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심장

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목차

1. 개요

심장은 혈액을 순환시키는 펌프 역할을 하는 기관으로, 구조, 위치, 기능, 질환, 그리고 역사에 걸쳐 다양한 특징을 가진다. 사람의 심장은 4개의 방(우심방, 우심실, 좌심방, 좌심실)으로 구성되어 있으며, 가슴 중앙에 위치한다. 심장의 주요 기능은 체순환과 폐순환을 통해 전신에 혈액을 공급하는 것이며, 심장 주기, 심박출량, 심장 전기 전도계, 심박수 등 다양한 요소들이 심장 기능을 조절한다. 심장 질환에는 허혈성 심장 질환, 심부전, 심근증, 판막 질환, 부정맥 등이 있으며, 진단은 병력 청취, 심장 검사, 혈액 검사, 심전도, 심장 영상 촬영 등을 통해 이루어진다. 치료는 약물 치료, 생활 습관 개선, 시술 및 수술 등을 포함한다. 심장은 다양한 동물에서도 발견되며, 구조와 기능은 종에 따라 다르다. 또한, 심장은 식용으로도 사용되며, 다양한 요리에 활용된다.

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심장
개요
라틴어cor
그리스어καρδία (kardía)
계통순환계
영어heart
혈관
동맥대동맥
폐동맥간
오른쪽 및 왼쪽 폐동맥
오른관상동맥
왼관상동맥주간부
정맥상대정맥
하대정맥
오른쪽 및 왼쪽 폐정맥
큰심장정맥
중간심장정맥
작은심장정맥
앞심장정맥
신경 및 림프
신경심장촉진신경
미주신경
림프해당사항 없음
이미지
사람의 심장
사람의 심장

2. 구조

심장은 근육질의 장기로, 율동적으로 수축하여 혈액을 순환시키는 펌프 역할을 한다.[134] 심장과 혈관은 순환계를 구성하며,[135] 혈액은 산소와 영양소를 조직에 운반하고 이산화탄소 등의 노폐물을 폐로 운반한다. 사람의 심장은 주먹만한 크기로, 흉부 중앙의 종격동에 위치한다.[136]

부검 중인 사람의 심장


뛰는 사람의 심장의 컴퓨터 생성 애니메이션
컴퓨터 생성 심장 박동 애니메이션


심장학 비디오


심장은 크게 심방과 심실로 나뉘며, 혈액의 역류를 방지하는 심장 판막이 존재한다. 심장 벽은 심내막, 심근, 심외막의 세 층으로 구성되며, 심장 자체를 둘러싼 심낭이 심장을 보호한다.

사람을 포함한 포유류와 조류는 4개의 방(좌우 심방, 좌우 심실)을 가진다.[137][138] 오른쪽 심방과 심실을 우심, 왼쪽 심방과 심실을 좌심이라 부른다.[138] 어류는 1심방 1심실, 대부분의 파충류와 양서류는 2심방 1심실을 가진다.[139]

심장은 심장 박동 조율 세포에 의해 규칙적인 리듬으로 혈액을 내보낸다. 이 세포들은 전류를 생성하여 심장을 수축시키고, 방실결절을 통해 심장의 전도계를 따라 전달된다.

심장 근육(Myocardium|심근영어)은 관상동맥을 통해 산소와 영양분을 공급받는다. 심장 내부에는 혈액이 흐르지만, 심근은 이 혈액으로부터 직접 산소나 영양분을 받기 어렵다. 혈액이 빠른 속도로 흐르기 때문에 두꺼운 심근과의 사이에서 물질 교환이 일어날 시간이 부족하기 때문이다. 자율신경계는 교감신경과 부교감신경으로 나뉘며, 교감신경은 심박수를 증가시키고 부교감신경은 심박수를 감소시킨다.

원시적인 심장은 지렁이와 같은 환형동물에서 볼 수 있다. 절지동물의 심장은 '심문'이라는 구멍이 뚫려 있는 것이 특징이며, 등쪽에 관 모양을 하고 있어 '관심장'이라고 불린다. 연체동물의 심장은 심방과 심실로 이루어져 있으며 위심강으로 싸여 있다. 척추동물은 진화 과정에서 육지 생활에 적응함에 따라 심장 구조가 변화했다.

2. 1. 위치와 형태



사람의 심장은 종격동 내 하부의 거의 중앙, 제5흉추에서 제8흉추 높이에 위치한다. 심낭이라고 불리는 이중 막 주머니가 심장을 둘러싸고 종격동에 부착되어 있다.[11] 심장의 후면에는 식도와 위가 있으며, 그 뒤에는 척추가 있다. 흉골과 늑연골 뒤에 있는 앞면을 흉늑면이라고 한다.[6] 심장의 상부에는 대정맥, 대동맥, 폐동맥과 같은 큰 혈관이 부착되어 있으며, 제3늑연골 높이에 위치한다.[6]

심장은 대략 역원추형이며, 그 축은 왼쪽 사선 방향으로 기울어져 있다.[140] 심장의 하부는 왼쪽으로 기울어져 늑골의 왼쪽 제5늑간에서 쇄골중선 사이에 위치한다.[146] 심장의 윗부분, 즉 굵고 큰 혈관이 있는 오른쪽 뒤쪽으로 뾰족한 부분을 '''심저'''라 하고, 아랫부분, 즉 왼쪽 앞쪽으로 뾰족한 부분을 '''심첨'''이라고 한다.[146] 성인의 경우, 심첨은 정중선에서 왼쪽으로 8~9cm, 제4늑골과 제5늑골(제5늑간)의 늑연골과의 관절 근처에 있으며, 이곳에서 박동을 확인할 수 있다.[6]

성인 심장의 무게는 250~350g이다.[12] 심장은 흔히 주먹 크기(길이 12cm, 폭 8cm, 두께 6cm)로 묘사되지만,[6] 심장이 약간 더 클 수 있다는 이견도 있다.[13] 훈련된 운동선수는 운동의 영향으로 골격근처럼 심근이 비대해져 심장이 상당히 커지기도 한다.[6]

심장의 대부분은 가슴 왼쪽으로 약간 치우쳐 있다(좌심증). 드문 선천성 장애(우심증)의 경우, 심장이 오른쪽에 있지만, 좌심이 더 강하고 크기 때문에 왼쪽으로 느껴진다. 왼쪽 폐는 오른쪽 폐보다 작고, 심장을 수용하기 위한 움푹 들어간 부분(심장 패임)이 있다.[6]

2. 2. 심방과 심실

심장은 우심방, 우심실, 좌심방, 좌심실의 4개의 방으로 구성되어 있다.[201] 상하 대정맥을 통해 우심방으로 들어온 혈액은 삼첨판을 통해 우심실로 이동하고, 폐동맥을 통해 폐로 보내진다. 우심실과 폐동맥 사이에는 폐동맥판이 있다. 4개의 폐정맥을 통해 좌심방으로 들어온 혈액은 승모판(이첨판)을 통해 좌심실로 이동하고, 대동맥을 통해 온몸으로 보내진다. 좌심실과 대동맥 사이에는 대동맥판이 있다.[148]

