수에 관한 주제에서 논의) 마라톤이나 그보다 먼 거리의 경주에서만 일사병이 발생한다고 흔히 잘못 생각하고 있다. 하지만 실제로는 그 반대다. 경험에 비추어 볼 때 일사병은 마라톤보다 짧은 거리의 경주에서 더욱 빈번하게 발생한다.

더위로 인한 경기력의 저하 방지

스펀지로 몸을 닦는 경우

운동하는 동안, 특히 더위에서 스펀지로 몸을 적시는 것이 아주 중요하다. 피부의 온도가 상승하면서 팔과 다리의 정맥에 혈액이 모이도록 만드는데, 그 이유는 피부 온도가 증가하면서 정맥이 점진적으로 더욱 확장되기 때문이다. 정맥은 곧 많은 양의 혈액으로 채워지며 이러한 혈액은 실질적으로 순환계로부터 상실되는 것과 같은 결과를 가져온다. 혈액은 피부 온도가 다시 내려가야만 순환계로 되돌아간다. 스펀지로 몸을 적심으로써 피부 온도를 효과적으로 낮출 수 있다면 이러한 결과를 가져올 수 있으며, 더 좋기로는 스펀지 사용으로 뇌에 도달하는 혈액의 온도를 낮추는 것이다. 피부 온도를 낮추면 차가워진 사지의 정맥과 동맥의 반사적 수축을 가져오면서 확장된 정맥 속에 채워져 있는 혈액의 양을 줄이게 된다. 스펀지 사용이 효과적인 것이 되려면, 그러한 스펀지 사용이 피부 온도를 낮추고 (낮아진 온도를) 유지시켜 주어야만 한다.

최근의 연구는 피부를 물로 적시는 것이 실제로 운동 동안 피부 온도를 낮추지만 열 손실에는 도움이 되지 않는다는 것을 확인시켜 주었다. 그러므로 운동하는 동안 피부를 물로 적시는 것의 효과는 아마도 사지의 정맥으로부터 중추순환계로 어느 정도의 혈액 귀환을 증가시키는가와 관련되어 있을 것이다. 그 결과, 심장으로 되돌아오는 혈액의 양은 증가하며, 이것은 심장이 높은 1회 박출량과 낮은 심박수에서의 높은 심박출량을 유지하는 데 도움을 준다.

허탈된 선수들의 치료

쓰러져서 의식을 잃은 선수들의 진단

만일 쓰러진 선수가 의식을 잃었다면 초기의 차등적 진단은 운동과는 관련이 없을 수도 있는 의학적 상태와-예를 들면, 심장정지, 대발작, 지주막하출혈(subarachnoid hemorrhage), 당뇨병에 의한 혼수-운동과 관련된 장애-특히 일사병, 저나트륨혈증, 심각한 저혈당-일 것이다. 심각한 저혈당은 당뇨병이 없는 피험자들에게서 운동-관련 혼수 상태의 보기 드문 원인이다.

선수들의 허탈에 대처하는 데 가장 중요한 것은 심각한 상태와 그렇지 않은 상태를 구분하는 것이며, 심각한 상태에 있는 환자에 대해 올바른 치료법을 신속하게 시작하는 것이다. 만일 환자가 의식이 없다면 핵심적인 초기 측정은 직장온도이며, 그 다음으로는 심박수와 혈압 측정이 뒤따른다. 만일 직장온도가 41℃를 초과한다면 내려지는 진단은 일사병이며, 앞서 묘사한 치료법에 따라 곧바로 환자 몸을 식혀주어야만 한다.

만일 의식을 잃은 환자의 직장온도가 40℃ 미만이라면, 만일 혈압과 심박수가 현저하게 비정상적이 아니라면 선수는 저나트륨혈증 또는 드물게는 저염소혈증(hypochloremia)과 같은, 역시 뇌부종을 초래하는, 또 다른 전해질 이상일 가능성이 높다. 탈수가, 지구력 선수들에게서 측정된 범위에서 의식불명을 가져온다는 믿음을 뒷받침하는 증거는 아무 것도 없다.

