심박동수의 중요성

심박동수는 독립적 위험인자이다.

“많은 의사들은 심박동수가 고혈압, 당뇨병, 흡연, 이상지질혈증 처럼 중요한 위험인자라는 사실을 모르고 있다.”

“빠른 심박동수는 생명을 단축시키고 느린 심박동수는 수명을 연장 시킨다.”

“심장질환이나 고혈압 환자를 치료할 때 심박동수를 충분히 감소시켜주면 예후를 호전시킬 수 있을 것이다.”

의학교과서에는 정상맥박수를 1분에서 60-100번으로 지정하고 이 이상일 때 동빈맥(sinus tachycardia), 이 이하일 때 동성서맥(sinus bradycardia)으로 정의하고 있다. 좌심실이 하는 외부적인 일과(external work)와 산소공급량(oxygen consumption)은 수축기 혈압과 심박동수에 의해 결정된다. 그러나 의사들은 수축기 혈압은 잘 측정하면서도 심박동수에 대한 관심은 매우 부족한 것이 현실이다.

지난 수 년 동안 심박동수가 빠르면 빠를수록 심혈관 위험도가 증가한다는 사실과 서맥은 심혈관질환에 도움이 된다는 연구논문들이 많이 발표되었다. 저자가 심박동수에 대한 관심을 갖게 된 것은 1964년에 Stockholm의 Karolinska 의과대학에서 연구원 생활을 할 때였다. 미국이나 캐나다에서는 운동부하 검사도 하지 않고 있던 그 당시 Karolinska대학에서는 bicycle ergometer를 이용하여 심박동수 170/min에서 work capacity를 측정하여 심장기능을 측정하고 있었으며, 그때 Sweden의 체육대학연구실을 방문하면서 마라톤 수영 등 국가대표 운동선수들의 평균 심박동수가 1분에 35회라는 사실을 알게 되었다.

심장은 인체에서 자동차의 엔진과 같은 기능을 한다. 자동차의 주행 속도가 빠르면 빠를수록 엔진의 수명이 짧아지는 것처럼 인간에서도 그럴 가능성이 있다. 이미 1980년에 심박동수가 1분에 89 이상일 때 79 이하에 비해 심혈관질환 사망률이 증가한다는 연구가 발표되었다(Heart rate as a prognostic factor for coronary heart disease and mortality: findings in three chicago epidemiologic studies. Am J epidemiologic studies. Am J Epidemiol 1980; 112:736-49). 1985년에는 Framingham연구에서도 유사한 결과가 발표되었다(Am Heart J 1985;109:876-85).

1991년에는 미국의 NHANES 연구가 발표되었는데 이 연구에서 대상자들을 6-13년간 추적한 결과 심박동수가 1분에 84 이상일 때 74 이하에 비해 심혈관질환 사망률이 37% 증가하였다. 이 연구결과는 백인과 흑인 남녀 모두에서 나타났는데 특히 흑인여성에서는 심박동수가 높은 군에서 사망률이 무려 3배였다(Am Heart J 1991;121:172-7).

1993년에는 Framingham연구에서 고혈압 환자의 심박동수와 사망률의 상관관계가 보고되었다(Am Heart J 1993;125:1148-54). 연구는 36년간의 추적결과인데 고혈압환자에서 연령을 교정한 2년간의 사망률은 심박동수가 증가할수록 증가한다고 보고하였다(Fig 1).

Fig 1. 고혈압환자에서 휴식시 심박동수와 관상동맥질환(CHD), 심혈관질환(CVD), 총사망률의 관계

 이 슬라이드가 보여주듯이 각종 사망률을 심박동수가 65 이하에서 가장 낮으며 85 이상에서 가장 높다. 그러므로 고혈압을 치료할 때 휴식시 심박동수를 65 이하로 유지하는 것이 바람직할 것이다. 또 하나의 연구에서도 남녀모두에서 심박동수가 64 이하에서 사망률이 가장 낮았으며 79 이상에서 가장 높았다(Fig 2).

 Fig 2. 남성과 여성에서 휴식시 심박동수와 사망률의 비교

심박동수와 사망률에 대한 연구는 이태리와 프랑스에서도 보고되었다. The MATSS연구는 40에서 69세의 건강한 이태리 남성에서 이루어졌는데 심박동수가 빠른 군에서 총 사망률은 52%, 심혈관질환 사망률은 63% 증가한다고 보고하였다.