심방과 심실 사이에는 방실판막이 있다. 삼첨판은 우심방과 우심실 사이에 있으며, 건삭과 유두근에 연결된 세 개의 첨판으로 구성된다. 승모판(이첨판)은 좌심방과 좌심실 사이에 있으며, 두 개의 첨판과 건삭, 유두근으로 구성된다. 유두근은 건삭을 통해 심장 벽에서 판막까지 연결되어 판막이 제자리에 유지되고 심방으로 다시 밀려 들어가는 것을 방지한다.[6]

각 심실의 출구에는 반월판막이 있다. 폐동맥 판막은 폐동맥 기저부에, 대동맥 판막은 대동맥 기저부에 있으며, 각각 세 개의 첨판으로 구성되어 혈액의 역류를 막는다.[6]

심방과 심실 벽은 심근이라는 독특한 근육으로 되어 있다. 심실 벽은 모두 심근으로 되어 있으며, 좌심실 벽은 우심실 벽보다 3~4배 더 두껍다. 이는 우심실은 폐로, 좌심실은 온몸으로 혈액을 보내야 하기 때문이다.[148]

2. 3. 심장 판막

심장에는 4개의 판막이 있으며, 각 판막은 심장의 각 방을 구분한다. 각 심방과 심실 사이에 판막이 하나씩 있고, 각 심실의 출구에 판막이 하나씩 있다[140]。 즉, 판막은 우심방과 우심실, 우심실과 폐동맥, 좌심실과 대동맥, 좌심방과 좌심실 사이에 존재하며, 각각 삼첨판 (우방실판), 폐동맥판, 대동맥판, 승모판 (좌방실판, 이첨판)이라고 불린다[148]。

심방과 심실 사이에 있는 판막을 방실판막이라고 한다. 우심방과 우심실 사이의 방실판을 삼첨판이라고 한다. 삼첨판은 3개의 판엽을 가지고 있으며, 건삭과 3개의 유두근 (전·후·중격 유두근)에 연결되어 있다. 승모판은 좌심방과 좌심실 사이에 있으며, 이첨판이라고도 한다. 이것은 두 개의 판엽(전엽과 후엽)을 가지고 있으며, 이 판엽들도 건삭을 통해 심실벽에서 돌출된 두 개의 유두근에 연결되어 있다.

유두근은 건삭이라는 연골성 연결을 통해 심장벽에서 판막으로 뻗어 있다. 이 근육들은 판막이 닫힐 때 판막이 뒤집히는 것을 방지한다[148][152]。 심장 주기의 이완기에는 유두근도 이완되어 건삭의 장력은 미미하다. 심장의 방이 수축하면 유두근도 수축하여 건삭에 장력을 발생시키고, 방실판의 판엽이 제자리에 유지되어 판막이 심방 쪽으로 밀려나는 것을 방지한다[140]。

각 심실의 출구에는 3개의 반월판이 있다. 폐동맥판은 폐동맥 기저부에 위치하며, 3개의 판엽을 가지고 있으며, 유두근에는 연결되어 있지 않다. 심실이 이완되면 동맥에서 심실로 혈액이 역류하고, 이 혈류가 주머니 모양의 판막을 채우고, 판엽에 압력을 가하여 판막을 닫는다. 반월 모양의 대동맥판은 대동맥 기저부에 있으며, 이것도 유두근에는 연결되어 있지 않다. 이 판막도 3개의 판엽을 가지고 있으며, 대동맥에서의 역류에 의한 압력으로 닫힌다[140]。

2. 4. 심장벽

심장 벽은 심내막, 심근, 심외막의 세 층으로 구성된다.

심막, 내장쪽 및 벽쪽 심막을 포함하는 심장 벽의 층


심장의 가장 안쪽 층은 심내막이라고 한다. 이는 단층 편평 상피로 구성되어 있으며 심장 방과 판막을 덮고 있다. 심내막은 심장의 정맥이나 동맥의 내피와 연속되어 있으며, 얇은 결합 조직층을 통해 심근과 연결되어 있다.[140] 심내막은 엔도텔린을 분비하여 심근의 수축을 조절하는 역할을 할 가능성도 있다.[140]

  • - 심장 벽의 중간층은 심근이며, 심근 조직 (가로무늬근으로 만들어진 불수의근)이며, 콜라겐의 틀로 둘러싸여 있다. 심근의 패턴은 우아하고 복잡하며, 근육 세포는 심장의 방 주위를 소용돌이치고, 나선을 그리고 있다.[140] 바깥쪽 근육은 심방과 대혈관의 기부를 8자 형태로 둘러싸고, 안쪽 근육은 2개의 심실 주위를 8자 형태로 감싸며, 심첨부를 향해 진행하고 있다.[140] 이 복잡한 소용돌이 모양의 패턴이 심장이 혈액을 효과적으로 내보내는 데 도움이 된다.[140]


심근에는 쉽게 수축할 수 있는 근세포와 전도계의 심장 박동 조율 세포, 두 가지 종류의 세포가 존재한다. 근세포는 심방과 심실 세포의 대부분(99%)을 차지한다. 이들 수축성 세포는 사이원반에 의해 연결되어 있으며, 심장 박동 조율 세포로부터의 심장 활동 전위 임펄스에 신속하게 반응할 수 있다. 사이원반은 근세포가 합포체로 기능하여, 심장 전체의 수축을 일으키고, 혈액을 심장이나 대혈관에 내보내는 수축을 가능하게 한다.[140] 심장 박동 조율 세포는 심근 세포의 1%를 차지하며, 심장의 전도계를 형성하고 있다. 이들은 수축성 세포보다 훨씬 작고, 근원섬유가 적기 때문에 수축 능력은 제한되어 있다. 그 기능은 많은 면에서 뉴런과 유사하다.[140] 심근 조직에는 자동능이라고 불리는 특유의 기능이 있어, 정해진 속도로 심장 활동 전위를 발생시키고, 그것을 세포 간에 신속하게 퍼뜨려 심장 전체의 수축을 일으킨다.[140]

심근 세포에는 특정 단백질이 발현하고 있다.[154][155] 이것들은 주로 근수축과 관련되어, 액틴, 미오신, 트로포미오신, 및 트로포닌과 결합한다. 여기에는 MYH6, ACTC1, TNNI3, N-카드헤린, 플라코필린-2가 포함된다. 다른 발현되는 단백질에는 MYH7과 LDB3이 있으며, 이것들은 골격근에도 발현하고 있다.[156]

심외막은 심장을 둘러싸는 얇은 막으로, 심낭의 일부이다.

2. 5. 심낭

심장은 심낭이라는 이중막 주머니에 둘러싸여 종격동에 부착되어 있다.[11] 심장의 바깥쪽은 두 겹의 막으로 에워싸여 있는데, 이를 장막성 심막이라 한다. 장막성 심막 중 하나는 심장 근육에 밀착해 있으며, 심장 윗부분의 혈관이 드나드는 부분(심저)에서 구부러져 다시 심장 전체를 에워싼다. 이 두 겹의 막 사이의 틈을 심막강이라 하며, 내부에는 약간의 활액이 들어 있다. 바깥쪽 심막에는 많은 결합 조직 섬유가 붙어 있는데, 그 때문에 섬유성 심막이라 한다. 섬유성 심막의 좌우 양 측면은 폐의 벽측 흉막과 인접해 있다.

