심장
- 혈액순환 관장, 70회 박동/1분당(신경 · 호르몬 조절) 근육성 기관
- 1회 박동 70mL 박출(1분간 박출량 5L), 평생 30억 번 수축 가능
- 5갈비뼈와 6갈비뼈 사이, 복장뼈sternum 중앙선상 위치, 2/3 정중선 왼쪽 치우침
1. 심장구조
- 심장바닥(위) 심장꼭대기apex ,
- 심방atrium(오른/왼) · 심실venturicle(오른/왼)
- 오른심방 - 삼첨판막 - 오른심실, 왼심방 - 이첨판막(승모판막) - 왼심실
- 심장막 벽쪽심장막 / 심장막안(심장막액 10-20ml→수축 마찰 감소) / 내장쪽심장막
- 판막 → 혈액 역류 방지(심방과 심실의 양측 압력차, 수동적 과정),
- 꼭지근 → 동시수축(심실내압으로 판막이 심방으로 밀려 올라감 방지)
←손상(심장 잡음, 효과적 혈액흐름 방해-역류)
- 혈액의 흐름
위대정맥·아래대정맥·심장정맥굴(심장정맥) → 오른심방 → (삼첨판막) → 오른심실 → (판막)
→ 왼허파동맥·오른허파동맥 → 허파 (허파순환)
→ 왼허파정맥·오른허파정맥 → 왼심방 → (이첨판막) → 왼심실 → (판막)
→ 대동맥 → 동맥 → 소동맥 → 모세혈관 → 소정맥 → 정맥 → 대정맥(위·아래) (온몸순환)
2. 심장근육의 기능적 특징
- 결절조직 + 심장전도근육조직 + 가로무늬 근육조직 → 모두 한꺼번에 수축(율동성, 전도성, 수축성, 흥분성)
- 2개세포(섬유성 골격에 의해 서로 분리, 왼 · 오른심방 수축 → 왼 · 오른심실 수축)가 기능적으로 통일되어 수축
- (정상)활동전위 발생 · 전도(원래속도 100회)
(위대정맥근처 우심방)굴심방결절sinoatrial node,SA(자동능automaticity → 심장박동수 결정 ← 박동조율기)
→ 방실결절atrioventricular node, AV → 방실다발
→ 푸르킨예 근육섬유purkinje fiber(빠른 전도 - 심장꼭대기 약간 먼저·동시 수축)
- 사이원반(세포사이연접), 틈새이음 발달 → 흥분전도 원활
- 작동 지배 교감신경(척수신경, 심장 전체 분포 노르에피네프린 방출) · 호르몬
부교감신경(미주신경, 일부 분포 아세틸콜린 방출)
- 왼심실벽 → 오른심실벽보다 3배 정도 더 두껍게(하는 일의 량 5-7배 더 많음) 발달
전신순환 저항혈류속도(강한 압력)와 폐순환 혈류(약하지만 균일한)속도 조화
3. 심장과 순환
- 성인 남성 안정 시 75회 심박동 → 60(초) ÷ 75회 = 0.8초/1회
- 1회 박동 70mL 박출(1분간 박출량 5L), 평생 30억 번 수축 가능
- 심장지수cardiac index → 심장박출량 ÷ 체표면적 (연령에 따라 다름, 10세 4L/min/m3, 80세 2.4L/min/m3)
- 혈액량 분포 심장 5%, 뇌 15%, 간 + 작은·큰창자 30%, 콩팥 20%, 나머지 신체 30%
신체 상황에 따라 변동(혈액 재분배, 혈액 저장소 → 허파, 배, 콩팥)
4. 심장주기(심장 1회주기)cardiac cycle(수축시작 → 다음 수축이 시작될 때까지)
- 심방수축기 0.11초 → 심실수축기 0.27초 → 심실확장기 0.42초 = 0.8초(분당 75회)
