심장 (the heart)
심장은 대략적으로 주먹을 쥔 크기와 비슷한데, 5인치정도의 길이와 3.5인치 정도의 넓이는 가지고 있다. 그리고 두께는 2.5인치 정도 된다. 보통 무게는 성인 여성 250g 정도이고 성인 남성은 300g 정도이다.
심장은 피를 펌핑 하는역할을 하고 혈관을 통해 신체의 조직들에게 피를 전달하게 된다.
심장은 폐 가운데 medastinum 이라는 공간에 해부학적으로 위치해 있고, 이 공간의 흉골부터 척추뼈까지를 말한다. 그리고 횡경막의 첫번째 갈비뼈부터 폐 사이를 일컫는다.
심장은
심막(heart membrane) , 심장벽(heart wall), 심실(heart chambers)로 구성되어 있다.
1. 심막-heart membranes
심장은 더블 심막으로 이루어져 있는데, 주먹을 느슨한 풍선을 눌렀을때 주먹이 풍선에 둘러싸이는 것 같은 형태를 나타낸다.
심막은 pericardium 쓰이고,
기능을 살펴보면,
1. 심장을 보호하고
2, 심장이 과도하게 팽창되는 것을 막아주고,
3. 활발한 심장 수축에 의해 이루어지는 심장의 움직임을 양쪽 폐사이의 종경막안에서는 자유로이 움직일 수 있도록 해준다.
4. 심장주변부 조직을 결합조직과 근막들을 통해 힘을 심장 주변부 조직에 전달한다.
double wall 이라고 불리는 심막은 두겹으로 구성되어 있는데, 가장 바깥쪽(outer) 섬유층은 fibrous percardium 이라고 불린다.
그리고 두 겹 중 안쪽의 층을 이루는 심막은 장액을 포함하고 있어 serous pericardium 이라고 불린다.
심장막액(pericardial fluid) 는 심막 안쪽과 심막 사이의 층의 마찰을 줄여주고 윤활역할을 해준다.
심장 가장 바깥쪽 심막에서 가장 안쪽에 있는 visceral layer of the serous layer of the pericardium 는 심장벽의 가장 표면에 있는 심벽이라고 말할 수 있다.
2.심벽(the heart wall)
심장벽은 3개의 층으로 명확히 구분할 수 있다.
가장 표면에 있는 벽은 심장외벽(epicardium) , 심장근벽(myocardium), 그리고 심장내벽(endocardium) 이 있다.
심장 외벽(Epicardium)은 얇고, 주로 혈관과 림프샘, 림프관을 포함하고 있다.
심장 근벽(myocardium) 은 중간에 있는 층으로 두껍고, 심벽의 95%를 차지하고 있고, 심장근육들로 이루어져 있다
심장의 펌핑이 이 심장근육들에 의해 이루어진다.
심장 내벽(endocardium) 은 상피조직과 내피조직위에 있는 층으로 얇게 이루어져 있다. 내벽의 표면이 심장에 흐르는 혈액들의 마찰을 최소화한다.
3. 심실 (heart chamber)
2개의 심방과 2개의 심실로 이루어져있다.
위쪽에 2개의 심방(atrium)들과 아래쪽에 2개의 심실 (ventricles)들로 이루어져 있다.
심방은 정맥계로부터 피를 받는다.
우심방(right artrium)은 3개의 혈관으로부터 피를 받는데,
1. the superior vena cava (상대정맥)
2. the inferior vena cava (하대 정맥)
3. coronary sinus(관상정맥관)
우심방과 우심실은 우삼첨판(tricuspid= artrioventricular) valve 를 통해 연결 되어 있다.
좌심방(left atrium) 은 혈액을 폐로 부터 받는데, 4개의 폐정맥으로 부터 받는다.
좌심방과 좌심실을 연결하는 이첨판( bicuspid valve)이 사이에 존재한다.
우심실(right ventricle) 은 혈액을 우심방으로부터 받아서 폐동맥관(pulmonary valve)를 통해 폐동맥(pulmonary trunk)로 보낸다.
