심장의 구조와 기능 - 좌심실,, 좌심방, 우심실. 우심방

[자상한]

심장의 구조와 기능

자료주소( 다음 백과사전) =   http://enc.daum.net/encyclopedia/view/b18a0938b001

성인 심장은 꼭 쥔 주먹보다 약간 크며, 무게는 300g 정도이다.
심장은 좌우로 나뉘며 각각은 2개의 방으로 나누어져 있다. 심방은 혈액을 받아들이며 심실은 폐와 온몸으로 혈액을 공급한다. 우심방에서 나온 혈액은 우심실로 가며 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 운반한다. 좌심방은 폐정맥으로부터 산소가 풍부한 혈액을 공급받으며, 이 혈액은 좌심실로 들어가게 된다.
심장은 혈액의 역순환을 막기 위해 한 방향으로만 혈액이 흐르도록 돕는 판막을 가지고 있다. 혈액은 심방이 수축함에 따라 이동하며 심실이 수축할 때는 반대방향으로 힘을 받아 막혀 심실과 심방은 완전히 격리된다. 판막은 판막의 열림과 닫힘에 관계하는 작은 근육들과 혈관계의 막과도 연결되어 있다.

형태

성인 심장은 꼭 쥔 주먹보다 약간 크며(13×9×6cm), 무게는 300g 정도이다.

심장은 흉골 뒤의 흉강에 있으며 기관·식도·내림대동맥의 앞쪽, 폐 사이, 그리고 횡격막 위쪽에 위치한다. 심장의 2/3 정도가 왼쪽으로 치우쳐 있다(체임버드 하트). 심장은 심장막에 싸여 있으며 섬유심장막의 강한 바깥쪽 부분은 아래로는 횡격막에, 앞쪽은 흉골(sternum)에, 옆쪽은 종격흉막(mediastinal pleura)에 단단히 붙어 있으며 심장으로부터 나가고 들어오는 폐동맥·폐정맥과 상대정맥을 싸고 있다.

장막심장막은 섬유심장막과 나란히 있으며 뒤로 굽어 심장을 감싸고 있다. 섬유심장막과 나란히 있는 막 부위를 벽쪽층 또는 벽쪽심장막이라고 하며, 심장의 바로 바깥부분을 감싸고 있는 심장막을 내장쪽층 또는 심장바깥막이라 한다. 장막심장막의 두 층 사이는 10~15㎖의 심장막액으로 채워져 있으며, 이 두 장막심장막 사이의 공간을 심장막강이라 부른다

심장막액은 심장이 뛸 때마다 두 막 사이에서 윤활유 역할을 한다.

심장은 중격에 의해 좌우로 나누어지며 각각은 2개의 방으로 나누어져 있다. 위쪽 방인 심방은 심방중격에 의해 나누어져 있으며 아래쪽인 심실은 심실중격으로 나누어져 있다.

심방은 몸의 여러 곳으로부터 혈액을 받아들이며 심실은 폐와 온몸으로 혈액을 공급한다.

우심방은 폐를 제외한 모든 조직에서 혈액이 들어오는 얇은 벽의 방이며, 체내로부터 오는 혈액을 나르는 상대정맥과 하대정맥 그리고 심장 자체로부터 오는 관상정맥 등 3개의 정맥이 우심방과 이어진다. 우심방에서 나온 혈액은 우심실로 가며 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 운반한다(폐순환). 좌심방은 우심방보다 약간 작으며 두껍다.

좌심방은 폐정맥으로부터 산소가 풍부한 혈액을 공급받으며, 이 혈액은 좌심실로 들어가게 된다. 좌심실은 우심실보다 3배 정도가 두꺼우며 대동맥을 통해 온몸으로 혈액을 공급한다.

배아에서 심장의 발생은 목이나 인두 부위에서 시작되며 첫번째 신호는 미분화된 중배엽에서 나타난다. 여기에서 심장속막융기가 계속적으로 형성되며 앞뒤의 끝이 여러 개의 가지로 갈라지는 원시관이 나타날 때까지 분화한다.

분화와 성장이 진행됨에 따라 이 원시관은 포개지고 압축되어 4개의 방을 만드는데, 뒤쪽부터 정맥동·심방·심실·동맥줄기라 한다. 원시관이 특징적으로 먼저 오른쪽으로 돌아 심실을 만들고 다시 심방을 만들어 동맥줄기는 심방의 팽대부 사이에 놓이게 된다. 이러한 발달과 성장 동안에 심장이 처음으로 맥동적으로 뛰게 된다.

