수축기

3. 심장 수축의 종류

심장 수축은 크게 심방 수축과 심실 수축으로 나뉜다.

• 심방 수축: 심실 이완기 후반에 발생하며, 심방의 혈액을 심실로 보내는 역할을 한다. 심장의 정상적인 전기 전도에 이상이 생기면 심방 수축이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
• 심실 수축: 심방 수축 이후에 발생하며, 심실의 혈액을 대동맥과 폐동맥으로 뿜어내어 전신 순환과 폐순환을 일으킨다. 심실 수축은 등용적 수축과 구출기의 두 단계로 나뉜다.

3. 1. 심방 수축 (Atrial systole)

3. 1. 1. 우심방 수축과 좌심방 수축

3. 2. 심실 수축 (Ventricular systole)

3. 2. 1. 우심실 수축과 좌심실 수축

4. 심장 수축의 생리학적 기전

심장 수축은 심근세포에 대한 전기화학적 자극에 대한 반응으로 심근이 수축하는 것이다.

동방 결절(SA 노드)은 심장의 자연적인 박동 조율기로, 심장 근육을 통과하는 전기 신호를 보내어 주기적으로 수축하게 한다. 이것은 우심방 상단, 상대 정맥과의 접합부에 위치해 있다.^[6] SA 노드는 옅은 노란색 구조이다. 사람의 경우, 약 25 mm 길이, 3–4 mm 너비, 2 mm 두께이다.^[7] 온전한 상태에서, SA 노드는 동성 리듬으로 알려진 지속적인 전기 방전을 심방 질량 전체에 제공하며, 이 신호는 방실 결절에서 합쳐져 나트륨, 칼륨 또는 칼슘 게이트 이온 채널을 통해 심실 안팎으로 리듬 전기 펄스를 제공하도록 조직된다.

지속적인 리듬 방전은 심근의 평활근을 자극하고 심장의 위에서 아래로 리듬 수축을 유발하는 파동과 같은 전기적 파동을 생성한다. 펄스가 (상부) 심방에서 (하부) 심실로 이동함에 따라, 근육 네트워크 전체에 분산되어 두 심실의 수축기 수축을 동시에 유발한다. 사이클의 실제 속도, 즉 심장이 얼마나 빠르거나 느리게 뛰는지는 뇌의 메시지에 의해 결정되며, 이는 통증, 감정적 스트레스, 활동 수준과 같은 신체 상태, 외부 온도, 시간 등 주변 조건에 대한 뇌의 반응을 반영한다.^[8]

전기적 수축기는 심근 조직 세포 내 전압 개폐형 나트륨, 칼륨 및 칼슘 채널을 연다. 이어서 세포 내 칼슘의 증가는 액틴과 미오신이 ATP의 존재하에 상호 작용을 일으켜 근육 수축 또는 기계적 수축기 형태로 세포 내에서 기계적 힘을 생성한다. 수축은 폐동맥과 대동맥의 인접한 줄기에서 외부 잔류 압력을 초과할 때까지 증가하는 심실 내 압력을 생성한다. 이 단계는 차례로 폐동맥 및 대동맥 판막을 열도록 한다. 그러면 혈액이 두 심실에서 분출되어 폐순환 및 전신 순환 계통으로 펄스한다.^[9]

기계적 수축기는 맥박을 유발하며, 맥박 자체는 신체의 여러 지점에서 쉽게 촉진(느껴짐)되거나 보이며, 수축기 혈압을 관찰하기 위한 보편적으로 채택된 방법(촉각 또는 시각)을 가능하게 한다. 수축기의 기계적 힘은 긴 축과 짧은 축을 중심으로 근육 덩어리의 회전을 유발하며, 이 과정은 심실의 "비틀림"으로 관찰할 수 있다.

심장의 수축은 동방 결절에 위치한 전기 흥분성 세포에 의해 시작된다. 이 세포들은 세포막을 가로지르는 전기적 전위의 탈분극에 의해 자발적으로 활성화되며, 이는 세포막의 전압 개폐 칼슘 통로가 열리고 칼슘 이온이 심근 세포의 근형질(세포질)으로 통과하도록 한다. 칼슘 이온은 리아노딘 수용체 (분자 수용체)에 결합하여 근소포체에 작용하여 칼슘 이온의 플럭스(흐름)가 근형질로 유입되게 한다.