2. 6. 관상 순환

심장 근육(Myocardium|심근영어)은 관상동맥을 통해 산소와 영양분을 공급받는다. 심장 내부에는 혈액이 흐르지만, 심근은 이 혈액으로부터 직접 산소나 영양분을 받기 어렵다. 혈액이 빠른 속도로 흐르기 때문에 두꺼운 심근과의 사이에서 물질 교환이 일어날 시간이 부족하기 때문이다.

좌우 2개의 관상동맥은 대동맥(좌심실에서 온몸으로 혈액을 보내는 혈관) 기저부에서 갈라져 나오며, 대동맥의 첫 번째 가지이다. 약 60%의 사람에서 오른쪽 관상동맥이 약간 더 굵고 길다. 관상동맥은 심방과 심실 사이의 경계에 있는 홈(관상구)을 따라 주행하며, 심방과 심실로 가지를 뻗어 심근에 혈액을 공급한다.

관상정맥은 동맥과 거의 나란히 달리며, 심장 뒷면에 있는 관상정맥동에 모여 우심방으로 들어간다. 이를 통해 심근에서 사용된 혈액이 다시 심장으로 돌아온다.

2. 7. 신경 분포

심장은 자율신경계의 지배를 받는다. 자율신경계는 교감신경과 부교감신경으로 나뉜다. 교감신경은 심박수와 심근 수축력을 증가시켜 심장 박동을 빠르게 하고, 부교감신경은 심박수를 감소시켜 심장 박동을 느리게 한다.

3. 기능

심장은 펌프와 같이 혈액을 순환시켜 전신에 산소와 영양분을 공급하고, 이산화탄소와 노폐물을 제거하는 기능을 한다.[134] 규칙적인 수축과 이완을 통해 혈액 순환을 일으킨다.

심장은 몸 전체에 큰 영향을 미치는 중요한 기관이다. 혈액은 산소 전달, 이산화탄소 흡수, 영양 물질 공급을 담당하는데, 심장 기능이 멈추면 이러한 과정이 중단되어 몸 전체에 치명적인 영향을 미친다. 심장은 조그마한 충격에도 전기 활동이 크게 변하기 때문에 주의해야 한다.[141]

심장 내 혈액은 빠른 속도로 흐르기 때문에, 심근은 혈액으로부터 직접 산소나 영양을 공급받기 어렵다. 대신 관상동맥을 통해 영양을 공급받는다. 관상동맥은 대동맥 기부에서 갈라져 나와 심장 표면을 따라 주행하며, 심방과 심실에 혈액을 공급한다. 관상정맥은 동맥과 거의 나란히 달리며, 심장 뒷면에 있는 관상정맥동에 모여 우심방으로 들어간다.[141]

심장은 미주 신경과 교감 신경 줄기에서 기원하는 신경 신호를 받는다. 부교감 신경계의 미주 신경은 심박수를 감소시키고, 교감 신경 줄기에서 나오는 신경은 심박수를 증가시킨다.[6] 이러한 신경들은 심장 위에 놓여 있는 심장 신경총이라는 신경 네트워크를 형성한다.[6]

심장의 자율 신경 지배

3. 1. 혈액의 흐름

심장의 혈액 순환은 크게 체순환과 폐순환으로 나뉜다.

판막을 통한 혈류

  • '''체순환'''은 좌심실에서 시작하여 대동맥을 통해 전신으로 혈액을 공급하고, 대정맥을 통해 우심방으로 돌아오는 순환이다.
  • 왼심장에서 산소가 풍부해진 혈액은 폐정맥을 통해 좌심방으로 돌아온다. 이후 승모판을 통해 좌심실로 펌핑되어 대동맥판을 거쳐 대동맥으로 이동, 체순환을 시작한다. 대동맥은 여러 작은 동맥, 세동맥, 그리고 모세 혈관으로 분기된다. 모세 혈관에서 혈액의 산소와 영양소는 신체 세포에 공급되어 신진대사에 사용되고, 이산화 탄소와 노폐물로 교환된다.[6] 이후 산소가 적어진 혈액은 세정맥과 정맥을 통해 상대 정맥과 하대 정맥으로 모여 오른심장으로 들어간다.
  • '''폐순환'''은 우심실에서 시작하여 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 보내고, 폐정맥을 통해 좌심방으로 돌아오는 순환이다.
  • 오른심장은 상대 정맥과 하대 정맥이라는 두 개의 큰 정맥에서 산소가 적은 혈액을 받는다. 혈액은 우심방과 좌심방에 지속적으로 모인다.[6] 상대 정맥은 횡격막 위쪽에서 혈액을 받아 우심방의 위쪽 뒤쪽 부분으로 보낸다. 하대 정맥은 횡격막 아래쪽에서 혈액을 받아 상대 정맥 입구 아래, 심방 뒤쪽 부분으로 보낸다. 하대 정맥 입구 바로 위쪽에는 얇은 벽으로 된 관상 정맥동의 입구가 있다.[6] 관상 정맥동은 심근에서 산소가 적은 혈액을 우심방으로 돌려보낸다. 우심방에 모인 혈액은 삼첨판을 통해 우심실로 펌핑된다. 우심실이 수축하면 삼첨판이 닫히고 혈액은 폐동맥판을 통해 폐동맥으로 펌핑된다. 폐동맥은 좌우 폐동맥과 점차 작은 동맥으로 분기되어 모세 혈관에 도달한다. 모세 혈관이 폐포를 지나갈 때 기체 교환을 통해 이산화 탄소는 산소와 확산이라는 수동적 과정을 거쳐 교환된다.

3. 2. 심장 주기

심장 주기는 심장이 한 번 박동할 때마다 수축과 이완을 반복하는 일련의 과정이다.[6] 심실이 수축하여 혈액을 대동맥과 폐동맥으로 밀어내는 기간을 수축기라고 하고, 심실이 이완되어 혈액으로 다시 채워지는 기간을 이완기라고 한다. 심방과 심실은 협력하여 작용하는데, 수축기에 심실이 수축하면 심방은 이완되어 혈액을 모은다. 심실이 이완될 때 심방이 수축하여 혈액을 심실로 펌핑한다. 이러한 조정을 통해 혈액이 신체에 효율적으로 펌핑된다.[6]

심장 주기의 시작 부분에서 심실은 이완된다. 이완됨에 따라 열린 승모판과 삼첨판을 통해 혈액이 유입되어 심실이 채워진다. 심실이 대부분 채워지면 심방이 수축하여 추가 혈액을 심실로 밀어 넣고 펌프를 준비한다. 다음으로 심실이 수축하기 시작한다. 심실 내 압력이 상승함에 따라 승모판과 삼첨판이 닫힌다. 심실 내 압력이 더욱 상승하여 대동맥과 폐동맥 내 압력을 초과하면 대동맥판과 폐동맥판이 열린다. 혈액이 심장에서 배출되어 심실 내 압력이 떨어진다. 동시에 상대정맥과 하대정맥을 통해 우심방으로, 폐정맥을 통해 좌심방으로 혈액이 유입되면서 심방이 다시 채워진다. 마지막으로 심실 내 압력이 대동맥과 폐동맥 내 압력보다 떨어지면 대동맥판과 폐동맥판이 닫힌다. 심실이 이완되기 시작하고 승모판과 삼첨판이 열리면서 주기가 다시 시작된다.[6]

심전도와 관련된 심장 주기

3. 3. 심박출량



심박출량(CO)은 1분 동안 각 심실에서 박출되는 혈액의 양(일회 박출량)을 측정한 값이다. 일회 박출량(SV)에 분당 심장 박동수(HR)를 곱하여 계산한다. 공식은 다음과 같다.[6]

:CO = SV x HR

심박출량은 체표면적을 통해 체격에 따라 정규화되며, 이를 심장 지수라고 한다.