좌심실은 (left ventricle) 좌심방으로 부터 혈액을 받아서 대동맥관(aortic valve)을 통해 대동맥(arota) 으로 보여 준다. 가장 두껍고 가장 큰 심장의 심방이다.
| aorta 대동맥 | 좌심실로부터 혈액을 받아 신체로 운반한다. |
| pulmonary trunk폐동맥 | 우심실로부터 혈액을 받아 폐로 운반한다. |
| pulmonary Arteries 폐혈관 | 폐동맥으로부터 혈액을 받아 폐로 운반한다 |
| Pulmonar Veins 폐정맥 | 폐로부터 혈액을 받아 좌심방으로 혈액을 운반한다. |
| superior vena cava 상대 정맥 | 머리 상체로부터 혈액을 받아 우심방으로 혈액을 운반한다. |
| inferior vena cava 하대 정맥 | 하체로부터 혈액을 우심방으로 혈액을 운반한다. |
| coronary sinus 관상정맥 | 심장으로부터 혈액을 우심방로 운반한다. |
4. 심장 판막 heart valve
심장 판막은 피가 거꾸로 흐르는 것을 막아주는 역할을 하고 한쌍으로 이루어져 있다.
Atrioventricular (AV) Valves 방실판막 피가 심방에서 심실로 흘러갈때 열린다.
우방실판막-Tricuspid vavle
좌방실 판막- Bicuspid valve
대동맥과 폐동맥의 반월판 Semilunar (SL) Valve
폐동맥판-Right SL valve (pulmonary valve)
대동맥판-Left SL valve (aortic valve)
방실판막은 심실이 수축시에 안전하게 닫게 되어 있고, 피가 비가 거꾸로 흐르는 것을 막아 손상을 막아준다.
판막은 심장근육들의 섬유 집합체로 이루어져 있는데,
1. 섬유주- trabeculae carneae.
2. 유두근- papillary muscles.
3. 건색- chordae tendineae
로 이루어져 있다.
**심실이 수축할때, 혈얍이 cusp 를 위로 향하게 하여 cusp의 끝이 서로 만나 닫히게 된다.
동시에 유두근이 수축하고 , 건색들이 당겨서 팽팽하게 한다.
이러한 작용이 대동맥으로 높은 압력으로 혈액을 뿜어내게 된다.
대동맥과 폐동맥의 반월판들은 cusp처럼 되어있는데, 혈액을 잡아서 관을 닫히게 만든다.
심실이 이완될때, 피가 심장으로 향하여 거꾸로 흐르기 시작할때 반월판들이 막아 그곳을 채우게 된다.
반월판들의 서로의 모서리 부분이 만나서 자 조여주고 심실과 혈관들사이를 열리게 해준다.
혈액의 흐름
폐의 혈액 흐름은 심장의 오른쪽에 의해 작동하게 된다.
- 산소가 없는 혈액을 신체로부터 받는다.
- 혈액을 폐동맥으로 보내서 폐로 흐르면 다시 산소가 있는 혈액이 된다.
- 이 혈액이 다시 심장으로, 우심방으로 흘러 들어간다.
조직의 흐름을 보게 되면(systemic CV circuit) 심장의 왼쪽부분에 의해 작동한다.
- 산소가 있는 혈액을 피로 받게 된다.
- 산소가 있는 혈액을 대동맥으로 , 혈관들로 보내서 신체의 조직들로 혈액을 보내게 된다.
- 신체의 조직들에게 혈액에 있는 산소와 이산화탄소를 교환하고 영양분을 제공한다음, 다시 우심방으로 들어오게 된다.
1.상대정맥, 하대 정맥, 관상 동맥들로 부터 산소가 없는 혈액들을 심장으로 보내는데, 우심방으로 보내게 된다.
2. 혈액들은 우심장을 흘러서 폐로 흘러가 이때 다시 혈액에 산소가 결합되어 폐동맥들을 통해 이루어진다.
3. 산소가 결합된 혈액들이 폐정맥들을 통해 다시 좌심방으로 들어와 좌심실을 통해 다시 대동맥으로 신체의 조직들에게 전달된다.
심장조직(cardiac Tissue)
심장 근육들은 횡문근, 가로무늬 근육으로 되어있다.
그리고 섬유들이 골격근 보다 짧고, 핵이 하나만 갖고 있다.
심장세포 (heart cells)
두가지의 심근으로 이루어져 있는데,
심장수축세포(myocardial contactile cells) 99%로 이루어져 있고
심근전도 세포(myocardial conducting cells) 1%로 이루어져 있다.
1. 심장수축세포(myocardial contactile cells)
서로 연결되어 있고 의사소통을 할 수 있게 되어 있는데 개재판(intercalated discs) 를 통해 이루어진다.