2001년에는 프랑스에서 고혈압 치료중인 환자를 제외한 16세부터 95세의 남성 125,513명과 여성 96,301명에서 심박동수가 60 이하, 60-79, 80 이상의 군으로 나누어 8년간 관찰 하였다. 이 연구에서는 Pulse Pressure(PP)도 50mmHg 이하, 50-64mmHg, 65mmHg 이상의 군으로 나누어 연구하였다. 이 연구에서 심박동수가 80 이상이면서 PP가 65mmHg 이상인 군에서 심박동수가 68 이하이고 PP가 50mmHg 이하인 군에 비해 심혈관 사망률이 젊은 남성에서는 5.4배, 노인 남성에서는 3.7배로 증가하였다. 그러나 여성에서는 PP와 심박동수가 심혈관질환 사망률과는 중요한 상관관계를 보이지 않았다(J of Hypertension 2001;19:863-9).

65세 이상의 노인에서 심박동수와 심혈관질환 사망률의 상관관계가 Cardiovascular Study in the Elderly에서 발표되었다(Arch of Int Med 159:585-92). 이 연구는 이태리에서 시행되었으며 심박동수가 가장 빠른 25%는 심박동수가 80/min 이상이었으며 심박동수가 가장 느린 25%는 64/min 이하였다. 이 연구에서 심박동수가 가장 빠른 군에서는 심혈관 사망률이 55% 증가하는 반면 심박동수가 가장 느린 군에서는 사망률이 35% 감소하였다. 체중, 고혈압, 당뇨병, 협심증, 심근경색증의 과거력 등을 교정한 분석에서도 심박동수가 빠른 군에서 심혈관 사망률이 38% 증가하였으며 심박동수가 느린 군에서는 사망률이 18% 감소하였다. 이 연구의 Cox multiple regression analysis에서 심혈관질환 사망률의 예측인자(predictor)는 심박동수(P＜ .001), 연령(P＜.001), 심혈관질환(P＜ .001), 심부전증(P=.001), 당뇨병(P=.001), 고혈압(P=.02), 중성지방(P=.04)으로 나타났다. 그러나 총 콜레스테롤, HDL-Cholesterol, 흡연은 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 이 연구결과는 심박동수가 노인에서도 아주 중요위험인자라는 사실을 보여주며, 노인에서 이상적인 심박동수는 64/min 이하라는 것을 의미한다.

Systolic Hypertension in Europe(Syst-Eur)에서도 약물투여를 받지 않는 placebo군에서 심박동수와 사망률은 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 이 연구에서 심박동수가 79/min 이상인 군(총 환자의 25%)은 심박동수가 79/min 이하인 군에 비해 사망률이 1.89였다. Cox regression analysis에서는 사망의 예측인자는 심박동수(P＜.001), 연령(P＜.001), 평균 creatinine level(P=.001), 당뇨병(P=.001), 심혈관질환의 과거력(P=.01), 중성지방(P=.02), 수축기 혈압의 상승(P=.05)이였다. 그러나 총 콜레스테롤 수치는 유의한 인자가 아니었다. 이 연구결과는 이미 언급한 Cardiovascular Study in the Elderly연구와 같은 결과를 얻었으며 고혈압환자 치료에서 심박동수는 가장 중요한 위험인자의 하나임을 입증한 것이다.

이 두 연구 모두에서 노인에서 심박동수는 콜레스테롤 수치보다 더 중요한 위험인자로 나타냈다. 그렇다면 맥박수가 빠른 환자에서 심혈관질환 사망률이 증가하는 이유는 무엇인가? 여기에 대한 확실한 증거는 찾을 수 없으나 몇 가지 가능성을 제시할 수 있다.

1) 규칙적으로 유산소 운동을 하면 운동중 뿐만 아니라 휴식상태에서도 심박동수가 감소하며 운동을 전혀 하지 않는 사람에서 심박동수가 증가한다.

2) 심박동수는 교감신경계와 부교감신경계의 균형에 의해 유지된다. 누운 자세에서의 심박동수는 교감신경계의 활성화를 의미하여(Journal of hypertension 16(11):1635-39), 심박동수가 빠른 환자에서 혈장 norepinephrine이 증가하며 근육의 교감신경도 활성화한다고 보고되었다. 교감신경계가 장기적으로 활성화되면 심혈관계에 나쁜 결과를 초래할 것이다.

3) 심박수가 증가할수록 수축기는 증가하는 반면 이완기는 감소한다. 심주기(cardiac cycle)는 박출기 또는 수축기(ejection period)와 이완기(filling period)로 나뉘어지는데 심박동수가 증가하면 1분에 수축기가 차지하는 시간은 증가하고 이완기는 감소한다.