평균 심박출량은 약 70mL의 평균 일회 박출량을 사용하여 5.25L/min이며, 정상 범위는 4.0–8.0L/min이다.[6] 일회 박출량은 일반적으로 심장 초음파 검사를 사용하여 측정하며, 심장의 크기, 개인의 신체적 및 정신적 상태, 성별, 심근 수축력, 수축 기간, 부하전 및 후부하에 의해 영향을 받을 수 있다.[6]

부하전은 심실이 가장 충만해지는 확장 말기의 심방 충만 압력을 의미한다. 주요 요인은 심실이 채워지는 데 걸리는 시간이다. 심실이 더 자주 수축하면 채워질 시간이 줄어 부하전이 줄어든다.[6] 부하전은 사람의 혈액량에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 심장 근육의 각 수축력은 부하전에 비례하며, 이는 프랭크-스타링 메커니즘으로 설명된다. 프랭크-스타링 메커니즘에 따르면 수축력은 근육 섬유의 초기 길이에 정비례하며, 이는 심실이 더 많이 늘어날수록 더 강하게 수축한다는 것을 의미한다.[6]

후부하 또는 수축기에 혈액을 분출하기 위해 심장이 생성해야 하는 압력은 혈관 저항의 영향을 받는다. 심장 판막의 협착(협착증)이나 말초 혈관의 수축 또는 이완에 의해 영향을 받을 수 있다.[6]

심장 근육 수축의 강도는 일회 박출량을 제어한다. 이는 변력성 약물이라고 하는 약제에 의해 긍정적 또는 부정적으로 영향을 받을 수 있다.[25] 이러한 약제는 신체 내 변화의 결과일 수도 있고, 의학적 질환 치료의 일부로, 또는 특히 집중 치료실에서 생명 유지의 형태로 약물로 투여될 수도 있다. 수축력을 증가시키는 변력성 약물은 "양성" 변력성 약물이며, 여기에는 교감 신경계 약제인 아드레날린, 노르아드레날린 및 도파민이 포함된다.[26] "음성" 변력성 약물은 수축력을 감소시키며, 칼슘 채널 차단제가 포함된다.[25]

3. 4. 심장 전기 전도계

동율동이라고 불리는 정상적인 심장 박동은 심장의 동방 결절에 의해 생성된다. 동방결절은 심장 근육을 수축시키는 전기 신호를 발생시키며, 이 신호는 심장을 통해 전달된다. 동방 결절은 우심방의 위쪽 부분, 상대정맥과 연결되는 부분 근처에 위치한다.[27] 동방 결절에서 생성된 전기 신호는 우심방을 통해 방사형으로 이동하며, 바흐만 다발을 통해 좌심방으로 전달되어 좌우 심방 근육이 함께 수축한다.[28][29][30]

이후 신호는 방실 결절로 이동한다. 방실 결절은 우심방 아래쪽, 우심방과 좌심실 사이 경계인 방실 중격에 위치한다. 방실 중격은 전기 신호가 통과할 수 없는 심장 골격의 일부이므로, 신호는 방실 결절을 통해서만 통과할 수 있다.[6]

심장의 전도계


그 후 신호는 His 다발을 따라 좌우 다발가지로 이동하여 심실까지 전달된다. 심실에서 신호는 푸르키녜 섬유라는 특수 조직을 통해 심장 근육에 전달된다.[31]

3. 5. 심박수

심박수는 1분 동안 심장이 박동하는 횟수이다. 심장 신경총이라는 신경 네트워크가 심장 위에 놓여 있으며, 뇌간에서 나오는 미주 신경은 심박수를 감소시키고, 교감 신경 줄기에서 나오는 신경은 심박수를 증가시킨다.[6]

정상 성인의 안정 시 심박수는 분당 60~100회 정도이다.[140] 신생아는 분당 129회 정도로 높지만, 성장하면서 점차 감소한다.[178] 운동선수는 60회 미만일 수 있다. 운동 중에는 심박수가 150회까지 증가하고, 최대 200~220회까지 도달할 수 있다.[140]

심박수는 여러 요인의 영향을 받는다. 뇌간의 심혈관 중추는 미주 신경과 교감 신경 줄기를 통해 심장에 대한 교감 및 부교감 신경의 영향을 조절한다.[179] 압력 수용체와 화학 수용체로부터 정보를 받아 혈류를 조절한다.[140] 압력 수용체는 대동맥동, 경동맥동, 대정맥, 폐 혈관, 우심방 등에 존재하며, 혈압, 운동 수준, 혈액 분포 등에 따라 활동 전위 발화율이 결정된다.[140] 압력과 신전이 증가하면 압력 수용체의 발화율이 상승하고, 심혈관 중추는 교감 신경 자극을 감소시키고 부교감 신경 자극을 증가시킨다. 반대로 압력과 신전이 감소하면 발화율이 저하되고 교감 신경 자극이 증가하고 부교감 신경 자극이 감소한다.[140]

운동, 피트니스 수준, 연령, 체온, 기초 대사율, 감정 상태 등도 심박수에 영향을 미친다. 아드레날린, 노르아드레날린, 갑상선 호르몬 등 호르몬 농도가 상승하면 심박수가 증가한다. 칼슘, 칼륨, 나트륨 등 전해질 수준도 심박수 빠르기 및 규칙성에 영향을 미치며, 저산소혈증, 저혈압, 탈수는 심박수를 증가시킬 수 있다.[181]

4. 심장 질환

심장 질환은 심장과 혈관에 발생하는 다양한 질병을 포괄하는 용어이다. 심혈관 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나이며[35], 대부분 비전염성이며 생활 방식 및 기타 요인과 관련이 있고 노화와 함께 더 널리 퍼진다.[35] 2008년 기준으로 전 세계적으로 모든 사망의 평균 30%를 차지할 정도로 심장 질환은 주요 사망 원인이다.[8]

심장 질환의 종류는 다음과 같다.