①심방수축기 · 심방혈액(심방수축) → 심실들기(심실확장) 심전도 EMG - P파
· 심실확장말기용량 130mL 증가
· 심실용적 증가 → 다음번 심실수축력 더욱 커짐(프랭크-스탈링법칙)
②심실수축기 판막닫힘 → 수축(왼심실 내압↑, 혈액-대동맥과 허파동맥 박출 직전 상태)
③심실박출기 · 왼심실 내압↑ → 대동맥판막 열림 → 대동맥판막 닫힘(혈류 역류)
· 대동맥벽 박동(압력에너지 →운동에너지 전환) 감당능력
→ 순응comliance or 팽창성 distensibility
˙ 푸아죄유법칙poiseuille's law
→ 혈류속도는 혈관저항에 반비례하고, 시작지점과 끝지점의 혈압차에 비례한다
→ 소동맥 - 가장 큰 혈압강하, 가장 큰 혈관저항 발생지점(저항혈관)
· 윈드케셀효과windkessel effect - 박출 → 말초혈관 흐름의 박동성↓- 부드러운 흐름 현상
④심실확장기(심장 박동수 빨라지면 짧아짐 - 120회 / 분↑)
· 등용적이완기 판막닫힘 → 방실판막 열림 시기
· 빠른심실충만기 방실판박열리고 심방 → 심실로 혈액 듦
· 수축전기의 휴지기 대정맥 혈액 → 심방통해 심실유입 시기
5. 심음
- 판막 여닫음, 혈액 흐름, 혈관, 심장벽 진동음(청진기stetho scope, 귀 확인)
- "럽"(제1심음, 길고 낮은 소리 - (심실수축)방실판막(삼첨판 · 이첨판) 닫힘소리 + 반달판막 개방소리
"덥"(제2심음, 짧고 높은 소리 - (심실이완 초기)반달판막(대동맥 · 허파동맥 판막) 닫힘소리
- 방실판맥폐쇄부전(역류), 대동맥판막 협착증 → 제1심음이 제2심음 청취시까지 계속 들림
- 확장기 심음
제3심음-심실 유입혈액 진동음(젊은이 에게만),
제4심음- 심방음(혈액 심실로 들어가면서 심방에서 나는 약하고, 낮은소리)
- 잡음(비정상 혈류에 의한 심음) → 판막기능 부전, 꼭지근 손상(힘줄끈 장력↓ 혈액 역류)
6. 심장의 활동전위
- 탈분극(phase 0)
· (안정막전위 -80mV) Na+ 유입(+20mV 탈분극)
· 절대불응기(활동전위 기간이나 그 이후 재흥분이 불가한 시간, 근육에 비해 김 - Na+ 통로 불활성화)
- 1시기(phase 1)
· 빠른 Na+ 닫힘(-10mV - -20mV) 떨어짐
· 절대불응기
- 2시기(편평기 phase 2)
· Ca++ 유입률(느린유입)과 K+ 유출률 비슷함
· 절대불응기
· 가중효과summation, 강직현상tetanus 없음 →부정맥 막을 수 있음
- 3시기(phase 3)
· K+ 유출(급격한 재분극)
· 상대불응기
- 4시기(phase 4)
· 안정전위상태 유지
· 상대불응기
* 혈중칼륨(심장근육 수축 · 이완에 영향) → (당뇨, 투석환자) 심장 박동 불규칙 → 심장 마비 가능성
7. 심장의 전도계통
- 굴심방결절(박동조율기pacemaker → 오름심방 뒤쪽벽 위치)
· 규칙적인 전기충격(심장수축) - 자동능automaticity
· 굴심방결절S-A node → 방실결절A-V node → 방실다발 → 심장전도근육섬유(푸르키니에섬유)
- 자율신경과 호르몬
8. 부정맥arrhythmias(비정상 전기활동 → 비정상적 심장박동)
