• 제목/요약/키워드: adaptive capacity

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운동훈련(運動訓練)에 대(對)한 심폐기능(心肺機能)의 적응(適應)에 관(關)한 연구(硏究) (Cardio-pulmonary Adaptation to Physical Training)

  • 조강하
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제1권1호
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    • pp.103-120
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    • 1967
  • As pointed out by many previous investigators, the cardio-pulmonary system of well trained athletes is so adapted that they can perform a given physical exercise more efficiently as compared to non-trained persons. However, the time course of the development of these cardio-pulmonary adaptations has not been extensively studied in the past. Although the development of these training effects is undoubtedly related to the magnitude of an exercise load which is repeatedly given, it would be practical if one could maintain a good physical fitness with a minimal daily exercise. Hence, the present investigation was undertaken to study the time course of the development of cardio-pulmonary adaptations while a group of non-athletes was subjected to a daily 6 to 10 minutes running exercise for a period of 4 weeks. Six healthy male medical students (22 to 24 years old) were randomly selected as experimental subjects, and were equally divided into two groups (A and B). Both groups were subjected to the same daily running exercise (approximately 1,000 kg-m). 6 days a week for 4 weeks, but the rate of exercise was such that the group A ran on treadmill with 8.6% grade for 10 min daily at a speed of 127 m/min while the group B ran for 6 min at a speed of 200 m/min. In order to assess the effects of these physical trainings on the cardio-pulmonary system, the minute volume, the $O_2$ consumption, the $CO_2$ output and the heart rate were determined weekly while the subject was engaged in a given running exercise on treadmill (8.6% grade and 127 m/min) for a period of 5 min. In addition, the arterial blood pressure, the cardiac output, the acid-base state of arterial blood and the gas composition of arterial blood were also determined every other week in 4 subjects (2 from each group) while they were engaged in exercise on a bicycle ergometer at a rate of approximately 900 kg m/min until exhaustion. The maximal work capacity was also determined by asking the subject to engage in exercise on treadmill and ergometer until exhaustion. For the measurement of minute volume, the expired gas was collected in a Douglas bag. The $O_2$ consumption and the $CO_2$ output were subsequently computed by analysing the expired gas with a Scholander micro gas analyzer. The heart rate was calculated from the R-R interval of ECG tracings recorded by an Offner RS Dynograph. A 19 gauge Cournand needle was inserted into a brachial artery, through which arterial blood samples were taken. A Statham $P_{23}AA$ pressure transducer and a PR-7 Research Recorder were used for recording instantaneous arterial pressure. The cardiac output was measured by indicator (Cardiogreen) dilution method. The results may be summarized as follows: (1) The maximal running time on treadmill increased linearly during the 4 week training period at the end of which it increased by 2.8 to 4.6 times. In general, an increase in the maximal running time was greater when the speed was fixed at a level at which the subject was trained. The mammal exercise time on bicycle ergometer also increased linearly during the training period. (2) In carrying out a given running exercise on treadmill (8.6%grade, 127 m/min), the following changes in cardio·pulmonary functions were observed during the training period: (a) The minute volume as well as the $O_2$ consumption during steady state exercise tended to decrease progressively and showed significant reductions after 3 weeks of training. (b) The $CO_2$ production during steady state exercise showed a significant reduction within 1 week of training. (c) The heart rate during steady state exercise tended to decrease progressively and showed a significant reduction after 2 weeks of training. The reduction of heart rate following a given exercise tended to become faster by training and showed a significant change after 3 weeks. Although the resting heart rate also tended to decrease by training, no significant change was observed. (3) In rallying out a given exercise (900 kg-m/min) on a bicycle ergometer, the following change in cardio-vascular functions were observed during the training period: (3) The systolic blood pressure during steady state exercise was not affected while the diastolic blood Pressure was significantly lowered after 4 weeks of training. The resting diastolic pressure was also significantly lowered by the end of 4 weeks. (b) The cardiac output and the stroke volume during steady state exercise increased maximally within 2 weeks of training. However, the resting cardiac output was not altered while the resting stroke volume tended to increase somewhat by training. (c) The total peripheral resistance during steady state exercise was greatly lowered within 2 weeks of training. The mean circulation time during exorcise was also considerably shortened while the left heart work output during exercise increased significantly within 2 weeks. However, these functions_at rest were not altered by training. (d) Although both pH, $P_{co2}\;and\;(HCO_3-)$ of arterial plasma decreased during exercise, the magnitude of reductions became less by training. On the other hand, the $O_2$ content of arterial blood decreased during exercise before training while it tended to increase slightly after training. There was no significant alteration in these values at rest. These results indicate that cardio-pulmonary adaptations to physical training can be acquired by subjecting non-athletes to brief daily exercise routine for certain period of time. Although the time of appearance of various adaptive phenomena is not identical, it may be stated that one has to engage in daily exercise routine for at least 2 weeks for the development of significant adaptive changes.