개재판-심근의 장축에 규칙적인 간격으로 섬유를 횡단하는 심근 세포 간의 접합부. 계단 모양으로 나타나며, 한 섬유에서 다른 섬유까지 섬유 축의 방향으로 수축력의 전달을 쉽게 하고, 아울러 심근의 섬유 가운데에서 세포 간의 기계적 결합을 조절한다.
심장근육세포의 수축할 수 있게 파도 모양의 형태로 되어 있다.
개재판은 gap junctions 과 desmosomes 로 이루어져 있는데,
gap junction 은 심장세포들 사이에서 연결통로를 형성해 전류의 극성을 없애서 빠르게 전달할 수 있게 한다.
desomsome 은 강력 접착의 단백질인데, 세포들을 함께 잡고 있어 심장 수축할 때 발생하는 스트레스에서 떨어지지 않게 한다.
2.심근전도 세포(myocardial conducting cells) 1%
심장세포가 초기에 발달할 때 1% 만 자동리듬 섬유를 형성하게 되는데 action potential를 반복하게 된다. 심장 수축을 촉발시키기도 한다. 중추신경계의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 탈분극을 위해 신경의 연결도 필요 없이 혼자 스스로 흥분하게 된다.
ㅈ자율신경계에서 신경 자극이 타이밍과 심장박동의 강세를 조절하기도 하지만 기본적인 리듬은 생성하진 안흔든다.
ㅅ세포들은 동시에 탈극성화가 일어나는데 부분적으로 빠르고 느림이 나타날 수 있다.
Sinoatrial (SA) Node-
-동방결절- 심장의 수축을 시작하는 충동을 촉발하고 심박의 조정 작용을 한다.
- 우심방에 위치해 있고, 보통 탈극화 되어있고 60-100 bpm 을 나타내고 있다.
Atrioventricular (AV) Node- 방실결절- 오른심방과 오른심실의 경계에 붙은 삼첨판 부분에 있는 심장 근육 세포의 덩어리. 심방과 심실의 수축을 지연하여 펌프 작용의 효율을 높인다.
40-60bpm 에서 탈극이 일어나고 최대 220bpm 까지 올라간다. 젊은 성인에게서 나타난다.
심방번들( Atrioventricular (AV) Bundle)-심장의 박동을 조절하는 특수한 근섬유 다발
우심방번들
좌심방번들
푸르키네 섬유-Purkinje fibers. 심내막하조직의 변형된 심근. 심장의 자극을 빠르게 전도하며 심근의 수축을 조화시킨다.
-자율박동세포의 그룹이 한계점에 도달하면 action potential 이 일어나고 세포가 탈극화가 일어난다.
-이러한 네트워크 시스템을 심장전도 시스템(cardiac conduction system) 이라 불리는데,심장전도가 심장쪽으로 발생할 수 있게 통로를 제공해주고, 심방이 효과적으로 수축할 수 있게 해준다.
심장의 주기는 심장박동수와 관련되어 있다. 압력이 변화면 혈액의 양도 변하게 되고 전류 생산량도 변화게 되어 있다.
심장 주기(cardiac cycle)
1. 심장의 자극은 우심방 벽에 위치해 있는 동방결절(sinoatrial node) 에서부터 시작한다.
각각의 action potential 이 양쪽의 심방에 전달해 수축을 일으킨다.
2. acition potential 이 일어나면 방실결절(atrioventricular node)에 전달되면
- . 방실결절의 직경이 작기 때문에 천천히 전달된다
- 이러한 움직임이 심실이 수축하기전에 심방이 완전한 수축을 할 수 있게 해주어 더 많은 혈액이 심실로 흐를 수 있게 해준다.
- 더 많이 자극이 될 수록 더 느리게 전류가 발생한다. 이를 decremental conduction 이라고 부른다.
- 이러한 현상이 심박수를 위험하게 높이는 것을 방지한다.
3. ap 가 심방번들(atrioventricular bundle) 로 들어가게 되는데,
- 이곳이 전류의 연결이 일어나는 심방과 심실사이에서 일어나는 곳이다 다른곳은 절연이 되어 있다.
-섬유들은 큰 직경을 가지고 있고 다시 ap 속도를 높인다.
4. ap 자극이 좌심방번들과 우심반번들을 통해 심실사이의 중격막을 따로 이동해서 심장의 정점에 이른다.
5. ap 자극은 푸르키네 섬유-Purkinje fibers 를 통해 퍼지게 한다.