예를 들어 심박동수가 1분에 60일 때 수축기는 0.37초 정도 이며 이완기는 0.63정도가 된다. 그러나 심박동수가 1분에 100 이상일 때 수축기는 0.30초 정도로 소폭 감소하지만 이완기는 0.30초로 대폭 감소할 것이다. 이것을 1분 단위로 환산하면 심박동수가 1분에 60일 때 수축기는 21.6초이고 이완기는 38.4초이다. 그러나 심박동수가 1분에 100이상으로 증가하면 수축기는 30초로 증가하고 이완기는 30초로 감소한다. 결과적으로 좌심실의 산소 소비량은 증가하지만 심장근육에 혈류를 공급할 수 있는 시간은 짧아진다.

4) 또 하나의 잘 알려져 있지 않은 사실은 심박동수가 증가할수록 경직성(stiffness)과 맥파전도속도(pulse wave velocity)가 증가하며 이것은 내피에 손상을 줄 수 있다(Hypertension 42:253, Journal of physiology 2000;521:263-70).

5) 유럽과 미국에서 시행된 3개의 대규모 연구(Belgian Study, Tecumseh Study, Harvest trial)를 종합 분석한 결과 빈맥현상은 인구의 약20-25%에서 발견되며, 이런 사람에서 고혈압, 고지혈증 그리고 공복혈당이 증가하는 것으로 나타났다. 이 세 가지의 이상현상은 교감신경계 활성화가 그 원인으로 분석 된다(Hypertension 1997;30:1267-73).

그렇다면 심박동수를 감소시키면 심혈관질환 사망률을 감소시킬 수 있는가? 이에 대한 대규모 임상연구는 이루어지지 않았다. 그러나 심근경색 환자에 대한 연구의 META분석에서 부정맥치료제와 칼슘길항제에 비해 베타차단제는 심박동수를 유의하게 감소시키고 사망률도 감소시켰다(JAMA 1993;270:1589-96). 또한 carvedilol은 만성심부전증 환자에서 사망률을 감소시킬 수 있었으나 이 효과는 심박동수가 82/min 이상의 환자에서만 관찰되었다(N Eng/J Med 1996;334:1349-55). 이 연구결과들은 만성심근경색증과 심부전증에서 심박동수가 빠르면 빠를수록 위험도가 높으며 이것을 베타차단제로 교정하면 사망률을 감소시킬 수 있음을 의미한다.

여러 가지 역학검사결과를 종합하여 분석한 결과 Palatini는 휴식시 정상 심박동수는 100/min이하가 아니라 86-85/min이하로 규정되어야 한다고 주장하고 있다(Hypertension. 1999;33:622-5). 그러나 심박동수는 나이가 들면서 점차 감소한다. 그러므로 저자의 의견은 이상적인 심박동수는 10대에서 80-90/min, 20-30대에서는 70-80/min, 40-50대에서는 60-70/min, 60-80대에서는 50-60/min이다.

특히 심근경색증, 심부전증, 협심증 환자 같은 고위험 군에서 심장의 부하를 감소시키는 것은 중요하다. 그러므로 이런 환자에서 베타차단제를 사용하여 심박동수를 50에서 60정도로 감소시키는 것이 좋을 것이다. 저자는 이런 환자가 현기증과 무기력증을 호소하지 않는다면 심박동수가 45에서 55정도가 가장 바람직하다는 생각으로 환자를 치료하고 있으며 심박동수는 수축기 혈압과 같이 낮으면 낮을수록 더 유리하다는 가능성이 있다.

이 연구들의 교훈은 무엇인가?

고혈압 또는 심장질환 환자를 치료할 때 수축기혈압 뿐만 아니라 심박동수도 같이 측정하고 심박동수에 대한 충분한 고려가 필요하다. 필요이상의 심박동수는 심장의 불필요한 energy의 소모를 의미하며 환자의 상태를 악화시킬 수 있다. 심박동수가 빠른 사람은 지속적 유산소운동을 통해 심박동수를 감소시키면 심혈관질환 예방에 도움이 될 것이다. 고혈압이나 심장질환이 있는 환자에서는 서맥 효과가 있는 베타차단제를 사용하여 심박동수를 1분에 60이하로 감소시킴으로써 환자의 예후를 개선시킬 수 있을 것이다

Editor's Note: Original Article by 이종구 교수*57