심장의 구조와 기능 경원전문대학 조경숙

학습목표 1. 심장의 기능을 기술할 수 있다. 2. 심장의 구조를 기술할 수 있다. 1) 위치 2) 심장 벽 3) 심방과 판막 4) 관상동맥 3. 심장 전도체계를 기술할 수 있다. 4. 심박출량의 관련요인을 기술할 수 있다.

I. Function of the Heart * Heart는 Pump이다. 환원된 혈액을 정맥계로 부터 모아서 폐로 보내는 것(노폐물 제거) 산화된 혈액을 pump해서 세포로 운반(산소와 영양분 전달)

II. 심장의 구조 1. 위치 1) Apex(첨단부) : 좌측 제 5늑간부위와 중앙 쇄골선이 만나는 곳 대동맥, 폐동맥의 시작부위 2) Base(심저) : 제 3늑간 부위 위치 상대 및 하대 정맥 유입되는 곳 3) 크기 12cm × 9cm × 6cm 무게 : 300g 정도

PMI (Point of Maximum Impulse) 심첨맥박 최고점 PMI 위치로 심장의 크기 판단 (외형적으로) ex) 흉부 X-ray

2. 심장 벽(Cardiac Wall) 1) endocardium (심내막) 가장 안쪽의 얇은 endothelial tissue (상피세포) 막. 심방과 판막 구성 2) myocardium (심근) middle layer로 자율신경의 지배받는 striated muscle(횡문근) 심장수축에 관여하며 Lt.가 Rt 보다 3배 두껍다. cf. BP차이 : Lt - 120mmHg (벽두께: 8∼15mm) Rt - 30mmHg (벽두께: 4∼5mm)

3) Epicardium (심외막)과 Pericardium (심낭) 얇은 투명한 장막(serous membrane)으로 visceral pericardium이라고도 한다. 손상과 감염으로부터 heart protect. a. visceral pericardium (장측심낭) : epicardium이라고도 하며 inner layer 즉 심장쪽에 붙어있는 얇은 내측의 막. b. parietal pericardium (벽측심낭) : outer layer로 두꺼운 섬유성의 막.

Pericardial cavity (심낭강) 장측 심낭과 벽측 심낭 사이에 10∼20ml의 pericardial fluid 존재. 역할 - heart beat시 lubricant역할 외부의 충격으로부터 cushion 역할 염증, 종양의 파급 방지.

3. Cardiac chamber(심방) (1) Right atrium (RA)우심방 IVC(상대정맥). SVC(하대정맥)를 통해 온몸에서 오는 환원된 blood받음 → RV (2) Rt. Ventricle (RV) 우심실 RA으로부터 받은 blood를 폐동맥을 통해 폐로 pump.

(3) Lt. atrium (LA) 좌심방 4개의 폐정맥을 통해서 폐로부터 산화된 blood 받아 → LV (4) Lt. Ventricle (LV) 좌심실 largest, most muscular chamber로 LA을 통해 폐에서 온 blood를 받아 대동맥을 통해 전신으로 pump.

4. 심장판막(Cardiac Valve) (1) 혈액이 일방향으로만 흐르게 하는 중요한 역할 cf. 역류시 heart valve disease

(2) Type a. Atrioventricular (A-V)valve : 방실판 - atrium과 ventricle사이에 위치 - 승모판(mitral v.) -Lt. 삼첨판(tricuspid v.) -Rt. -심실벽에 붙은 유두근(papillary muscle)에 연결된 심건색(chordae tendinae)의 작용으로 심실수축시 판막이 닫힘.

b. Semilunar Valve : 반월판 - three cuplike 판막첨(cusp)으로 구성 - 이완기에 ventricle로의 역류 방지 - 폐동맥판(pulmonary valve) : RV - PA - 대동맥판(aortic valve) : LV – Aorta

5. 관상동맥 순환 (Coronary Circulation) 1) 심근에 풍부한 산소 공급위해. 2) 대동맥판 바로 위에서 관상동맥(coronary artery) 있음. 3) 관상동맥혈은 관상혈관의 저항이 감소되는 심실이완기에 거의 모든 심근으로 흐른다.

우관상동맥(Rt. coronary artery : RCA) - RA. RV. SA node. AV node 좌관상동맥(Lt. coronary artery : LCA) - 전좌하행가지(Lt. Anterior descending artery) : LV의 앞쪽. Apex - 회선가지(circumflex artery) : LA LV의 뒤. 측면.

III. 심장전도체계(Cardiac Conduction System) 1) 심장수축시의 전기적 활동

(1) 정지막 전위(Resting membrane potential) 휴식상태에서 세포 내부는 세포외벽에 대해 음전기를 띄고 있음 -90mV에 정지막 전위에 기여하는 주요 인자는 K+는 통과시키고 Na+는 통과시키지 않는 세포의 선택적 투과성(에너지가 필요한 능동 이동)

(2) 탈분극(Depolarization) 심장 박동의 시작은 탈분극의 과정으로 시작 소듐에 대한 세포의 투과성이 증가 소듐이 세포내로 빠르게 유입 포타슘이 세포 밖으로 이동

(3) 재분극(Repolarization) 세포가 휴식기로 돌아가는 과정 소듐에 대한 세포의 투과성이 감소 소듐이 세포 밖으로 이동 포타슘이 능동운반체계를 통해 세포 안으로 이동

2) 전도계의 구조 (1) SA node : 동방결절 (sino-atrial node) ① RA와 SVC 연결부위에 위치 ② pacemaker(심박조절자) : 주기적으로 심장을 수축시키는 전기적 자극 발생시킴 ③ 70∼80 /min ④ 교감과 부교감신경의 조절 받음 ⑤ SA node에 문제가 생기면 하부 pacemaker가 그 역할 담당.

