본문내용
1. 심혈관계
1.1. 심장의 구조와 기능
1.1.1. 심장의 기능
심장은 혈액을 온몸으로 보내기 때문에 생명을 유지하는 데 필수적인 근육 기관이다. 심장은 수축하여 혈액을 혈관 속에서 흐르게 하는 역할을 한다.
첫째, 심장의 수축은 혈액을 혈관을 통해 이동시키는 데 필요한 혈압을 생성한다. 둘째, 심장은 허파순환과 전신순환을 분리하여 산소가 풍부한 혈액이 조직으로 가도록 보장한다. 셋째, 심장 속의 판막은 혈류가 심장과 혈관을 통해 일방통행 하는 것을 보장한다. 넷째, 심장박동수와 수축력의 변화는 혈류를 휴식, 운동 및 체위 변화에 따른 조직의 대사요구량 변화에 부합하게 한다.
즉, 심장은 혈압의 발생, 혈액의 분배, 혈류의 일방통행 확보, 그리고 혈액공급의 조절 등 필수적인 기능을 수행한다고 할 수 있다.
1.1.2. 심장의 크기, 모양과 위치
심장의 크기, 모양과 위치는 다음과 같다.
정상 성인 심장의 모양은 통통한 원뿔 모양이며 주먹을 꽉 쥔 정도의 크기이다. 심장에서 둥근 모양으로 돌출된 부분을 심장꼭대기(심첨, apex)라고 하고, 이 부분의 반대쪽이면서 크고 편평한 부분을 심장바닥(심저, base)이라고 한다. 무게는 성인 기준 250~350g이다. 심첨은 좌측 제5늑간에 위치하고, 심기저부는 제2늑골에 위치한다.
심장은 가슴안에서 허파를 감싸고 있는 두 개의 가슴막 사이에 위치한다. 두 개의 가슴막 사이 공간을 가슴세로간(종격, mediastinum)이라고 하며, 심장, 기도, 식도 및 이 기관들과 연관된 구조물들이 위치한다. 심장은 자신만의 공간인 심장막안(심낭강, pericardial cavity)에 의해 둘러싸여 있다.
1.2. 심장의 해부학
1.2.1. 심장막
심장막은 심장을 가슴세로간에 고정시키고 심장을 둘러싸는 조직이다. 심장막은 섬유심장막과 장막심장막이라는 두 층으로 이루어져 있다.
섬유심장막(fibrous pericardium)은 질긴 섬유성 결합조직층으로 심장막의 바깥쪽에 위치한다. 이 층은 심장을 보호하고 주변 구조물에 심장을 고정시키는 역할을 한다.
장막심장막(serous pericardium)은 얇고 납작한 결합조직층으로 심장막의 안쪽에 위치한다. 장막심장막에는 두 부분이 있는데, 하나는 심장 표면을 덮는 내장쪽심장막(parietal pericardium)이고 다른 하나는 심장과 접하는 벽쪽심장막(parietal pericardium)이다.
내장쪽심장막은 심장 표면을 부드럽고 매끄럽게 덮고 있으며, 벽쪽심장막은 섬유심장막과 접하고 있다. 내장쪽심장막과 벽쪽심장막 사이의 공간을 심장막안(pericardial cavity)이라고 하며, 이 공간은 심장막액으로 채워져 있다. 심장막액은 심장과 심장막 사이의 마찰을 줄이는 역할을 한다.
따라서 심장막은 심장을 감싸고 있는 조직으로, 섬유성 외막인 섬유심장막과 내장성 박막인 장막심장막으로 구성되어 있으며, 이를 통해 심장을 주변 구조물에 고정시키고 보호하며 심장의 기능을 원활하게 한다고 볼 수 있다.
1.2.2. 심장의 표면 해부학
심장의 표면 해부학은 다음과 같다. 오른심방과 왼심방은 심장의 바닥쪽에 위치하고, 오른심실과 왼심실은 바닥쪽에서 시작하여 꼭지쪽을 향해 확장한다. 방실사이고랑은 심방과 심실을 분리한다. 여섯 개의 큰 정맥이 심장과 연결되어 있다. 위대정맥(상대정맥)과 아래대정맥(하대정맥)은 온몸에서 온 혈액을 오른심방으로 옮기고, 허파정맥(폐정맥)은 폐에서 온 혈액을 왼심방으로 옮긴다. 심장에서 시작하는 두 개의 큰 동맥 중에서 허파동맥(폐동맥)은 오른심실에서 시작되어 오른허파동맥과 왼허파동맥으로 갈라지며, 대동맥은 왼심실에서 시작되어 온몸으로 혈액을 보낸다."
1.2.3. 심장의 내부 해부학
심장은 근육성 펌프이며 네 개의 방, 즉 우심방과 좌심방, 우심실과 좌심실로 이루어져 있다. 심방은 정맥으로부터 혈액을 받아들이는 역할을 한다. 심방의 기능은 혈액의 저장고이며, 정맥을 통해 귀환한 혈액이 심실로 들어가기 전에 이곳에 모인다. 심방의 수축은 혈액을 심실로 이동시켜 심실 충만을 완료시킨다.
우심방은 세 개의 개구부를 통해 혈액을 받아들인다. 위대정맥과 아래대정맥은 온몸에서 온 혈액을 우심방으로 이동시키고, 나머지 한 개는 심장 자체에 영양분을 공급했다가 모여든 혈액을 이동시키는 심장정맥굴이다. 좌심방은 허파에서 시작된 혈액을 운반하는 두 쌍의 폐정맥과 연결된다.