심장속막융기(심장속막의 두꺼운 부분)는 심장으로부터의 혈액의 흐름을 조절하는 2개의 방실판막을 형성한다. 심방은 먼저 구멍을 가진 첫째격벽에 의해 좌우로 나누어지고 나중에 둘째격벽에 의해 다시 나누어지는데, 둘째격벽은 아랫부분에 난원구멍(foramen ovale)이라는 커다란 구멍을 가지게 된다. 이 두 구멍의 위치가 완전히 일치하지는 않지만 혈액은 우심방에서 좌심방으로 흐를 수 있다.

출생시 좌심방의 혈압이 증가하면서 첫째격벽을 둘째격벽으로 밀어서 2개의 구멍은 막히게 되고 따라서 심방은 완전히 분리되며 2개의 격벽은 결국 융합된다. 심실은 심장근육층의 만입에 의해 부분적으로 나누어진다. 이 격벽은 대부분이 근육이며, 나선형 분할에 의해 전신순환과 폐순환의 통로로 나누어지는 동맥줄기 부분과 접합이 이루어지는 막결합조직에 의해 보충된다.

태아 심장의 오른쪽 부분을 통과하는 대부분의 혈액은 폐동맥과 대동맥을 잇는 동맥관에 의해 체순환을 거친 후 심장으로 돌아온다. 출생시 이 관은 근육벽의 격렬한 수축에 의해 닫혀진다. 그후 심장의 오른쪽에 있는 혈액은 산소 공급을 위해 폐동맥을 따라 폐로 운반되고 체순환을 위해 심장의 왼쪽으로 돌아온다.

구조와 기능

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심장

심장의 전도계(우측)

심장은 혈액의 역순환을 막기 위해 혈액을 오직 한 방향으로만 흐르게 하는 판막을 가지고 있다.

여기에는 2가지 형태가 있는데, 하나는 방실판막(삼첨판·승모판)이며 또 하나는 반달판막(폐동맥판막·대동맥판막)이다. 방실판막은 얇고 잎 모양이며 심방과 심실 사이에 있다. 오른방실구멍은 뾰족한 3개의 잎사귀가 겹쳐진 모양의 삼첨판막에 의해 보호되고 있다. 각 첨판은 심장속막이 접혀져 만들어진 것이다.

힘줄끈(chordae tendineae)은 각 첨판 가운데 지지층의 심실 표면과 이어진 유두근육(papillary muscle)으로부터 나온 얇은 심장속막으로 덮여 있다. 왼방실구멍은 2개의 잎사귀가 겹친 듯한 모양의 승모판에 의해 보호된다. 승모판은 삼첨판과 비슷하나 좌심실의 높은 압력에도 견딜 수 있게 두껍고 강하다. 혈액은 심방이 수축함에 따라 삼첨판과 승모판을 통해 이동하며 심실이 수축할 때는 반대방향으로 힘을 받아 각 첨판이 위를 향하면서 막히게 된다.

이에 따라 심실과 심방은 완전히 격리되며 이후 각 첨판은 힘줄끈과 유두근육에 의해 다시 이완된다. 반달판막은 폐동맥과 대동맥이 심실에서 갈라지는 지점에 주머니 모양으로 존재한다. 대동맥판막은 좌심실과 대동맥 사이의 구멍을 보호하며 폐동맥 판막은 우심실과 폐동맥 사이의 구멍을 보호한다.

이들은 힘줄끈이 존재하지 않는다는 것과 각 첨판이 얇다는 것을 제외하고는 방실판막과 비슷한 구조다. 심장판막의 닫힘에 의해 소리가 발생하는데 그 첫째음은 승모판과 삼첨판이 닫힐 때 나는 소리이며, 둘째음은 폐동맥과 대동맥의 반달판막이 닫힐 때 나는 소리이다(심음).

심장벽은 심장바깥막·심장근육층·심장속막으로 구성되어 있다.

심장에 혈액을 공급하는 관상혈관계는 심장근육층에 들어가기 전에 심장바깥막을 통과한다. 내장쪽층이라고도 불리는 심장바깥막은 결합조직 위에 놓인 납작한 상피세포로 구성되어 있다(관상동맥순환). 심장근육층은 각 근육섬유의 지름이 작고 핵의 배열이 골격근과는 근본적으로 다른 심장근섬유의 다발로 구성되어 있다.

핵은 타원형이고 섬유의 중심축을 따라서 존재한다. 각각의 섬유는 근원섬유(myofibril)라는 가는 섬유 다발로 구성되어 있다. 심장근육층은 심장으로부터 혈액이 효율적으로 움직일 수 있도록 근세포들이 배열되어 있다. 심장근육층의 두께는 압력에 따라 각 부위마다 다르며 온몸으로 혈액을 공급해야 하는 좌심실이 가장 두껍고 심방은 비교적 얇게 되어 있다. 심장근육벽의 안쪽 표면을 심장속막(endocardium)이라 한다.

판막과 판막의 열림과 닫힘에 관계하는 작은 근육들과 판막을 덮고 있으며, 혈관계의 막과도 연결되어 있다.