칼슘 이온은 트로포닌 C에 결합하여 트로포닌-트로포미오신 단백질 복합체에 입체형태 변화를 일으켜 F-액틴 필라멘트 단백질의 미오신 머리 (결합) 부위가 노출되게 하여 근육 수축이 일어나게 한다.

심장 활동 전위는 인접한 심근 세포의 근형질을 연결하는 갭 결합을 통해 양이온이 이동하면서 푸르키네 섬유의 작은 가지까지 원위부 (또는 외부로) 퍼진다.

심실 수축의 전기적 활동은 방실 결절에 의해 조정되며, 방실 결절은 좌심방과 우심방으로부터 전기적 자극을 받아 고유의 (비록 느리지만) 심장 박동 조절기 활동을 제공할 수 있는 개별적인 세포 집합체이다. 심장 활동 전위는 히스 다발을 통해 푸르키네 섬유로 전기적 경로를 따라 전파되며, 이러한 전기적 플럭스는 심장 꼭대기에서 대혈관의 기저부까지 조정된 탈분극 및 흥분-수축 결합을 유발한다.

5. 심장 수축과 관련된 질환

심방 세동은 심방 수축 기간 동안 나타나는 심장의 흔한 전기적 질환이다. 이론에 따르면, 일반적으로 폐동맥 내에 위치한 이소성 초점이 동방 결절과 경쟁하여 심방을 전기적으로 제어하고, 이로 인해 심방 심근 또는 심방 심장 근육의 성능이 저하된다. 심방 전기 활동에 대한 정돈된 동방 제어가 방해를 받아 두 심방에서 조절된 압력 생성이 손실된다. 심방 세동은 전기적으로 무질서하지만 관류가 잘 되는 심방 덩어리가 (조절되지 않은 방식으로) (상대적으로) 전기적으로 건강한 심실 수축과 함께 작동하는 것을 나타낸다.^[1]

심방 세동으로 인한 손상된 부하는 심장의 전반적인 성능을 저하시키지만, 심실은 효과적인 펌프로 계속 작동한다. 이러한 병리를 고려할 때, 박출 계수는 10%에서 30%까지 저하될 수 있다. 교정되지 않은 심방 세동은 분당 200회(bpm)에 가까운 심박수를 유발할 수 있다. 이 속도를 정상 범위 (예: 약 80bpm)로 늦출 수 있다면, 심장 주기의 결과로 더 긴 채움 시간이 심장의 펌핑 능력을 회복시키거나 개선한다. 예를 들어, 조절되지 않은 심방 세동 환자의 호흡 곤란은 (전기적 또는 약물적) 심율동 전환으로 종종 정상으로 돌아갈 수 있다.^[1]

6. 임상적 표기

혈압은 의료 목적으로 표기될 때 일반적으로 수축기 혈압과 이완기 혈압을 슬래시로 구분하여 표기한다. 예를 들어 120/80 mmHg와 같다. 이 임상 표기법은 분수나 비율을 나타내는 수학적 수치가 아니며, 분자와 분모를 표시하는 것도 아니다. 오히려 임상적으로 중요한 두 압력(수축기 다음에 이완기)을 나타내는 의학적 표기법이다. 종종 세 번째 숫자인 심박수 값(분당 박동수)이 뒤따르는데, 이는 일반적으로 혈압 측정과 함께 측정된다.

참조

_[1] 서적 Introduction to Health Science Technology Thomson/Delmar Learning 2004
_[2] 서적 Cleveland Clinic Heart Book https://archive.org/[...] Hyperion 2000
_[3] 논문 Recommendations for chamber quantification 2006-03
_[4] 서적 Anatomy & physiology http://cnx.org/conte[...] 2014-08-11
_[5] 서적 Human Physiology Oxford University Press 2006
_[6] 서적 Human Physiology Oxford University Press 2006
_[7] 서적 Biomechanics : circulation
_[8] 서적 Cleveland Clinic Heart Book https://archive.org/[...] Hyperion 2000
_[9] 서적 Cleveland Clinic Heart Book https://archive.org/[...] Hyperion 2000
_[10] 웹사이트 대한의협 의학용어 사전 https://www.kmle.co.[...]
_[11] 서적 Introduction to Health Science Technology https://archive.org/[...] Thomson/Delmar Learning 2004