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1. 관상동맥의 해부와 생리
1.1. 심장의 구조와 기능
심장은 속이 비어있는 원추 모양의 장기이며, 평균 14cm 길이와 9cm 폭을 가지고 있다. 심장의 무게는 남성의 경우 약 300g, 여성의 경우 약 250g이다. 심장은 종격동(mediastinum) 내에 위치해 있으며, 기저부는 2번째 갈비뼈 아래, 심첨부는 5번째 늑간 공간과 왼쪽 빗장뼈 중간선 부위에 위치한다. 심장의 2/3 정도가 신체 중심선에서 왼쪽으로 치우쳐 있다. 심장박동의 최대 강도가 느껴지는 부위를 최대박동지점(point of maximum impulse, PMI)이라고 하며, 이는 좌측 중앙 빗장뼈선과 제5늑간이 만나는 부위이다.
심장은 두 겹의 주머니인 심낭(pericardium)에 싸여 있다. 바깥쪽의 섬유성 심막(fibrous pericardium)과 안쪽의 장액성 심막(serous pericardium)으로 구성된다. 장액성 심막은 다시 심장 바깥쪽의 벽측 심막(parietal pericardium)과 심장 자체를 덮고 있는 장측 심막(visceral pericardium)으로 나뉜다. 심낭강(pericardial space)에는 25-35ml의 심낭액이 있어 심장의 수축과 이완 시 마찰을 방지한다.
심장 벽은 심외막(epicardium), 심근(myocardium), 심내막(endocardium)의 3개 층으로 구성된다. 심외막은 얇고 투명한 장액성 막으로 가장 바깥층이며, 심근은 수축력을 제공하는 주된 부분으로 심장 두께의 약 75%를 차지한다. 심내막은 혈액과 직접 닿는 내피세포로 이루어진 얇은 막이다.
심장은 상부의 심방(atrium)과 하부의 심실(ventricle)로 구분된다. 우심방은 상대정맥과 하대정맥에서 온 정맥혈과 관상정맥동의 정맥혈을 받아들이고, 좌심방은 폐정맥을 통해 들어온 산소가 풍부한 혈액을 받는다. 우심실은 우심방으로부터 들어온 혈액을 폐동맥을 통해 폐로 보내고, 좌심실은 좌심방으로부터 받은 혈액을 대동맥을 통해 전신으로 보낸다. 좌심실 근육은 우심실 근육보다 약 3배 정도 두껍다.
심장에는 방실판막(atrioventricular valve)과 반월판(semilunar valve)이 있다. 방실판막에는 삼첨판(tricuspid valve)과 이첨판(mitral valve or bicuspid valve)이 있으며, 반월판에는 폐동맥판막(pulmonic valve)과 대동맥판막(aortic valve)이 있다. 이 판막들은 유두근과 건삭에 의해 기능이 유지된다.
심장의 생리적 기능은 다음과 같다. 소순환(폐순환)과 대순환(전신순환)을 통해 혈액을 순환시키며, 관상순환을 통해 심장 자체에 영양과 산소를 공급한다. 심장 수축기(systole)와 이완기(diastole)로 이루어진 심장주기가 반복되면서 규칙적인 심장 박동이 유지된다. 제1심음(S1)은 삼첨판과 이첨판의 폐쇄 시, 제2심음(S2)은 폐동맥판과 대동맥판의 폐쇄 시 발생한다. 제3심음(S3)과 제4심음(S4)은 병리적 상태를 반영한다.
심장전도계는 동방결절, 방실결절, His속, Purkinje 섬유로 구성되며, 이를 통해 심장의 규칙적인 수축이 일어난다. 심장의 주기적 수축은 교감신경과 부교감신경의 조절에 의해 이루어지며, 화학감수체와 압력감수체의 피드백 작용으로 심박출량이 조절된다. 심박출량은 심박동수, 1회 심박출량, 전부하, 후부하 등의 요인에 의해 결정된다.
1.2. 관상동맥의 구조와 혈액공급
관상동맥의 구조와 혈액공급은 다음과 같다.
심장은 3개의 주요 관상동맥에 의해 혈액을 공급받는데, 이는 좌전하행동맥(Left Anterior Descending artery, LAD), 좌회선동맥(Left Circumflex artery, LCx), 그리고 우관상동맥(Right Coronary Artery, RCA)이다. 이러한 관상동맥은 대동맥에서 나와 심장 근육 전체를 감싸며 분포하고 있다.
좌전하행동맥은 좌관상동맥의 주된 가지로 심실중격, 좌심실 전벽, 심첨부를 공급한다. 좌회선동맥은 좌관상동맥의 다른 주요 가지로 좌심실 후벽과 측벽을 공급한다. 우관상동맥은 우심실과 우심실 중격을 포함해 후방의 심근을 공급한다.
이렇듯 각 관상동맥은 심장의 특정 부위를 공급하는데, 이는 심근의 허혈성 손상 발생 시 어떤 부위의 심근손상이 일어날지 판단할 수 있게 해준다. 예를 들어 좌전하행동맥의 폐색은 전벽 심근경색을, 우관상동맥의 폐색은 하벽 심근경색을 일으킬 수 있다.
관상동맥 혈액공급은 대부분 심실의 이완기에 이루어진다. 즉, 좌심실의 수축기에는 동맥 내 압력이 상승하여 관상동맥으로의 혈액 공급이 감소하지만, 심실의 이완기에는 압력이 감소하여 관상동맥으로의 혈액 공급이 증가한다. 이처럼 관상동맥의 혈액 공급은 심장의 수축과 이완 주기에 따라 변화한다.
관상동맥을 통한 심근 혈액공급량은 안정 시 심장 전체 산소 요구량의 약 4-5%에 해당한다. 그러나 운동 시 또는 교감신경계 자극 시 산소 요구량이 증가하면 관상동맥을 통한 혈액 공급량도 증가한다. 반면, 관상동맥 질환으로 인해 혈관 내경이 좁아지거나 폐색되면 심근으로의 혈액 공급이 감소하여 심근 허혈이 발생할 수 있다.
1.3. 심장전도계
심장전도계는 특수한 신경성 근육세포로 구성되어 있으며, 전기적 자극/흥분을 유발하고 이 자극을 심근 전체로 전달하여 자율적으로 심장을 율동적으로 수축하도록 하는 역할을 한다. 주요 구조는 동방결절(sinoatrial node), 방실결절(atrioventricular node), His속-퍼킨제 섬유, 퍼킨제 섬유(Purkinje fibers)로 이루어져있다.
동방결절은 심장박동 조절자(pacemaker)의 기능을 하며, 분당 60-100회의 규칙적인 전기적 흥분을 시작하여 주기적인 심박동을 생성한다. 방실결절은 동방결절의 전기적 자극/흥분을 심실로 연결하는 역할을 하며, 심방...