심장은 심장속막이 빈틈없이 접해 있고 또한 심장근육층이 매우 두껍기 때문에 내부에서 산소와 양분을 충분히 공급받을 수 없다. 따라서 심장은 관상동맥계라는 자신의 혈관계를 따로 가지고 있다. 대부분 이것은 좌우 2개의 동맥으로 되어 있으며 왼관상동맥은 또다시 둘로 나누어져 왼앞내림관상동맥과 휘돌이가지관상동맥으로 나뉜다.

오른앞내림관상동맥·왼앞내림관상동맥·왼휘돌이가지관상동맥은 많은 가지를 가지고 있으며 모두 중요하다. 왼관상동맥·오른관상동맥은 대동맥동으로부터 나오며 각각의 구멍은 대동맥판막의 바로 위에 있는 대동맥동 내에 있다(개구). 왼관상동맥은 오른관상동맥보다 더 중요한데, 그 이유는 왼심실에 혈액을 공급하고 또한 왼관상동맥의 크기가 오른관상동맥보다 크기 때문이다.

오른관상동맥의 지름은 2.5㎜ 정도나 그 이상이며 혈액을 오른심실·동방결절·방실결절 등의 여러 조직에 공급한다. 왼관상동맥의 중심줄기는 지름이 4.5㎜ 이상이며 체내에서 가장 짧고 가장 중요한 혈관 중의 하나이다. 길이는 보통 1~2cm 정도이나 나누어지기 전에는 1~2㎜밖에 안 된다. 때때로 왼관상동맥 없이 왼관상구멍이 곧바로 2개의 가지인 왼앞내림관상동맥과 휘돌이가지관상동맥으로 나누어지는 경우도 있다.

왼앞내림관상동맥의 크기·분포·길이는 좌심실과 심실중격에 대한 혈액 공급에 매우 중요하다. 심장으로부터 나온 정맥혈액은 심장정맥을 따라 관상정맥동을 통해 삼첨판 밑의 우심실로 이동된다.

맥박

심장이 일정한 속도로 뛰는 것은 심장근육에 의한 것이며 신경이나 다른 외부의 자극에 의한 것이 아니다.

이러한 규칙적인 수축은 배아시기부터 내재되어 있으며 신경이 분포하기 이전부터 심장근육은 맥동적으로 뛴다(근수축). 그러나 이러한 내재적인 능력은 심장을 효율적으로 기능하게 하는 데는 충분하지 못하다. 그러므로 심장은 자극을 발생시키고 심장속막에 자극을 전달하여 수축을 유도하도록 도와주는 2개의 작은 결절조직을 가지고 있다.

생체 내의 모든 세포에는 막을 따라서 전위차가 존재한다. 즉 세포 내에는 음전하를, 세포 밖은 같은 양의 양전하를 띠며 이를 휴지전위라 한다. 이때 어떠한 요인에 의해 바깥의 양이온이 안쪽으로 들어와서 막전위차를 바꾸게 되며 이것이 자극이 전달되는 메커니즘의 시작이다(생체전기). 전기적인 자극 또는 화학물질에 의한 자극이 세포막의 상태를 바꾸어 휴지상태를 활동전위상태로 변화시킨다. 활동전위는 탈분극과 재분극이라는 두 단계로 일어나며 탈분극 단계에서는 근섬유 내부의 음전위가 반대의 전위로 된다.

이 과정은 근섬유의 길이방향으로 파동처럼 아주 짧은 시간에 전달되며 곧바로 다음 충격에 대비하여 재분극이 일어난다. 동방결절은 활동전위를 자발적으로 일으키며, 우심방의 뒤쪽벽, 즉 상대정맥 입구 바로 아래에 위치하고 근육이 특수화된 작은 구조이다. 이곳에서 발생한 활동전위는 파동처럼 심방근육 전체로 퍼져나간다. 몇몇의 특이화된 심방섬유들이 이 전위나 신경충격을 좌심방 벽 뒤의 아랫부분에 있는 방실결절로 전달해준다. 이때 심실이 수축하기 전에 심방이 완전히 수축하는 데 충분한 시간을 가질 수 있도록 방실결절로 가는 충격이 지연된다.

동방결절을 떠난 심방섬유는 방실다발을 형성하며 좌우 심실 안에서 푸르키녜 섬유의 여러 가지로 끝난다. 방실다발은 심실판막 사이를 지나 심실중격 안으로 들어가 심장속막 안에 위치한다. 심장의 분당 40~60회의 내재적인 맥박을 유도하는 방실결절과 분당 15~40회를 유도하는 푸르키녜 섬유는 자체적으로 수축하나 그 속도가 동방결절의 분당 72회보다는 느리다.