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기후변화 건강 취약성 평가지표 개발 (Development of a Climate Change Vulnerability Index on the Health Care Sector)

  • 신호성;이수형
    • 환경정책연구
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    • 제13권1호
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    • pp.69-93
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    • 2014
  • 본 저자는 IPCC 기후변화 취약성 평가 모형에 근거하여 취약성 지표를 선정하고 실증자료를 구축하여 전국 시군구 행정단위 수준의 기후변화 건강 취약성 지표를 개발하였다. 건강 취약성 지표는 선행연구와 달리 매개체 감염병, 홍수, 폭염, 대기오염/알레르기의 네 가지 건강영향별로 취약성을 평가할 수 있도록 개발하였고, 건강영향별 기후변화 취약성은 다양한 요인에 의해 발생함을 고려하여 특정 건강영향의 취약성을 여섯 가지 하부 지표(기상요소, 기후변화 건강영향(질환), 환경요소, 건강위험 취약계층, 사회여건, 보건의료체계)로 분해하여 위험요인별 기후변화 취약성을 살펴볼 수 있도록 하였다. 취약성 지표는 이론적 모형과 국내외 참고문헌을 바탕으로 가급적 우리나라 실정에 맞게 선정하였다. 지표 산출방식은 복합지표산정의 구체적인 방법에 따라 산출하였고, 이를 위하여 자료의 표준화, 가중치 계산, 산출된 지표의 합산방법 등에 신중을 가하였다. 표준화 방법으로는 자료의 극단값을 이용하는 Min-Max법을, 가중치는 위계적 계층분석법(AHP)에 의한 가중치를, 지표 합산방법은 비보상성 다기준 합산방법을 이용하였으며, 가중치 산정에 있어서 위계적 계층분석법외 예산배분법(BA)에 의한 가중치를 사용하여 가중치의 신뢰도를 고려하였다. 개별 지표는 단순 합산할 경우 지표에 따라서는 특정지표의 영향이 다른 지표에 의해 상쇄되어 버릴 수 있는 개연성을 줄이기 위해 지표의 합산과정에서 나타나는 보상성을 보정하였고, 합산방법을 달리하여 분석결과의 민감도를 평가하였다. 개발된 지표 적용결과, 기후변화 건강 취약성이 낮은 지역은 부산광역시가 10개 구로 가장 많았고 경상남도 4개 시군구, 서울, 인천, 전라남도가 각 3곳, 경기도, 충청남도, 울산이 각각 1곳으로 나타났다. 건강영향별 기후변화 취약성 평가결과, 매개체 감염병은 남부지방을 중심으로 특히 전라도, 경상남도, 충청도 해안가를 중심으로 취약했으며, 홍수로 인한 기후변화 취약성은 남해안과 서해안, 강 주변 지역에서, 폭염으로 인한 기후변화 취약성은 대도시나 그 주변 지역에서 높았다. 대기오염/알레르기로 인한 기후변화 취약성은 다른 건강영향과 달리 강원도, 경상북도 이외에 서울, 부산, 대구, 인천, 대전 등의 대도시와 경기도 일부 지역을 포함하여 70여 개의 시군구에서 취약한 것으로 나타났다. 기 개발된 기후변화 건강 취약성 지표는 시도, 지자체가 기후변화 적응대책 세부 시행계획을 수립해야 하는 현시점에서 건강에 대한 기후변화 취약성 정도를 파악하는 데 유용하게 사용될 것이며, 하부지표 또한 취약성의 중요 원인을 파악하는 데 도움이 될 것을 판단된다.