저나트륨혈증의 진단은 혈청 나트륨과 클로라이드 농도를 측정해야만 확인된다. 만일 저나트륨혈증일 것이라고 추측된다면, 진단이 확정될 때까지 환자에게 주어지는 어떠한 정맥 주사라도 용액의 나트륨 농도가 높고(3~5% 식염수) 또한 아주 느린 속도로 주입된다면(시간당 50㎖ 미만) 진단이 지연되더라도 위험은 거의 없다. 대부분의 경우 저나트륨혈증 증상은 환자가 많은 양의 아주 묽은 소변을 배설하기 시작하면서 자연스럽게 해소된다. 혈청 나트륨 농도의 완전한 회복에는 이보다 훨씬 많은 시간이, 통상 많게는 24~48시간까지 소요된다.

증상을 보이는 저나트륨혈증이 수분 과잉으로부터 초래된다는 연구 결과는 쓰러진 선수의 수분 상태에 대한 일부 평가가 필수적임을 말해준다. 탈수임을 시사하는 임상적인 증거로는 피부의 긴장감(turgor) 상실, 쑥 들어간 안구, 입안 건조, 침샘의 분비 억제 때문에 침을 뱉을 수 없는 것을 포함하며 이러한 것들은 탈수 수준이 5% 또는 그 이상일 때 나타난다. 만일 선수가 자신의 배가 부르며 가득 찬 듯하다는 느낌을 이야기하고, 경주 동안 맑은 색의 액체를 구토했다고 한다면 수분 과잉일 가능성이 높다.

후자는 위와 소장의 액체 축적을 암시하는데, 이것은 탈수의 특징이 아니다. 도움이 되는 또 다른 징후는 반지, 참가자에게 제공되는 신원확인용 팔찌, 또는 시계 줄이 꽉 끼이는 것 같은 느낌을 받는 것이다. 경주 중에 시계 줄을 느슨하게 만들어야 했다는 것을 선수가 말하는 경우도 실제로 있을 것이다. 철인 삼종 경기에서 끼는 신원확인용 팔찌의 조임 정도는 유용한 정보를 제공할 수 있다. 왜냐하면 이러한 팔찌는 경주 전에 끼며 통상 느슨하게 해놓기 때문이다. 팔찌나 시계를 쉽게 움직일 수 없다면 이것은 수분 과잉임을 암시한다. 손등과 정강뼈(tibia) 앞부분이 눈에 띄게 부었다면, 폐 속에 물이 있는 경우처럼(폐부종) 이것 또한 수분 과잉을 가리킨다. 기침을 하면서 혈액 섞인 가래가 나올 때는 폐 속에 물이 들어 있다는 것을 암시한다.

정신이 혼란 상태에 있지만 정상적인 직장온도와 혈액 나트륨 농도인 선수는 저혈당일 수도 있다. 운동으로 인한 저혈당증은 간의 글루코스 생산이 근육으로의 혈액 글루코스 흡수 속도보다 느려질 때 나타난다. 저혈당증은 4시간 미만 지속되는 장거리 경주에서, 특히 이러한 경주 이전 또는 동안에 충분한 양의 탄수화물을 먹거나 마시지 않은 선수에게서, 더욱 보편적으로 발생한다. 이보다 짧은 지속시간의 경주 동안에는, 높아진 운동 강도로 인해 저혈당이 아닌 다른 요인이 간 글리코겐 저장량의 고갈 이전에 피로가 시작되도록 만들 가능성을 증가시킨다.

대부분의 심각한 저혈당증의 경우, 의식 수준에 따라 정맥 주사를 통한 글루코스 보충이 결정되며, 50% 용액을 사용한다. 만일 저혈당증이 허탈의 유일한 원인이라면 회복은 항상 빠르다(몇 분 이내). 의식이 있는 환자는 농축 글루코스 용액을 입으로 섭취할 수 있다.

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