- 심실의 벽에서 이러한 시스템이 이루어지고, 급격하게 속도를 높여서 전파를 빠르게 도달한다.
전형적으로 심장주기는 880m/sec( 0.8 sec) 의 시간이 걸린다.
모든 심장세포가 탈극이 일어나고 나면 (심장수축과 이완) 심장주기가 된다.
심장수축 과정(contraction cycle periods)
심장수축시에는 심방과 심실의 수축이 교차하면서 이루어지는데, 혈액을 혈압이 높은곳에서 낮은곳으로 흐르게 한다. 여기서 valves 역할이 중요하게 작용을 한다. 한쌍의 심방이 수축할때 이를 심장 수축기 , 이오나할때 심장 이완기라고 부른다.
혈액의 흐름이 발생할 때, 심장에서의 전기 전도도 연관되어 이루어진다.
심실 충전 기간-Ventricular Filling Period (VFP
-심실이 이완되고 AV 관이 열리고 정맥의 피가 심실에 채워지게 된다.
등축량 수축기간Isovolumetric Contraction Period (ICP)
심근의 수축이 증가해서 심실 사이의 압력이 증가하지만, 모든 valve가 닫혀있어 혈액의 꾸준하게 심실에 남아 있다.
심실 배출 기간Ventricular Ejection Period (VEP)
심실의 압력이 증가해 이 힘이 대동맥과 폐동맥의 반월판(semilunar valve)을 열리게 해 혈액이 심실로부터 배출되게 된다.
등골격 완화기간Isovolumetric Relaxation Period (IRP
심실들이 이완되어 모든 valves 들이 닫힌다. 혈액의 양은 변함없이 남아 있다.
심장 박동수 heart rate
맥박은 심장에 의해 일어나는 수축으로 혈액이 동맥계로 흘러가 동맥의 규칙적인 확장에 의해 일어난다.
일반적으로 맥박은 경동맥(carotid artery) 과 요골 동맥(radial artery)에서 15초를 재고 곱하기 4를 하면 된다.
맥박수는 심장박동수를 재는 방법이다. (1분 기준)
보통 60-100pm 정도가 성인에서 일어나고, 낮은 심장박동수는 더 효율적으로 심장박동을 일으키고 , 더 나은 심폐지구력을 가지고 있다.
혈압은 혈관 벽에서 최대치의 혈액이 배출되는 것을 말하고 단위는 (mm Hg) 로 표시한다.
고혈압(systolic blood pressure)는 심장이 수축할때 혈액이 혈관으로 나오는 양을 말한다.
저혈압(diastolic blood pressure)는 심장이 이완될 때 혈관에 가해지는 압력을 말한다.
보통적으로 120/80 이 평균 수치이고,
pre-hypertension 은 120/80-139-89를 말하고 140/90 을 넘어가면 고협압으로 간주한다.
혈액량 (blood volumes)
End Diastolic Volume(EDV)-심실의 이완이 끝났을 때 남아있는 혈액량
End Systolic Volume (ESV-심실의 수축이 끝나고 남아 있는 혈액량
박출량 (stroke volumes-SV)- EDV-ESV- 한번의 심실의 이완과 수축이 끝나고 남아 있는 혈액량
박출률(Ejection Fraction (EF)-(SV/EDV=EF)-박출량을 퍼센트로 변환한 값
심박출량(Cardiac Output (Q)- 혈액이 심실에서 1분동안 박출되는 혈액의 양 (HR x SV =Q)
-보통 5-6L 정도 혈액이 1분동안 건강한 성인에게서 나온다.
-운동하는 동안에는 혈액의 산소량을 요구하는 정도가 증가하기 때문에 3-4배정도 심박출량이 증가한다. 트라이애슬론 선수들은 7-8배 정도의 산소량을 요구하게 된다.
'운동 해부학 과 운동 생리학(anatomy & physiology)' 카테고리의 다른 글
| 운동 생리학 -근육 (muscular system) part2 (0) | 2022.02.27 |
|---|---|
| 운동 생리학- 근육 조직(muscular system) (0) | 2022.02.26 |
| 운동 생리학- 골격계( skeletal system) part 2 (0) | 2022.02.25 |
| 운동생리학-골격계(skeletal system) part 1 (0) | 2022.02.24 |
| 운동 생리학- 심혈관계(cardiovascular system) part 1 (0) | 2022.02.20 |
댓글