심실은 혈액을 뿜어내는 펌프기능 역할을 하는 주요한 부분이다. 심실은 동맥으로 혈액을 박출하고, 심실의 수축력에 의해 혈액은 순환계통을 흐를 수 있게 된다. 우심실은 폐동맥 속으로 혈액을 보내고, 좌심실은 대동맥 속으로 혈액을 보낸다. 우심실과 좌심실은 근육성 조직인 심실중격에 의해 서로 구분된다. 좌심실의 두께는 우심실보다 약 3배 정도 두꺼운데, 이는 좌심실이 전신순환을 위해 보다 강력한 수축을 해야 하기 때문이다. 하지만 두 심실 모두 거의 같은 양의 혈액을 박출한다.
1.2.4. 심장의 판막
심장의 판막은 심방과 심실 사이에 위치하는 방실판막(atrioventricular valve)과 심실과 동맥 사이에 위치하는 반월판(semilunar valve)으로 구성된다.
방실판막에는 삼첨판(tricuspid valve)과 승모판(mitral valve)이 있다. 삼첨판은 우심방과 우심실 사이에 위치하며, 승모판은 좌심방과 좌심실 사이에 위치한다. 방실판막의 기능은 심방에서 심실로 이동한 혈액이 다시 심방으로 역류하는 것을 방지하는 것이다.
심실이 이완할 때 심방의 높은 압력에 의해 방실판막이 열려서 혈액이 심방에서 심실로 이동하며, 심실이 수축할 때 혈액이 심방 쪽으로 이동하면서 방실판막을 닫는다. 각 심실에는 근육기둥인 꼭지근이 있으며, 이 꼭지근에 부착된 힘줄끈이 방실판막의 첨판과 연결되어 있다. 심실이 수축할 때 꼭지근도 수축하면서 힘줄끈을 잡아당겨 방실판막이 심방 쪽으로 열리는 것을 막아준다.
반월판에는 폐동맥판막(pulmonary valve)과 대동맥판막(aortic valve)이 있다. 폐동맥판막은 우심실과 폐동맥 사이에, 대동맥판막은 좌심실과 대동맥 사이에 위치한다. 반월판의 기능은 심실이 수축할 때 혈액이 역류하는 것을 방지하는 것이다.
심장뼈대는 방실판막과 반월판 주변을 고리처럼 감싸서 이들을 단단하게 지지해주는 역할을 한다. 또한 심장뼈대는 심방과 심실 사이에서 전기적 절연체 역할을 하며 심장근육의 부착점이 되어준다.
이와 같이 심장의 판막들은 심실수축과정에서 혈류의 방향을 정방향으로 유지시키는 데 중요한 역할을 한다. 심장판막의 기능이상으로 인한 판막협착증이나 폐쇄부전증은 심장질환의 주된 원인이 된다.
1.2.5. 심장의 혈액 공급
심장의 혈액 공급은 심장 벽을 구성하는 심장근육의 대사활동이 매우 활발하므로 심장 혈액 공급이 중요하다. 심장동맥(관상동맥, coronary artery)이 심장 벽에 혈액을 공급한다. 심장동맥은 대동맥판막의 바로 위쪽의 대동맥에서 분지하며, 왼심장동맥과 오른심장동맥으로 나뉜다.
왼심장동맥은 대동맥의 왼쪽에서 분지하며, 세 개의 주요 분지가 있다. 앞심실사이가지는 심실사이고랑에 위치하고, 휘돌이가지는 방실사이고랑을 거쳐 왼쪽으로 휘면서 심장의 뒷면까지 확장한다. 왼모서리가지는 휘돌이가지에서 분지하여 왼심실의 가쪽벽을 따라 아래로 확장한다. 오른심장동맥은 대동맥의 오른쪽에서 분지하며, 방실사이고랑을 거쳐 오른쪽으로 확장하고 심장의 뒷면으로 향해서 뒤심실사이고랑으로 확장하여 뒤심실사이가지를 분지한다. 오른모서리가지는 오른심실의 가쪽벽을 따라 확장한다.
심장정맥(관상정맥, cardiac vein)은 심장근육에서 온 혈액을 운반하고, 심장동맥과 거의 동반하여 심장 뒷면의 방실사이고랑에 있는 큰 정맥인 심장정맥굴로 유입된다. 따라서 심장동맥과 심장정맥은 심장 근육에 산소와 영양분을 공급하고 심장 근육에서 발생한 노폐물을 배출하여 심장 기능을 유지하는 데 필수적이다.
1.3. 심장 기능의 조절
1.3.1. 심박출량
심박출량은 좌심실에서 대동맥으로 1회 박출하는 혈액량으로, 안정 시 성인 남자의 경우 약 5L/분 정도이다. 심박출량은 일박출량과 심박동수의 곱으로 구할 수 있다. 일박출량은 좌심실에서 대동맥으로 1회 박출하는 혈액량으로, 약 70mL이다. 즉, 심박출량(cardiac output) = 일박출량(stroke volume) × 심박동수(heart rate)로 계산된다. 따라서 안정 시 성인 남자의 심박출량은 약 70mL/박동 × 70박동/분 = 5L/분 정도이다. 심박출량은 운동이나 스트레스와 같은 상황에 따라 변화할 수 있는데, 운동 시 심박동수와 일박출량이 증가하여 심박출량이 10-20L/분까지 증가할 수 있다. 이처럼 심박출량은 심장의 펌프 기능을 평가하는 중요한 지표로, 다양한 생리적, 병리적 상황에서 변화를 보일 수 있다.
1.3.2. 박출률
박출률(ejection fraction, EF)은 심실 내에서 박출되는 혈액의 효과 또는 심실근 수축력을 나타내는 지표이다. 안정시 박출률의 정상치는 약 60%정도이다. 박출률은 일박출량을 이완기말 혈액량으로 나누어 100을 곱한 값으로 계산된다. 즉, 박출률(%) = (일박출량/...