- 정상맥(50 - 100회/분) · 느린맥(서맥))(50회/분 ↓)과 빠른맥(빈맥)(100회 ↑)
· 느린맥 → 어지러움
· 지구력 운동선수(마라톤)의 느린맥 → 굴심방결절 부교감신경의 강한 억제
· 빠른맥 ← 교감신경 흥분(운동, 위급상황 - 투쟁 · 도피)
- 된떨림(조동)flutter 빠른 전기적 흥분(규칙적인 수축 200-300회)
- 잰떨림(세동) fibrillation 불규칙적인 300-500회 박동(불응기 ×, 심방수축 거의 못 일어남)
심방, 대동맥 혈액 고임 → 혈액응고 증가(뇌졸중 위험 4 - 5배 ↑)
(항응고제 처방) → 응고인자 활성화 억제
9. 심전도 electrocadiogram, ECG or EKG(심장 전기적 활동상황 - 심장질환 진단 도구 - 전기적인 것에 한정)
- 심전도(세포외액 피부 전도변동-전류계 → 증폭 → 그래프 표현 - 심장박동, 리듬, 전도속도, 심장조직상태 평가)
전극 위치 → 파동 모양과 크기에 영향
- P파(P wave) 굴심방결절 흥분 직후 시작(심방탈분극)
- (0.15초후)QRS파(QRS complex) 심실탈분극 0.08초(방실결절, 방실다발, 심장전도근육, 심실근육 전도과정)
- T파 (T wave) 심실재분극 0.27초(심방재분극은 QRS파와 동시에 일어남)
- ST 분절 21
· QRS 복합체가 끝나는 점에서 부터 T파가 시작하는 곳까지
· 심실의 탈분극과 재분극 사이의 구간
· 심근허혈과 심근손상을 확인하는데 유용
- PR 간격 23
· 심방 탈분극 시작부터 심실 탈분극 시작까지의 기간임
· 1도 방실차단 시 길어짐
10 심장기능의 조절
- 심장박출량
· 심장이 1분 동안 밀어내는 혈액량(1회박출량70mL × 심박동수 70회) ≒ 5L, 여성 10% 낮음
- 심장법칙(스탈링의 법칙 or 프랭크-스탈링법칙Frank-Starling law)
· 심실내 혈액량 많을수록 - 심장근육 더욱 늘어나고, 심장근육은 더욱 강력하게 많은 혈액 방출
(강의자의 재해석 → 심장근육은 적정 이완 범위에서는 많이 이완될수록 강력 수축 - 1회박출량 ↑,
적정 이완 범위보다 못 미치거나, 지나치게 늘어나면 수축력 ↓ - 일회박출량 ↓)
- 심장기능의 조절인자
· 신경성 조절
- 부교감신경(미주신경) 흥분 → 아세틸콜린 분비 → 심박동수 ↓, 근육 수축력 ↓ → 혈류 ↓
- 교감신경 흥분 → 노르에피네프린 분비 → 심박동수 ↑, 수축력 ↑ → 혈류 ↑
· 체액성 조절
- 대동맥활 / 목동맥토리(화학수용체O2, CO2) → 흥분반사(반사중추 숨뇌) → 심박동수 ↑
- 운동과 심혈관계 강화
· 천천히, 꾸준히 → 심장 적응
· 1주일에 3번 30분씩 이론적 최고치(220/분)에서 자기 나이 빼기 = 141 - 172)의 70 - 85% 가 되게 운동
· 예) 이론적 최고치(220/분) - 18세 = 202번/분 × 0.7 - 0.85 = 141 - 172번/1분
· 운동 × → 심장마비 위험 2-6배 증가, 인간 격렬 운동 심박동수 180회/분
- 심장의 반사기전(반사중추 - 숨뇌 → 촉진, 억제)
· 심장반사cardiac reflex