  • 심정지: 심정지는 원인이 아니라 결과이므로 병명으로는 잘 쓰이지 않으며, 죽음의 원인이 되기도 한다.
  • 심근경색증: 관상 동맥에 의한 심근으로의 산소 공급 불균형으로 인해 심근세포에 비가역성 변화가 일어나 심근의 수축 기능이 장애를 받는 질환이다.
  • 동맥경화증: 동맥벽에 비후나 조직의 변성이 일어나서 경화하는 질환이다.
  • 고혈압 또는 저혈압: 심장 또는 혈관계의 기능 부전 등으로 정상 혈압 범위를 벗어난 상태이다.
  • 이첨판 폐쇄부전증
  • 부정맥


심장 질환의 치료에는 심장 전문의를 비롯하여 의사, 흉부외과 의사, 중환자 의학 전문의, 물리 치료사, 영양사 등 다양한 의료 전문가들이 관여한다.[36]

4. 1. 허혈성 심장 질환

허혈성 심장 질환은 관상 동맥 질환이라고도 하며, 동맥 경화증으로 인해 발생한다. 동맥 경화증은 동맥 내벽에 지방 물질이 축적되어 발생하는데, 이러한 지방 침착물은 동맥 경화성 플라크라고 불리며 관상 동맥을 좁게 만든다. 심한 경우 심장으로의 혈류를 감소시킬 수 있다.[37]

경미한 협착의 경우에는 환자가 증상을 느끼지 못할 수 있지만, 심한 협착은 운동 중이나 휴식 시에 흉통이나 숨가쁨을 유발할 수 있다. 동맥 경화성 플라크의 얇은 덮개가 파열되어 지방 중심부가 순환 혈액에 노출될 수 있는데, 이 경우 혈전이 형성되어 동맥을 막고 심장 근육으로의 혈류를 제한하여 심근 경색(심장 마비) 또는 불안정 협심증을 유발할 수 있다.[37] 최악의 경우 이는 심정지를 유발할 수 있다. 비만, 고혈압, 조절되지 않는 당뇨병, 흡연 및 높은 콜레스테롤은 모두 동맥 경화증 및 관상 동맥 질환의 위험을 증가시킬 수 있다.[35][37]

4. 2. 심부전

심부전은 심장이 신체의 요구를 충족할 만큼 충분한 혈액을 펌프질할 수 없는 상태이다.[57] 심부전 환자는 특히 누울 때 호흡곤란을 경험할 수 있으며, 말초 부종으로 알려진 발목 부기도 경험할 수 있다. 심부전은 심장에 영향을 미치는 많은 질병의 결과이지만, 가장 흔하게는 허혈성 심장 질환, 판막성 심장 질환, 또는 고혈압과 관련이 있다. 덜 흔한 원인으로는 다양한 심근증이 있다. 심부전은 종종 심실의 심근 약화와 관련이 있다(수축기 심부전). 그러나 심근이 강하지만 뻣뻣한 환자에게서도 나타날 수 있다(이완기 심부전). 이 상태는 좌심실에 영향을 미쳐 (주로 호흡 곤란을 유발), 우심실에 영향을 미쳐 (주로 다리 부종과 증가된 경정맥압을 유발), 또는 두 심실 모두에 영향을 미칠 수 있다. 심부전 환자는 위험한 심장 리듬 장애 또는 부정맥이 발생할 위험이 더 높다.[57]

심부전의 근본 원인(가장 흔하게는 허혈성 심장 질환 또는 고혈압)을 해결하는 것 외에도, 심부전 치료의 주된 방법은 약물 치료이다. 여기에는 환자가 배출하는 소변의 양을 늘려 폐에 체액이 축적되는 것을 방지하는 약물(이뇨제)과 심장의 펌프 기능을 유지하려는 약물(베타 차단제, ACE 억제제, 무기질 코르티코이드 수용체 길항제)이 포함된다.[57]

일부 심부전 환자의 경우, 심장의 펌프 효율을 개선하기 위해 심장 재동기화 치료라고 알려진 특수 페이스메이커를 사용할 수 있다.[56] 이러한 장치는 종종 제세동기와 결합된다. 심부전이 매우 심각한 경우, 심장의 펌프 능력을 보조하는 심실 보조 장치라는 작은 펌프를 삽입할 수 있다. 가장 심각한 경우에는 심장 이식을 고려할 수 있다.[57]

4. 3. 심근증

심근증은 심장 근육 자체에 이상이 생기는 질환이다. 여기에는 심장 근육이 비정상적으로 두꺼워지는 비대성 심근증, 심장이 비정상적으로 확장되고 약해지는 확장성 심근증, 심장 근육이 뻣뻣해져 수축 사이에 완전히 이완될 수 없는 제한성 심근증, 심장이 비정상적인 심장 리듬을 가지게 되는 부정맥성 심근증이 있다.[6] 이러한 질환은 종종 유전되기도 하지만, 확장성 심근증과 같이 알코올 등의 독소에 의해 발생하는 경우도 있다.[6] 비대성 심근증과 같은 일부 심근증은 특히 운동선수에게서 돌연 심장사의 위험을 증가시킨다.[6] 많은 심근증은 질병 후기에 심부전으로 이어질 수 있다.[57]

4. 4. 판막 질환

건강한 심장 판막은 혈액이 한 방향으로 쉽게 흐르도록 하고 다른 방향으로 흐르는 것을 막는다. 질환이 있는 심장 판막은 좁아진 틈(협착)이 있어 혈액이 전방으로 흐르는 것을 제한할 수 있으며, 판막이 누출되어 혈액이 역방향으로 새어 나올 수도 있다(역류).[54] 심장 판막 질환은 숨가쁨, 기절 또는 흉통을 유발할 수 있지만 증상이 없을 수도 있으며, 이상 심음이나 심장 잡음을 통해 일상적인 검사에서만 감지될 수 있다. 선진국에서 심장 판막 질환은 노화에 따른 변성으로 인해 가장 흔하게 발생하지만, 심장 판막의 감염(심내막염)으로 인해 발생할 수도 있다. 세계 일부 지역에서는 류마티스열 심장병이 심장 판막 질환의 주요 원인이며, 일반적으로 승모판 또는 대동맥 협착으로 이어지고, 신체 면역 체계가 연쇄상구균 인두 감염에 반응하여 발생한다.[54]

병적으로 좁아지거나 새는 심장 판막은 수술이 필요할 수 있다. 이는 전통적으로 손상된 심장 판막을 조직 또는 금속 인공 판막으로 교체하는 개흉 수술로 수행된다. 어떤 경우에는 삼첨판 또는 승모판을 수술적으로 복구하여 판막 교체를 피할 수 있다. 심장 판막은 또한 경피적으로 치료할 수 있으며, 경피적 관상 동맥 중재술과 많은 유사점을 공유하는 기술을 사용한다. 경피적 대동맥 판막 치환술은 개심 판막 치환술의 위험이 매우 높다고 여겨지는 환자에게 점점 더 많이 사용되고 있다.[54]

4. 5. 부정맥

부정맥은 심장 박동이 불규칙하거나, 너무 빠르거나 느린 상태를 말한다. 건강한 심장은 동방 결절에서 시작된 전기적 자극이 심방, 방실 결절을 거쳐 심실로 퍼져나가면서 규칙적인 리듬을 유지한다. (이를 동조율이라 한다.) 하지만 이러한 정상적인 리듬에 문제가 생기면 부정맥이 발생한다.[38]

부정맥의 종류는 다음과 같다:

부정맥의 종류
종류설명원인치료
서맥 (서맥성 부정맥)심장이 비정상적으로 느리게 뛰는 상태동방 결절 부전 증후군, 심장 차단 등 심장 전도 시스템 손상[56]인공 심장 박동기
빈맥 (빈맥성 부정맥)심장이 비정상적으로 빠르게 뛰는 상태심장 내 흉터, 자극 초점, 선천적 비정상 전도 조직 (볼프-파킨슨-화이트 증후군) 등[38]항부정맥 약물, 카테터 절제술, 고주파 절제술, 냉동 절제술, 심율동 전환, 제세동기
심방 세동심방이 불규칙하게 떨리는 상태(다양함)항응고제 (와파린, 새로운 경구 항응고제)[55], 항부정맥 약물, 카테터 절제술, 고주파 절제술
심방 조동심방에서 발생하는 빠른 부정맥(다양함)항부정맥 약물, 카테터 절제술, 고주파 절제술
방실 결절 재관류 빈맥방실 결절에서 발생하는 빠른 부정맥(다양함)항부정맥 약물, 카테터 절제술, 고주파 절제술
심실 빈맥심실에서 발생하는 빠른 부정맥심장 내 흉터, 자극 초점 등항부정맥 약물, 카테터 절제술, 고주파 절제술, 제세동기
심실 세동심실이 수축하지 못하고 떨리는 상태, 즉각적인 치료가 필요한 가장 위험한 부정맥[38](다양함)제세동기


치료법:


  • 약물 치료: 항부정맥제는 세포막을 가로지르는 전해질 흐름을 조절하거나 (칼슘 채널 차단제, 나트륨 채널 차단제, 아미오다론, 디곡신), 자율 신경계가 심장에 미치는 영향을 수정하여 부정맥을 치료한다. (베타 차단제, 아트로핀) 뇌졸중 위험을 높이는 심방 세동과 같은 부정맥은 와파린이나 새로운 경구 항응고제를 사용해 위험을 낮출 수 있다.[55]
  • 카테터 절제술: 다리의 대퇴 정맥이나 대퇴 동맥을 통해 심장으로 전선을 통과시켜 부정맥 유발 조직을 찾는다. 이후 고주파 절제술로 가열하거나 냉동 절제술로 냉동시켜 해당 조직을 손상시킨다.[38]
  • 심율동 전환: 전기 충격을 사용하여 심장을 비정상적인 리듬에서 벗어나게 한다.
  • 인공 심장 박동기 및 제세동기: 인공 심장 박동기는 느린 심장 박동을, 제세동기는 생명을 위협하는 빠른 심장 박동을 치료하는 데 사용된다.

4. 6. 선천성 심장 질환

선천성 심장 질환은 태어날 때부터 심장의 구조에 이상이 있는 경우를 말한다. 이러한 이상은 비교적 경미한 것부터 생명을 위협하는 심각한 것까지 다양하다.[188]

흔한 예로는 심실 중격 결손(심장의 양쪽을 나누는 근육에 영향), 심방 중격 결손과 같이 심장에 구멍이 뚫린 상태, 선천성 대동맥판 협착처럼 심장 판막에 문제가 있는 경우, 대동맥 축착과 같이 심장에서 나오는 주요 혈관에 이상이 있는 경우가 있다. 팔로 사징과 같이 심장의 여러 부분에 복합적인 문제가 발생하는 경우도 있다.

일부 선천성 심장 질환은 산소가 부족한 혈액이 폐를 거치지 않고 몸의 다른 부분으로 펌프질되어 청색증을 유발하며, 이는 더 심각한 경우가 많다.[188] 주요 선천성 심장 질환은 출생 직후 또는 아이가 태어나기 전에 발견되는 경우가 많으며, 호흡 곤란 및 성장률 저하를 유발한다. 가벼운 형태의 선천성 심장 질환은 수년 동안 발견되지 않다가 성인이 되어서야 나타나기도 한다.

5. 심장 질환의 진단

심장 질환은 병력 청취, 심장 검사, 혈액 검사, 심장 초음파 검사, 심전도 검사, 심장 영상 촬영 등 다양한 방법을 통해 진단한다.[36] 심장 도관술과 같은 침습적 시술도 사용될 수 있다.

심장 검사에는 시진, 촉진(손으로 가슴을 만져보는 것), 청진( 청진기로 듣는 것)이 포함된다.[48] 손(예: 손톱 밑 출혈), 관절 등에서 나타나는 의학적 징후를 평가하고, 요골 동맥(손목 근처)에서 맥박을 측정하여 리듬과 강도를 확인한다. 혈압은 수동 또는 자동 혈압계를 사용하거나, 동맥 내부에 침습적 측정을 통해 측정한다. 경정맥의 상승 여부도 확인한다. 가슴을 촉진하여 심장으로부터 전달되는 진동을 확인하고, 청진기로 소리를 듣는다.

3D 심장 초음파 이미지. 승모판(오른쪽), 삼첨판 및 승모판(왼쪽 위), 대동맥판(오른쪽 위)을 보여준다.


건강한 심장은 일반적으로 S1과 S2라는 두 개의 심음만 들린다. 첫 번째 심음(S1)은 심실 수축 중 방실판이 닫히면서 나는 소리로, "lub"으로 묘사된다. 두 번째 심음(S2)은 심실 이완 중 반월판이 닫히는 소리로, "dub"으로 묘사된다.[6] 각 심음은 두 개의 구성 요소로 나뉘는데, 이는 두 판막이 닫힐 때 약간의 시간 차이가 있기 때문이다.[49] S2는 영감이나 다양한 판막 또는 심장 문제로 인해 두 개의 소리로 분열될 수 있다.[49] 갤럽 리듬을 유발하는 추가적인 심음도 존재할 수 있다. 세 번째 심음(S3)은 보통 심실 혈액량 증가를 나타낸다. 네 번째 심음(S4)은 심방 갤럽이라고 하며, 뻣뻣한 심실로 혈액이 밀려 들어갈 때 나는 소리이다. S3와 S4가 함께 들리면 쿼드러플 갤럽이라고 한다.[6]

심잡음은 질병이나 양성 질환과 관련된 비정상적인 심음으로, 여러 종류가 있다. 보통 두 개의 심음이 들리는데, 비정상적인 심음은 추가적인 소리이거나 심음 사이의 혈류와 관련된 "쉿쉿"거리는 소리일 수 있다. 잡음은 1(가장 조용한 소리)에서 6(가장 큰 소리)까지 등급을 매기고, 심음과의 관계, 심장 주기에서의 위치, 다른 부위로의 방사, 자세 변화에 따른 변화, 청진기의 어느 쪽에서 들리는지에 따라 결정되는 주파수, 가장 크게 들리는 부위 등 추가적인 특징으로 평가한다. 판막성 심장 질환이나 심실 중격 결손과 같은 선천성 심장 질환 때문에 심잡음이 발생할 수 있으며, 정상 심장에서도 들릴 수 있다. 심낭 마찰음은 심낭염에서 염증이 생긴 막이 서로 마찰하면서 들릴 수 있는 또 다른 소리이다.

