Resting heart rate as a fitness and health indicator

Abstract

안정 시 심박수(RHR, Resting Heart Rate)는 의학적 검사 없이 측정 가능한 가장 단순하고 정보가 풍부한 심혈관 건강 지표 중 하나다. Jensen과 Suadicani(2013)의 이 관찰 연구는 외견상 건강한 중년 남성의 RHR과 16년 추적 기간에 걸친 심혈관 사망 위험 사이의 관계를 검토했으며, 코펜하겐 남성 연구(Copenhagen Male Study)의 일부로 수행되었다. 이 연구는 직업 활동 연령 남성의 심혈관 위험 인자에 관한 가장 큰 전향적 코호트 연구 중 하나다.

연구는 기준 신체검사에서 측정된 초기 RHR을 가진 2,798명의 남성을 추적하며 사망 원인 문서화를 통해 사망률 결과를 추적했다. 결과는 혈압, 콜레스테롤, 신체 체력, 흡연, 음주를 포함한 전통적인 심혈관 위험 인자와 독립적으로, 높은 RHR과 증가된 사망 위험 사이에 점진적이고 연속적인 관계가 있음을 보여준다. RHR이 80 bpm 이상인 남성은 VO2max 및 다른 체력 지표에 대한 조정 후에도 RHR이 65 bpm 미만인 남성보다 심혈관 사망 위험이 45% 더 높았다. 규칙적인 유산소 운동 훈련은 이전에 앉아서 지내던 개인에서 RHR을 10–20 bpm 낮추며, 이 훈련 유발 RHR 감소는 생물학적으로 의미 있는 보호 기전을 나타낸다.

핵심어: 안정 시 심박수, 심혈관 사망률, 유산소 체력, 부교감신경 톤, 과훈련 모니터링

Introduction

안정 시 심박수는 교감신경(흥분성)과 부교감신경(억제성) 자율신경계 활동의 균형을 반영하며, 그 값은 심장 효율, 혈액량, 자율 조절의 설정값에 대한 정보를 측정하기 쉬운 단일 숫자로 통합한다. 낮은 안정 시 심박수는 심장이 각 박동당 더 많은 1회박출량을 방출하기 때문에(심장 효율) 또는 안정 시 신체의 대사 요구가 더 적은 심장 일을 필요로 하기 때문에 더 적은 분당 박동으로 충분한 심박출량을 만들어 낸다는 것을 나타낸다 [1].

일반 성인 집단에서 RHR 값은 엘리트 지구력 선수의 약 40 bpm에서 심각하게 컨디션이 나쁘거나 만성적으로 스트레스를 받는 개인의 100 bpm 이상까지 다양하다. 60–100 bpm의 '정상' 임상 범위는 탁월한 심혈관 건강에서 무증상 심혈관 기능 장애까지 놀랍도록 넓은 생리적 상태 스펙트럼을 포괄한다. 역학적 근거는 이 정상 범위 내에서도 낮은 RHR이 더 나은 건강 결과와 강하게 연관되며, HRmax 근처의 RHR은 '최적'의 의미에서 '정상'으로 간주되어서는 안 된다는 것을 점점 더 강력히 시사한다 [2].

높은 RHR과 불량한 건강 결과를 연결하는 기전은 다양하다. 높은 RHR에 반영되는 만성적으로 상승된 교감신경 톤과 미주신경(부교감신경) 활성 감소는 혈소판 응집, 혈관 내피 기능 장애, 동맥 경직, 염증성 사이토카인 생성을 촉진한다. 더 높은 심박수는 심근 산소 요구와 관상동맥에 대한 혈류역학적 스트레스의 속도를 증가시키기도 하여, 잠재적으로 죽상동맥경화증 플라크 발달과 파열을 가속화할 수 있다 [3].

규칙적인 유산소 운동은 RHR을 낮추는 가장 강력한 비약리학적 도구다. 이전에 앉아서 지내던 개인에서 8–16주의 중등도에서 격렬한 유산소 훈련으로 RHR의 10–20 bpm 감소가 일상적으로 달성되며, 이는 주로 심장 부교감신경 톤 향상과 심박출량 유지에 필요한 심박수를 낮추는 1회박출량 증가를 통해 이루어진다. 이 훈련 유발 RHR 감소는 훈련 중단 후 수주에서 수개월 동안 지속된다가 훈련 전 수준으로 서서히 돌아간다 [4].