대동맥활/목동맥토리(압력수용체 - 압력 ↑) → 미주·혀인두신경 → 심장중추 → 부교감신경(심장억제)
· 골츠반사Goltz reflex
배 두드림(개구리) → 내장신경흥분 → 미주신경 → 중추자극 심박동수 ↓(심장기능 ↓)
· 아슈네르반사Aschiner reflex or 안구압박반사eyeball pressure reflex
안구내압↑(양쪽 안구 지긋이 누르기) → 안구뒤 삼차신경 흥분 → 심장 억제중추 흥분 → 심박동수↓
· 베인브리지반사Bainbridge reflex or 심방반사
심장 · 대정맥 내압 ↑ → 심박동수 ↑ → 혈액 동맥으로 밀려나감
순환계통circulatory system(혈액blood순환계통 + 림프lymph순환계통)
1. 혈액blood 순환계통
① 온몸순환 (왼심실 → 체내 → 오른심방)
② 심장순환 (오름대동맥 → 심장동맥 → 심장정맥 → 심장정맥굴 → 오른심방)
③ 허파순환 (오른심실 → 허파동맥-정맥피 → 허파 → 허파정맥-동맥피 → 왼심방)
④ 뇌순환 (속목/척추동맥 → 대뇌동맥고리cerebral arterial circle
→ 뇌모세혈관(혈액뇌장벽blood-brain barrier, BBB - 치밀이음발달 → 운반체없는 물질 통과 ×)
⑤ 문맥portal vein순환(동맥 → 모세혈관 → 모세혈관 → 정맥, 흡수 영양물질-간에서 해독 저장 )
지라, 위, 이자, 쓸개, 작은·큰창자 순환정맥 → 문맥portal vein → 간 → 중심정맥 → 간정맥 → 아래대정맥
⑥ 태아순환
- 심장 · 간기능 불완전, 허파 · 소화기 활동 ×
- (모체)영양분 · 산소 → 태반 → 태아(CO2 · 노폐물) → 태반(배출-모체)
- 모체 태반 → 배꼽정맥-동맥혈(간원인대) → 정맥관(정맥관인대) → 오른심방
→ 타원구멍(타원오목, 심방사이 구멍, 혈액이동 오른심방 → 왼심방) 왼심방 및 동맥관(동맥관인대)
→ 배꼽동맥 - 정맥혈(배꼽동맥인대) → 모체 태반
- 동맥관개존증(난원공개존증) 우심방(압력 ↑) → 타원구멍(난원공) → 좌심방(압력 ↓)
출산이후 닫힘(정상), 덜 닫힘(열림상태) → 심장잡음
2. 혈관
- 동맥artery · 정맥vein · 모세혈관capillary
· 동맥artery 두껍고 탄력막 발달 → 높은 압력 견딤
대동맥 / 동맥(압력혈관 - 높은 관류압력 유지) / 세동맥(자극민감, 저항혈관-수축성 ↑)
혈관벽 3겹 바깥막 / 중간막 민무늬근육 - 혈관수축 · 확장 / 속막
· 정맥vein
동맥과 같은 3겹, 같은 크기ㅇ이나 중간막(근육층) 얇음, 저장혈관(작은 내압에도 쉽게 확장)
정맥판막 → 정맥혈 역류방지(팔 다리 발달)
· 모세혈관capillary
단층 얇은 내피세포(확산, 반투막-삼투압(혈구, 큰 단백질 차단 → (물질)교환혈관)
총단면적 가장 넓음, 혈류속도 대동맥보다 1,000배 감소
(세동맥 이후)모세혈관앞조임근과 세포사이 틈새
3. 혈류(압력 높은 곳 → 낮은 곳, 마찰 → 이동거리 길수록 압력감소)역학
① 포아세이유법칙Poiseuille's law(액체흐름 지배 - 유량 · 지름 · 관 길이 · 관류압)
혈류속도(V)는 혈관 양끝의 혈압차이(△P)와 혈관반지름(r)의 4제곱에 정비례하고,