혈액 검사는 많은 심혈관 질환 진단 및 치료에 중요하다. 트로포닌은 심장에 혈액 공급이 부족할 때 나타나는 민감한 생체 지표이다. 손상 후 4~6시간에 방출되어 보통 12~24시간에 최고치에 이른다.[26] 트로포닌 검사는 대개 초기 증상 발생 시와 3~6시간 후 두 번 실시하며, 높은 수치나 상당한 상승이 있으면 진단적 가치가 있다. 뇌 나트륨 이뇨 펩타이드(BNP) 검사는 심부전을 평가하는 데 사용되며, 좌심실에 부하가 증가하면 상승한다. 이러한 검사들은 심장 질환에 매우 특이적이다. 크레아틴 키나아제 MB 형태 검사는 심장 혈액 공급에 대한 정보를 제공하지만, 특이성과 민감도가 낮아 덜 사용된다.

그 외 전혈구 검사(빈혈 조사), 기본 대사 검사(전해질 이상 확인), 응고 검사(적절한 항응고 요법 확인), 공복 지질 검사, 공복 혈당 검사 (또는 HbA1c 수치) (각각 콜레스테롤 및 당뇨병 상태 평가) 등 전반적인 건강 상태와 심장 질환 위험 요인을 파악하기 위한 혈액 검사도 자주 시행된다.

심전도와 심장 주기


심전도(ECG 또는 EKG)는 신체 표면에 전극을 부착하여 심장의 전기적 활동을 기록하는 검사이다. 병상 검사로, 10개의 리드를 부착하여 "12 유도" 심전도를 생성한다(3개는 수학적으로 계산, 1개는 전기적 접지).

심전도에는 P파(심방 탈분극), QRS 복합체(심실 탈분극), T파(심실 재분극) 등 다섯 가지 주요 특징이 있다.[6] 심장 세포가 수축하면 심장을 통해 전류가 흐른다. 심전도에서 아래쪽 편향은 해당 리드 방향으로 세포가 더 양전하를 띠는 것(탈분극)을 의미하고, 위쪽 편향은 세포가 더 음전하를 띠는 것(재분극)을 의미한다. 이는 리드 위치에 따라 달라지므로, 탈분극 파가 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 왼쪽 리드는 음의 편향, 오른쪽 리드는 양의 편향을 나타낸다. 심전도는 리듬 장애와 심장 혈액 공급 부족을 감지하는 데 유용하다. 이상이 의심되지만 심전도에 즉시 나타나지 않을 경우, 운동 부하 검사로 유발하거나, 24시간 홀터 모니터를 착용하여 장기간 심전도를 기록할 수 있다.

심장 영상 촬영에는 초음파(심장 초음파), 혈관 조영술, CT 스캔, MRI, PET 스캔 등 여러 영상 방법이 사용된다. 심장 초음파는 심장 기능 측정, 판막 질환 평가, 이상 유무 확인에 사용되며, 경흉부 심장 초음파(가슴에 프로브 사용)와 경식도 심장 초음파(식도에 프로브 삽입) 방식이 있다. 심장 초음파 보고서에는 판막 폭, 협착 여부, 혈액 역류 여부, 수축기/이완기 말 혈액량, 박출률(좌/우심실 수축 후 배출 혈액량, 일회 박출량/이완기 말 부피) 등이 포함된다.[51] 신체에 스트레스를 주는 상황에서 혈액 공급 부족 징후를 검사하기 위해 심장 초음파를 시행할 수도 있다. (심장 부하 검사: 직접 운동 또는 도부타민 등 약물 주입)

CT 스캔, 흉부 X-레이 등은 심장 크기 평가, 폐부종 징후 확인, 심장 주변 체액 유무 확인, 대동맥 평가에 유용하다.

6. 심장 질환의 치료

심장 질환의 치료는 질병의 종류와 정도에 따라 다르며, 약물 치료, 생활 습관 개선, 시술 또는 수술 등이 시행된다. 심장 질환은 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나이며, 대부분 생활 습관과 관련이 있다.[35]

6. 1. 약물 치료

심장 질환 치료에는 다양한 약물이 사용된다. 항부정맥 약물은 세포막을 가로지르는 전해질의 흐름을 조작하거나(칼슘 채널 차단제, 나트륨 채널 차단제, 아미오다론, 디곡신) 자율 신경계가 심장에 미치는 영향을 수정하여(베타 차단제, 아트로핀) 심장의 비정상적인 리듬(부정맥)을 치료한다. 뇌졸중 위험을 증가시키는 심방 세동과 같은 일부 부정맥은 와파린 또는 새로운 경구 항응고제와 같은 항응고제를 사용하여 위험을 줄일 수 있다.[55]

심부전 치료에는 환자가 배출하는 소변의 양을 늘려 폐에 체액이 축적되는 것을 방지하는 이뇨제와 심장의 펌프 기능을 유지하려는 베타 차단제, ACE 억제제, 무기질 코르티코이드 수용체 길항제 등의 약물 치료가 주로 사용된다.[57]

6. 2. 생활 습관 개선

심혈관 질환은 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나이며, 대부분 생활 습관과 관련이 있다.[35] 심장 질환을 예방하고 치료하기 위해서는 다음과 같은 생활 습관 개선이 필요하다.

  • 금연: 흡연은 동맥경화증 및 관상동맥 질환의 위험을 높인다.[35]
  • 절주: 과도한 음주는 심장 건강에 해로울 수 있다.
  • 규칙적인 운동: 꾸준한 운동은 심혈관 건강을 증진시킨다.
  • 건강한 식습관: 지방, 콜레스테롤, 나트륨 섭취를 줄이고, 과일, 채소, 통곡물을 충분히 섭취한다.
  • 체중 관리: 비만은 심장 질환의 위험을 증가시킨다.[35]
  • 스트레스 관리: 스트레스는 심장 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.


이러한 생활 습관 개선과 더불어, 고혈압, 당뇨병, 높은 콜레스테롤 수치 등의 위험 요인을 관리하는 것도 중요하다.[35]

6. 3. 시술 및 수술

심장에 영향을 미치는 질병은 생활 습관 개선, 약물 치료, 수술 등 다양한 방법으로 치료할 수 있다.

관상 동맥 질환(허혈성 심장 질환)의 경우, 부분적으로 좁아진 동맥으로 인한 흉통(협심증)을 완화하고, 동맥이 완전히 막혔을 때(심근 경색) 심장 근육 손상을 최소화하며, 심근 경색 발생을 예방하기 위해 치료한다. 협심증 증상 개선 약물에는 니트로글리세린, 베타 차단제, 칼슘 채널 차단제가 있으며, 예방적 치료에는 항혈소판제인 아스피린과 스타틴, 금연, 체중 감량과 같은 생활 방식 개선, 고혈압 및 당뇨병과 같은 위험 인자 치료가 포함된다.[52]

약물 외에도, 좁아진 심장 동맥은 경피적 관상 동맥 중재술을 통해 협착 부위를 확장하거나 혈류를 우회하여 막힘을 치료할 수 있다. 이 시술은 작은 풍선 팁 와이어를 관상 동맥에 삽입하고 풍선을 부풀려 협착 부위를 확장하며, 때로는 스텐트를 삽입하여 동맥을 열어둔다.[53]

관상 동맥 협착이 경피적 관상 동맥 중재술로 치료하기 어려울 경우, 관상 동맥 우회술을 시행할 수 있다. 이 수술은 신체 다른 부분(큰 복재 정맥, 요골 동맥, 내흉 동맥)에서 혈관을 가져와 협착 전 지점(대동맥)에서 막힘 이후 지점으로 혈류를 우회시킨다.[53]