장기적 체력 지표로서의 가치를 넘어, 일일 RHR 모니터링은 급성 회복 상태에 대한 거의 실시간 정보를 제공한다. RHR은 수면 품질, 심리적 스트레스, 알코올 섭취, 질병, 누적 훈련 피로에 민감하며, 이 모든 것이 아침 안정 시 심박수를 2–10 bpm 높인다. 이 민감성이 RHR을 훈련-회복 균형을 최적화하려는 선수와 피트니스 애호가를 위한 접근 가능한 생체지표로 만든다.

Methods

연구 설계 및 집단

코펜하겐 남성 연구(CMS)는 1970–71년에 시작된 전향적 직업 코호트 연구로, 14개 대형 덴마크 기업의 남성 직원 5,249명을 모집했다. Jensen과 Suadicani(2013)의 현재 분석은 1985–86년 추적 검사의 2,798명 생존 참가자(평균 연령 58.5세) 데이터를 사용했으며, 덴마크 국가 사망 원인 등록소를 통해 2001년까지 사망률을 추적했다 [5].

현재 분석의 포함 기준에는 완전한 기준 RHR 측정, 1985–86년 검사 시 알려진 심혈관 질환 부재, 심혈관 위험 인자 조정을 위한 완전한 공변량 데이터가 필요했다. 관찰된 RHR이 약리학적이 아닌 생리적 심장 조절을 반영하도록 베타 차단제 또는 다른 심박수 변경 약물을 복용 중인 남성은 제외했다.

안정 시 심박수 측정

안정 시 심박수는 표준 임상 절차를 사용하여 측정했다. 참가자들은 조용한 검사실에서 10분간 앙와위로 쉰 후 ECG 기반 심박수 결정을 시행했다. 심박수는 QRS 복합체 수에 6을 곱하여 10초 리듬 스트립에서 계산했다. 이 방법은 표준화된 휴식 기간이 유지될 때 우수한 재현성(변동계수 약 4–6%)을 제공한다 [6].

참가자들은 분석을 위해 네 가지 RHR 범주로 분류되었다: - 범주 1: RHR ≤65 bpm (n = 690) - 범주 2: RHR 66–75 bpm (n = 974) - 범주 3: RHR 76–85 bpm (n = 703) - 범주 4: RHR >85 bpm (n = 431)

공변량 평가

연구는 잠재적 교란 변수의 광범위한 집합을 측정하고 조정했다:

VO2max에 대한 조정은 분석이 RHR이 전반적인 유산소 체력과 독립적으로 사망률을 예측하는지 아니면 단순히 체력 수준의 대리 지표인지를 결정할 수 있게 해 준다 [7].

통계 분석

RHR 범주에 걸친 심혈관 및 전체 원인 사망률에 대한 위험비(HR)를 계산하기 위해 범주 1(RHR ≤65 bpm)을 참조 그룹으로 하여 콕스 비례 위험 회귀를 사용했다. 모델은 순차적으로 구성되었다. 모델 1은 나이만 조정했고, 모델 2는 생활습관 인자를 추가했으며, 모델 3은 심혈관 위험 인자를 추가로 조정했고, 모델 4는 VO2max를 추가했다. 모델에 걸친 위험비의 변화는 RHR이 각 잠재적 매개 또는 교란 변수와 독립적으로 사망률을 예측하는 정도를 보여준다 [8].

Results and Discussion

주요 사망률 결과

16년 추적 기간 동안 1,082명(38.7%)이 사망했으며, 이 중 440명이 심혈관 원인으로 사망했다. RHR은 심혈관 및 전체 원인 사망률과 강한 점진적 관계를 보였다:

결정적으로 높은 RHR과 증가된 사망 위험 사이의 연관성은 VO2max에 대한 조정 후에도(모델 4) 지속되어, RHR이 단순히 체력의 대리 지표가 아닌 뚜렷한 생물학적 경로를 가진 독립적 예측인자임을 보여준다. 이는 동일한 유산소 체력(동일한 VO2max)을 가진 두 개인이 RHR 값이 다르면 의미 있게 다른 심혈관 위험을 가질 수 있다는 것을 의미한다 [9].

체력을 넘어선 독립적 예측인자로서의 RHR

RHR이 VO2max와 독립적으로 사망률을 예측한다는 발견은 중요한 기전적 함의를 가진다. VO2max는 운동 용량과 말초 산소 이용을 반영하며, RHR은 안정 시 자율신경계 균형을 반영한다. 이것들은 관련되어 있지만 심혈관 건강의 서로 다른 차원이다. 중간 VO2max이지만 낮은 RHR(높은 미주신경 톤을 반영)을 가진 개인은 더 높은 VO2max이지만 상승된 RHR(만성 교감신경 활성화를 반영)을 가진 개인보다 더 나은 심혈관 예후를 가질 수 있다 [10].