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GCI(Geospatial Correlative Integration) 및 확률강우량을 고려한 인제지역 산사태 취약성도 작성 (Landslide Vulnerability Mapping considering GCI(Geospatial Correlative Integration) and Rainfall Probability In Inje)

  • 이명진;이사로;전성우;김근한
    • 환경정책연구
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    • 제12권3호
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    • pp.21-47
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    • 2013
  • GCI(Geospatial Correlative Integration) 중 Frequency ratio 모델을 적용하여 2006년 태풍 에위니아에 의하여 발생한 강원도 인제 가리산리 지역의 산사태 취약성도를 작성하였다. 또한 연구지역의 미래 확률강우량을 적용하여 미래 목표연도별 산사태 취약성도를 작성하였다. 산사태 취약성와 관련된 요인으로는 기후노출은 확률강우량, 민감도는 지질, 지형도(경사, 경사방향, 곡률도), 토양도(토양 지형, 토질, 토양 배수, 토양 모재 및 유효토심) 및 적응능력으로 는 임상도(영급, 경급, 소밀도 및 수종) 등을 GIS 기반의 공간 데이터베이스로 구축하였다. 전체 산사태 발생 위치는 470개소며 이 중 50%는 Frequency ratio 및 Neural network 모델의 산사태 발생 지역으로 적용하였으며, 나머지 50%는 취약성도 검증에 활용하였다. 산사태 발생 강우량 임계치는 3일 누적 449mm로 적용하였다. 확률강우량은 1973년부터 2006년까지의 실측 강우량을 정리하여 2106년까지 목표연도별(1년, 3년, 10년, 50년 및 100년) 산사태 취약성도를 작성하였다. 연구결과 연구지역은 경사도가 다른 항목에 비하여 산사태 발생에 높은 가중치를 나타냈으며 경사도 항목의 세부 항목의 산사태 발생과의 상관관계에서는 경사도 $25{\sim}30^{\circ}C$인 지역이 높은 상관관계를 나타냈다. 또한 강우량의 증가에 의하여 미래 산사태 발생 가능성이 매우 높은 지역이 2006년을 기준으로 2100년까지 약 110% 증가하였다. 앞으로 강우량의 변화에 의한 산사태 위험성 분석에 한 축을 차지할 수 있다는 점에서 중요성이 있다. 기존에 확률강우량 변화에 따른 산사태 발생의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측결과를 반영한 연구지역 내 산사태 발생 변화를 시-공간적으로 산정하고, 기존 산정 결과와의 비교를 통해, 향후 기후 변화를 고려한 국내 산사태 관리 방안 수립을 위한 방향을 제시하기 위한 연구라고 할 수 있다. 앞으로 분석모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가된다면 보다 정량적으로 기후변화와 산사태의 상관관계를 파악할 수 있으며, 산사태의 전반적인 관리 및 효율적인 운영 체제 구축을 위하여 기여할 수 있다는 점에서 그 중요성이 있다.

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장거리 (마라톤)선수에서의 전 경기중 심박동수의 변화 (Changes of Heart Rate During Marathon Running)

