정맥환류는 무엇이 결정하는가 — 심박출량을 만드는 또 하나의 축

심박출량은 심장의 펌프 기능만으로 결정되지 않는다. 정맥에서 심장으로 얼마나 혈액이 들어오느냐, 즉 정맥환류(venous return)가 심박출량의 또 다른 결정 인자이다.

❶ 생각해 보셨나요?

심장이 열심히 펌프질을 해도 들어오는 혈액이 없으면 내보낼 것도 없다. 정맥환류량과 심박출량은 항상 같아야 한다 — 혈액이 어딘가로 증발하지는 않으니까.

그렇다면 정맥환류를 결정하는 인자는 무엇인가? 심장으로 들어가는 양을 결정하는 것이 또 심장이기도 하고, 여러 요소가 복잡하게 얽혀 있어 분석이 쉽지 않다.

과학자들은 동물 모델에서 심장과 폐를 제거하고 인공 장치로 대체한 뒤, 순수하게 순환계만을 분석했다. 이 환원주의적 접근을 통해 세 가지 인자가 확인되었다.

우심방압(right atrial pressure): 우심방 압력이 높아지면 정맥에서 심장으로 들어오려는 흐름에 저항이 생긴다. 우심방이 “들어오지 말라”고 밀어내는 것이다. 우심방압이 높을수록 정맥환류는 감소한다.
평균 순환 충만압(mean systemic filling pressure, MSFP): 심장이 전혀 기능하지 않아도 순환계 전체에는 일정한 압력이 존재한다. 이것이 MSFP이다. 이 압력은 혈액이 심장 쪽으로 흐르려는 힘, 즉 정맥환류의 원동력이 된다. 정상값은 약 7 mmHg.
정맥환류 저항(resistance to venous return): 정맥혈이 심장으로 돌아오는 경로의 저항이다. 저항이 클수록 정맥환류는 감소한다.

이 세 인자를 x축(우심방압), y축(정맥환류량)으로 표현하면 정맥환류곡선(venous return curve)이 된다.

우심방압이 0일 때 정맥환류는 약 5 L/min — 심박출량과 같다.
우심방압이 증가할수록 정맥환류는 급격히 감소한다. 정맥계는 파이프가 아니라 늘어날 수 있는 주머니이기 때문에, 저항이 생기면 혈액이 정맥에 저류되어 들어오지 않는다.
우심방압이 MSFP(약 7 mmHg)에 도달하면 정맥환류는 0이 된다 — 압력 차이가 없으니 흐름도 없다.
우심방압이 음압이 되면 정맥환류는 더 이상 늘지 않는다. 음압이 되면 정맥이 허탈(collapse)되어 흐름이 제한되기 때문이다.

정맥환류곡선을 이해하는 이유는 심박출량곡선과 함께 살펴보기 위해서이다. 두 곡선이 만나는 점이 실제 심박출량과 우심방압이 결정되는 지점이다. 심장이 얼마나 잘 뛰는가(심박출량곡선)와 얼마나 잘 채워지는가(정맥환류곡선), 이 두 축이 함께 작동해야 순환이 유지된다.