혈액점성( )과 혈관길이(L)에 8을 곱한 것에 반비례한다
② 라플라스법칙Laplace's law(혈관벽의 장력변화와 혈관 반지름과 혈관내압의 상관관계)
혈관벽 장력 = (혈압 - 사이질액압) × 혈관반지름
반지름 작은 모세혈관은 혈압 높아도 터지지 않음(모세혈관 반지름 증가하면 혈관벽 장력↑)
③ 혈류의 형태
결흐름(층류)
- 혈액이 혈관속을 (일정하게) 흐를때 층(표면/중심부)이 형성되며, 각 층의 혈액은 섞이지 않는다
- 혈류는 중심부 유속이 가장 빠르며, 중심부 혈액은 계속 중심부로 흐른다
소용돌이흐름(와류)
- 혈류속도가 비정상적으로 빠르거나, 혈관직경이 급격히 작아지거나 커짐하면 ,
수평흐름이 수직으로 움직여 소용돌이 발생
④ 혈류저항
- 혈관 길이 길수록 혈류저항 ↑
- 혈관 반지름 작을수록 혈류저항 ↑ (세동맥 민무늬근 발달 - 수축 · 확장 → 혈류량 분배 조절)
- 점성이 클수록 혈류저항↑ ← 영향 적음
- 혈관확장 반사(압력수용체 - 숨뇌) → 혈관확장 - 부교감, 혈관수축 - 교감 신경(노르에피네프린 결합)
4. 혈압blood pressure(심장 추진압력 → 동맥혈관속 혈액압력)
- 수축기혈압(최고혈압) 120mmHg 고혈압 140/90mmHg ↑ . 위팔동맥
- 확장기혈압(최저혈압) 80mmHg 저혈압 100(90)/60mmHg ↓
- 맥박압(수축기 · 확장기 혈압의 차이) 40mmHg
- 혈압 ↑↓ 영향요인 → 혈액량, 점도(점도 ↑ → 수축확장기압 모두 ↑), 심장박출량과 심박동수,
혈관내경(세동맥 가장 뚜렷) 및 혈관탄력성(수축기압 ↑, 확장기압 ↓)
- 혈압조절
· 신경성 조절(감압반사depressor reflex)
대동맥 혈압상승 → 압력수용체 흥분(미주 · 혀인두신경) → 숨뇌 심혈관중추
→ 교감신경 억제 / 부교감신경 흥분 → 심장 / 혈관 운동성조절 → 혈압↓
갑자기 누움 → 머리쪽 혈액 몰림 ← 감압반사 촉진(혈압 ↓)
갑자기일어남 → 다리쪽 혈액 몰림 → 되돌아오는 혈액량 ↓, 심장박출량 ↓
(뇌혈류량 일시 감소 - 순간적 어지러움, 기립성 저혈압 의심) ← 감압반사 억제(혈압 ↑)
· 체액성 조절(콩팥/부신겉질호르몬)
콩팥(혈류량 감소) → (토리곁세포)레닌renin분비
→ (혈장속) 안지오텐시노겐 → 안지오텐신I → 안지오텐신II
→ (자극)부신겉질-알도스테론 분비
→ (자극)콩팥(배설Na+ 재흡수 촉진 - Na+ 축적 → 체내 삼투농도↑)
→ 물 배설억제 → 소변량 ↓, 혈액량 ↑, 혈압 ↑
- 혈압측정(위팔동맥 - 혈압계, 청진기)
림프lymph순환계통
- 모세혈관 유출 체액 + 큰 지방분자 + 림프액(주로 단백질) → 림프관(가슴림프관 가장큼) → 대정맥 → 혈액 합류
- 흐름동력 민무늬근 수축, 호흡(들숨 - 가로막수축) or 뼈대근 수축(압박), 판막(역류방지)
- 림프관 폐쇄 → 부종edema
- 림프절lymph node (강낭콩모양, 일정 영역-샅, 겨드랑, 목에 밀집)
- 림프 기능
① 정화작용 - 여과 / 포식작용(미생물, 이물질, 암세포, 찌꺼기, 탄소알갱이)
② 림프구 생산
③ 항체 생산 분비(기억B림프구memory B lymphocyte)