  • 김인교;이중우;하종식;유연희;최정옥;김기호
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제13권1_2호
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    • pp.1-12
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    • 1979
  • To evaluate the present status of physical fittness of Korean long distance runners, body fat, pulmonary functions, maximal oxygen intake and oxygen debt were measured in 5 elite marathoners (A group), 6 college student runners (B group) and 3 middle school student runners (C group). After laboratory tests, full course marathon running was performed in 2 elite marathoners during which their heart rates were monitored continuously. The results are summerized as follows: 1) Total body fat in all three groups are in the range of 13-15% of their body weight. 2) In all three groups, average values of various pulmonary functions were within the normal limits, but those of tidal volume were higher and respiratory rate were lower in comparison to normal values. These phenomena may represent respiratory adaptations against training. The average resting oxygen consumptions in A,B and C were $322{\pm}23$, $278{\pm}14$ and $287{\pm}16$m1/min, respectively. 3) In all three groups, resting blood pressures were in the normal range, but the resting heart rate was slightly lower in groups A $(56{\pm}3\;beats/min)$ and B $(64{\pm}2\;beats/min)$ and higher in group C $(82{\pm}9\;beats/min)$ in comparison to normal values. These changes in cardiovascular functions in marathoners may also represent adaptive phenomena. 4) During treadmill running the minute ventilation and oxygen consumption of the runners increased lineally with work load in all three groups. When the oxygen consumption was related to heart rate, it appeared to be a exponential function of the heart rate in all three groups. 5) The average maximal heart rates during maximal work were $196{\pm}3$, $191{\pm}3$ and $196{\pm}5\;beats/min$ for groups A,B and C, respectively. Maximal oxygen intakes were $84.2{\pm}3.3\;ml/min/kg$ in group A, $65.2{\pm}1.1\;ml/min/kg$ in group B and $58.7{\pm}0.4\;ml/min/kg$ in group C. 6) In all three groups, oxygen debts and the rates of recovery of heart rate after treadmill running were lower than those of long ditsance runners reported previously. 7) The 40 km running time in 2 elite marathoners was recorded to be $2^{\circ}42'25'$, and their mean speed was 243 m/min (ranged 218 to 274 m/min). The heart rate appeared to increase lineally with running speed, and the total energy expenditure during 40 km running was approximately 1360.2 Calories. From these it can be speculated that if their heart rates were maintained at 166 beats/min during the full course of marathon running, their records would be arround $2^{\circ}15'$. Based on these results, we may suspect that a successful long distance running is, in part, dependent on the economical utilization of one's aerobic capacity.

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이상기후에 의한 재배시설의 취약성 평가 (Vulnerability Assessment of Cultivation Facility by Abnormal Weather of Climate Change)

  • 윤성탁;이용호;홍선희;김명현;강기경;나영은;오영주
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.264-272
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    • 2013
  • 기후변화는 기온의 상승과 강수량의 변화뿐만 아니라 이상기후 발생과 강도 증가의 원인이 되고 있다. 최근의 농업 재배시설의 피해는 기후변화에 의한 강우강도의 증가와 폭설 등에 의해 증가하고 있다. 이와 같이 기후변화에 취약한 부분에 대한 평가와 국가차원의 적응정책이 중요한 시점에 와 있다. 본 연구는 232개 시군구를 대상으로 재배시설의 취약성 평가를 실시하였고 취약성 평가의 기간은 현재는 2000년, 미래는 A1B 시나리오를 기준으로 2020년, 2050년, 2100년에 대한 자료를 취합하였다. 취약성 평가 결과 기후노출과 민감도, 적응능력 모두에 크게 영향을 주었고 취약성 지수가 가장 높은 지역들은 기후노출과 민감도가 높은 지역들이었다. 기후노출은 전라도와 강원도에서 높게 나타났으며 민감도는 대규모 시설재배 단지가 형성된 지역들에서 높게 나타났다. 또한 적응능력은 도 수준에서 차이가 나타났는데 적응능력이 상대적으로 높은 전라남도와 경상북도는 취약성이 상쇄되어 낮은 취약성 지수가 나타났다. SRES A1B 시나리오에 의한 미래 예측결과 우리나라 전반적으로 취약성이 상승했으며 그 상승폭은 2000년대부터 2020년사이에 급격하게 나타났다. 또한 취약성의 향상은 우리나라 전국에 걸쳐 높아졌으며 이는 우리나라의 재배 시설 피해를 주는 기상재해의 위험이 전국적으로 증가할 것을 나타내는 것으로 판단되었다. 본 조사를 통하여 전국 시군구의 이상기후에 대한 재배시설의 취약성을 평가하는 방법으로서 CCGIS를 제시하였으며 그 결과 전국의 기상재해에 대한 기후노출, 민감도, 적응능력들의 분포를 파악할 수 있었다. 또한 취약성 지수가 높은 주요 시군구를 중심으로 주성분 분석의 결과 지역의 취약한 요소들을 판단할 수 있었다. 이는 각 지역별로 이상기후에 대한 재배시설의 대책 마련에 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 본 조사는 선행연구, 전문가를 활용한 델파이조사 등 합리적인 방법을 통하여 이루어졌으나 신뢰성의 향상을 위해서는 재배시설의 피해와 관련된 더욱 상세하고 연관성 있는 자료가 확보되어야 할 것으로 판단되었다.