따라서 동방결절의 회복시간이 빠르기 때문에 첫번째 박동원이라 하고 방실결절을 2번째 박동원이라 한다. 심장근육 내에는 나트륨·칼륨·칼슘 등의 이온이 있으나 그중 칼슘 이온이 근육수축 과정에 가장 중요하다.

세포외액의 과도한 칼륨 이온은 심장 박동속도를 느리게 하고 심장을 팽창시키며 축 늘어지게 만들고 심장근육 또한 약해진다. 과도한 칼슘은 반대로 심장에 경련성 수축을 일으키지만 위험수준에 도달하기 전에 체조직에 나트륨과 함께 침전되므로 큰 피해는 없다. 나트륨 이온이 과다하면 심장 기능이 저하되는데 근육수축을 위해 이동하는 칼슘을 방해하기 때문이다(체액과 전해질 장애).

심장근육섬유에 충격이 지나감에 따라 전류가 발생하게 된다.

이 전류는 심장 주위로 퍼지며 일부는 피부까지 전달된다. 심전도는 이것을 검류계로 측정한 기록이다(심전도기록법). 검류계에 나타나는 파동의 기록으로 심장충격을 전달시키는 심장의 능력을 평가한다. 기록값은 P 파장, QRS 복합체, T 파장인데 심방의 탈분극은 P 파장, 심실의 탈분극은 QRS 복합체, 탈분극으로부터 회복되는 심실의 기록은 T 파장으로 기록된다. 심장에 대한 신경조절은 억제적인 부교감신경과 자극적인 교감신경에 의해 유지된다.

부교감신경의 자극은 충격 형성의 속도와 심방의 수축성을 저하시키므로 심장에서 나오는 혈액량을 줄이고 심장박동수를 떨어뜨린다. 반면 교감신경은 심방과 심실의 수축을 증가시킨다. 심장주기는 한 번의 수축이 끝난 뒤부터 다음 수축이 끝날 때까지를 말한다.

수축기 후에 이완기(diastole)가 오는데, 정상수축기혈압은 120㎜Hg, 정상이완기혈압은 80㎜Hg 정도이다.

혈압의 변화는 여러 요인에 의해 이루어진다. 소동맥은 혈류에 대한 주요저항기관이다. 근섬유의 행동을 조절하는 신경은 소동맥의 관을 압축시켜 높은 동맥압에 대해 충분히 저항할 수 있도록 해준다.

또한 혈압이 낮을 때는 팽창시켜 혈압을 유지시킨다. 동맥압은 혈액 내의 화학물질에 의해 영향을 받으며, 특히 산소의 감소와 이산화탄소의 증가는 혈압을 증가시킨다. 즉 호흡이 중요한 조절인자이며 레닌-안지오텐신 시스템은 혈압에 대한 호르몬 조절기구이다. 심장에 들어가는 혈액량이 줄어들면 심장에서 레닌의 합성이 증가되고 이는 혈액 내의 안지오텐신 Ⅱ의 양을 증가시켜 혈관을 수축시킴으로써 혈압을 높인다.

대정맥·대동맥궁·목동맥 등에 있는 압력수용체는 심실로부터 나오는 혈액의 혈압에 민감하게 반응하여 압력을 변화시킨다. 이 수용체는 혈압이 높아지면 동맥벽을 넓히고 심장을 억제하는 반사작용을 시작하여 심장박동을 느리게 만드는 동시에 혈관의 수축을 감소시킨다. 압력이 떨어지면 교감신경의 자극이 증가하고 부교감신경의 자극은 감소하여 심장박동수는 늘어나고 혈관의 수축이 일어난다. 심장박동의 힘은 심장근육섬유의 길이, 심장이완기의 길이, 산소공급 그리고 심장근육층의 양 등에 의해 조절된다.

혈압은 맥박기록기에 의해 측정되는데, 팔을 둘러싼 커프 내의 공기에 의해 발생하는 외부압력과 평행이 될 때 측정할 수 있다. 그 방법은 다음과 같다. 첫째, 커프로 팔꿈치 위의 팔 주위를 감는다. 둘째, 상완동맥 내의 혈액이 흐름을 멈출 때까지 커프 내로 공기를 주입한다. 셋째, 상완동맥 위에 청진기를 놓고 차츰 커프 내의 공기를 뺀다. 공기를 뺄수록 압력이 낮아지고 커프 밑의 동맥에 혈액이 흐르게 되며 심장박동 소리가 들린다.

소리가 처음 들릴 때 커프 내의 압력을 잰다. 이 압력이 심장수축기의 혈압이 된다. 넷째, 커프 내의 공기를 더 빼게 되면 소리는 더욱 커진 뒤 부드럽게 변하여 사라진다. 이때가 심장이완기의 혈압이 된다.

각주

[양사랑]

감사합니다~~~`