이 구분은 중간 VO2max 값(45–50 ml/kg/min)이지만 매우 낮은 RHR(38–42 bpm)을 가진 일부 지구력 훈련 선수가 탁월한 심혈관 수명을 보이는 이유를 설명한다.

훈련 유발 RHR 감소

중요한 중재 질문은 운동 훈련을 통해 의도적으로 RHR을 낮추는 것이 관찰 데이터가 시사하는 사망 위험 감소를 만들어 내는가이다. RCT 사망률 근거는 수십 년의 추적이 필요해 이용할 수 없지만, 기전적 및 단기 중재 근거는 이 해석을 강력히 지지한다.

이러한 감소는 향상된 미주신경 톤을 반영하는 심박수 변이도(HRV, Heart Rate Variability) 개선과 심장 구조 적응을 반영하는 1회박출량 증가를 동반한다 [11].

회복 모니터링 도구로서의 RHR

장기적 건강 결과를 넘어, 일일 RHR 변동성은 실행 가능한 훈련 회복 정보를 제공한다. 선수의 일일 아침 RHR 측정을 사용한 연구들은 다음을 발견했다: - 개인 기준치보다 5–7 bpm 상승은 회복 저하를 나타내며 70–80% 민감도로 운동 성능 저하를 예측 - 지속적 상승(3일 이상 >7 bpm)은 과도달 또는 질병을 나타내며 훈련 감소가 필요 - 기준치이거나 그 이하의 RHR은 적절한 회복과 고강도 훈련 준비를 확인 [12]

Practical Applications

안정 시 심박수 측정

정확하고 일관된 RHR 추적을 위해:

1. 타이밍: 침대에서 일어나거나 스마트폰을 확인하기 전 기상 즉시 측정
2. 자세: 측정 전 2분간 앙와위 유지
3. 방법: 60초 전체 동안 심박수 계수(편의를 위해 30초 × 2)
4. 장비 선택: 맥박 산소측정기, 24시간 HR 모니터링이 있는 피트니스 트래커/스마트워치, 또는 수동 요골맥박 촉진
5. 빈도: 활동적인 훈련 기간 동안 매일; 그 외에는 최소 주 1회

RHR 값 해석

RHR을 사용하여 훈련 회복 모니터링하기

회복 주 동안 7회 이상 연속 아침 측정을 평균하여 '기준' RHR을 설정한다. 그런 다음 기준에서의 일일 편차를 사용한다:

• +0~+4 bpm: 정상 변동. 계획대로 훈련.
• +5~+7 bpm: 중간 정도 상승. 강도 또는 볼륨을 20–30% 줄이는 것을 고려.
• +8~+10 bpm: 유의한 상승. 계획된 고강도 세션을 존1 능동 회복으로 대체.
• >10 bpm: 두드러진 상승. 휴식일 또는 가벼운 걷기만. 원인(질병, 수면 부족, 과도한 이전 훈련) 조사.

RHR 감소를 위한 유산소 훈련 전략

다음 프로토콜은 앉아서 지내는 개인에서 중간 정도로 활동적인 개인에게 12주에 걸쳐 8–15 bpm의 RHR 감소를 만들어 내는 강력한 근거를 가지고 있다:

1단계(1–4주): 기반 구축 - 주 3–4회 HRmax의 65–75%에서 30–40분 세션(존2) - 강도보다 일관성에 집중 - RHR 감소 예상: -3~-5 bpm

2단계(5–8주): 강도 추가 - 주 3회 존2 세션(각 40–50분) - 주 1–2회 HIIT 세션(4×4 방식 또는 동등) - 누적 RHR 감소: -5~-10 bpm

3단계(9–12주): 점진적 강도 - 존2 세션 3회 유지 - HIIT를 주 2회로 늘리고 더 높은 볼륨으로 - 누적 RHR 감소: -8~-15 bpm

장기 RHR 목표

규칙적인 운동자를 위한 합리적인 장기 목표는 상당히 낮은 심혈관 위험과 연관되고 의미 있는 심장 적응을 반영하는 RHR 60 bpm 이하를 달성하는 것이다. 대부분의 개인에게 이는 단일 단기 훈련 블록이 아닌 6–12개월에 걸쳐 유지되는 일관된 유산소 훈련(주 150–300분)을 필요로 한다.