(2) A-V node 방실결절(Atrioventricular node) = A-V junction ① 위치 : atrial septum의 하부. ② SA node 의 자극을 받아 atrium 수축하는 동안 A-Vnode에서 delay (약 0.1 sec) ③ A-V node의 rhythm ; 50∼60/min.

(3) The Bundle of His (=AV bundle) : His속 ① A-V node 와 연결되어 있다. ② Rt. bundle branch (RBB) - ventricular septum의 우측 Lt. bundle branch (LBB) - 전, 후로 다시 branch ③ 40∼50/min

(4) Purkinje fiber ① 심실 내막 밑의 광범위 네트위크

IV. 심박출량 A. Cardiac Cycle(심장주기) 1 심장주기 = 1회의 heart beat

수축기( Systole) ① 정의 : AV valve가 닫히고 심실내에 압력 상승하는 심실 수축기. ② 과정 : aortic & pulmonic valve는 아직 닫혀있고 → AV valve 닫힐 때 나는 소리 : S₁(제 1심음) → 심실의 압력이 대동맥과 폐동맥 압력보다 높아지면 분출이 시작 → valve open되어 blood pump 됨.

2) 이완기 ( Diastole) ① 이완기 초기에 심실이 이완하기 시작함에 따라 대동맥과 폐동맥 압력이 심실의 압력 보다 높아지게 되어 반월판이 닫힘. ② 이 valve 닫히는 소리가 S₂(제 2심음) ③ 심실이 계속 이완하면 AV valve가 열리고 blood가 ventricle로 들어옴

B. 심박출량(Cardiac Output) 정의 C.O = S.V × HR cf. 출혈로 S.V ↓ → HR↑하여 C.O 유지. ① stroke volume (일회박출량) : 심실수축으로 분출되는 혈액량 - 60∼70ml ② heart rate(심박동수) : 1분동안 심장이 박동하는 횟수 - 약 70회(60-100회) ③ cardiac output(심박출량) : 1분동안 박출해내는 혈액량 - 4000∼8000cc

2) 일회박출량에 영향주는 요인 ① 심근의 수축력 ② 전부하(Preload) : 이완기말의 좌심실의 심근섬유의 길이 (이완기말의 심실내의 혈액량) ③ 후부하(Afterload) : 수축기동안 심실에서 대동맥과 폐동맥으로 혈액을 내보내기 위해 심실에 형성되는 압력(대동맥 80mmHg, 폐동맥20 mmHg)

Cardiac Output ┌─────────────┴────┐ Heart Rate Stroke Volume │ ┌────┴────┐ - Exercise End-Diastolic volume Systolic volume - Autonomic Nervous System (Preload) (Afterload) - Age ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ - Sex : ♀>♂ - Hormone : epinephrine Effective ventricular Arterial Ventricular thyroxine filling distensivility pressure contraction - Temperature Pressure (팽창성) - BP : BP↓ HR↑

3) 심박동수의 조절 ① 자율신경계 교감신경 : 증가 부교감신경 : 감소 ② 혈압의 변화 : 압수용기(대동맥궁, 경동맥동) 예) 저혈압 → 압수용기 자극 감소 → 심장억제 중추 자극 감소 → 심박수 감소 ③ 호르몬

④ 대뇌 피질의 자극 통증, 분노, 흥분 ⑤ 운동 : 운동 강도에 비례하여 최대 심박수까지 증가 ⑥ 체온 ⑦ 성별, 연령

C. 심장지수(Cardiac Index) 체표면적 1m2 에 대한 분당 심박출량. 심장지수(CI) = ___심박출량(L/min)_____ 체표면적(m2)

D. 혈압( Blood Pressure) ① 혈압 : 혈관벽에 미치는 혈액의 압력 높은 곳 → 낮은 곳 artery 대정맥 : zero

② 혈류에 영향주는 요인 - 압력차 - 말초저항 peripheral vascular resistance(PVR) cf. 잘 확장되는 대동맥이나 동맥은 저항↓ 세동맥 - 구경이 잘 변하여 주요 저항 만드는 곳 모세혈관 - 구경은 작지만 수적으로 많아 단면적이 넓어 저항이 적다.

③ Arterial Pessure(동맥압) ㄱ. 수축기 혈압(Systolic p.) – 심장 수축시 동맥벽에 미치는 maximum p. normal 100∼140mmHg ㄴ. Diastolic p. - 이완기압 normal 60∼90mmHg ㄷ. BP = CO × PVR(Peripheral vascular resistance)