비정상적으로 좁아지거나 역류가 생기는 심장 판막은 수술이 필요할 수 있다. 일반적으로 인공 심장 판막으로 교체하는 개흉 수술을 시행한다. 상황에 따라 삼첨판이나 승모판을 복원하여 판막 치환을 피할 수도 있다. 경피적 대동맥판 삽입술과 같이 경피적 치료를 하기도 한다.[202]

부정맥은 항부정맥제를 사용하여 치료할 수 있다. 약물에는 칼슘 채널 차단제, 아미오다론, 디곡신 등이 있으며, 자율 신경계에 영향을 주는 약물(베타 차단제, 아트로핀)도 있다. 뇌경색 위험을 높이는 심방 세동과 같은 부정맥은 항응고제를 사용하여 위험을 줄일 수 있다.[203]

약물로 부정맥 조절이 안되면 카테터 절제술을 시행한다. 다리의 정맥이나 대퇴 동맥을 통해 심장으로 와이어를 삽입하여 부정맥 원인이 되는 이상 조직을 찾아 냉동 절제술등을 통하여 치료한다. 많은 부정맥은 최소 침습적 카테터 기술로 치료 가능하지만, 심방 세동은 개흉 수술이나 흉강경 수술로 치료할 수 있다. 전기 충격으로 이상 리듬을 중단시키는 심율동 전환을 사용하기도 한다.

심장 박동 조율기나 제세동기도 부정맥 치료에 사용된다. 심장 박동 조율기는 서맥 치료에 사용된다.[204] 삽입형 제세동기는 위험한 심박수 상승을 감지하면 제세동을 가하여 정상 리듬으로 되돌린다. 삽입형 제세동기는 심부전, 심근증 또는 유전성 부정맥 증후군 환자에게 사용된다.

7. 심장의 역사

심장에 대한 이해는 고대부터 시작되어 시대와 문화를 거치면서 발전해왔다.

인간의 심장은 배아 발생 약 3주째에 박동을 시작하여 혈액을 내보내는데,human embryogenesis영어[158] 이는 초기 배아 및 출생 전 발달에 매우 중요하다.

심장은 장측 중배엽에서 발생하며, 신경판 선두에 심장 형성 영역을 형성한다. 여기서 2개의 심내막관이 만들어지고 융합하여 관상 심장을 형성한다.[160] 3주에서 4주 사이에 심장관은 길어지고 S자형으로 접히며 심실과 주요 혈관이 배치된다. 5주 말까지 심방 중격(제1 중격)이 완성되고, 9주차에는 심장 판막이 완성된다.[140]

제1 중격이 완성되기 전까지 좌우 심방은 제1공이라고 불리는 통로로 연결된다. 제1 중격이 닫힌 후, 제2공이라는 구멍이 나타나지만 제2 중격이 이를 덮는다. 덮이지 않은 부분은 난원공이 되며, 태아 심장에서 혈액이 오른쪽 심방에서 왼쪽 심방으로 직접 흘러 일부 혈액이 폐를 우회하게 한다. 출생 후 제1 중격이 난원공을 닫고 정상적인 심장 순환이 확립되며, 난원공이 있던 자리에는 난원와가 남는다.[140]

발생 초기 심장은 단순한 관 형태지만, 주변 세포의 증식 인자와 부착 인자를 받아 굴곡하고 루프 모양이 되며, 중격막이 형성되어 2계열의 순환 구조로 성장한다.[159]

심장 박동은 분당 75~80회로 시작하여 7주 초에 165~185회로 최고조에 달하고,[161][162] 9주 이후 감소하여 출생 시 약 145(±25)회가 된다. 출생 전에는 남녀 심박수에 차이가 없다.[163]

심장 형성에는 많은 유전자가 관여하여 선천성 심장 질환은 100명 중 1명꼴로 발생한다.[164] 심근 세포는 탄생 후 세포 분열을 하지 않아 질환으로 세포가 감소하면 회복이 어렵다고 알려져 왔다.[164] 그러나 2001년 심근 경색 후 심근 세포의 유사 분열 보고[165] 등 기존 정설에 대한 의문이 제기되고 있다.[166]

7. 1. 고대

고대 그리스는 심장에 대한 과학적 이해의 주요 근원으로 여겨진다.[59][60][61] 아리스토텔레스는 심장을 혈액 생성 기관으로 보았고,[59][61] 플라톤은 심장을 순환 혈액의 근원으로, 히포크라테스는 심장에서 폐를 거쳐 온몸으로 혈액이 순환한다고 언급했다.[59][61]

7. 2. 중세 및 근대

이븐 알 나피스는 1242년에 《아비세나의 의학 정전 해설》을 출판하여 심장과 관상 및 폐 순환계에 대한 초기 설명을 남겼다.[62] 그는 이 원고에서 갈레노스의 주장과는 달리, 혈액이 오른쪽 심실에서 왼쪽 심실로 직접 이동하는 것이 아니라 폐 순환을 거쳐 이동한다고 기록했다.[63] 그의 연구는 나중에 안드레아 알파고에 의해 라틴어로 번역되었다.[64]

유럽에서는 갈레노스의 가르침이 학계를 지배했고, 그의 교리는 교회의 공식적인 규범으로 채택되었다. 안드레아스 베살리우스는 1543년에 《인체의 구조에 관하여》를 통해 심장에 대한 갈레노스의 몇몇 믿음에 의문을 제기했지만, 그의 걸작은 당국에 대한 도전으로 해석되어 여러 공격을 받았다.[65] 미카엘 세르베투스는 1553년에 《기독교 복원》에서 혈액이 폐를 통해 심장의 한쪽에서 다른 쪽으로 흐른다고 썼다.[65]

7. 3. 현대

20세기 이후 심장학은 급속히 발전했다. 윌리엄 하비는 1628년 ''심장의 움직임에 관하여(De Motu Cordis)''를 출판하여 전신 순환과 심장의 기계적 힘을 완벽하게 묘사했고, 갈레노스 학설을 완전히 개정했다.[61] 오토 프랑크(1865–1944)와 어니스트 스털링(1866–1927)은 심장 연구를 통해 "프랑크-스타링 기전"을 확립했다.[6] 타와라 스나오는 1906년 ''포유류 심장의 자극 전달 시스템'' 논문을 발표하여 방실 결절을 발견했고, 이는 아서 키스와 마틴 플랙의 동방 결절 발견으로 이어졌다. 이 구조들은 빌렘 에이노벤이 발명한 심전도의 해부학적 기초가 되었으며, 에이노벤은 1924년 노벨 생리학·의학상을 수상했다.[66]

심전도, 심장 초음파 검사, 심장 카테터 삽입술 등 다양한 진단 방법이 개발되었다. 1964년 제임스 하디는 침팬지 심장을 사용하여 최초의 인간 심장 이식을 수행했지만 환자는 2시간 안에 사망했다.[67] 1967년 크리스티안 바너드가 최초로 인간 대 인간 심장 이식을 성공시켰으나, 초기 생존율은 낮았다.[68][69] 노먼 샴웨이 등은 이식 기술을 개선하여 2000년 3월까지 전 세계적으로 55,000건 이상의 심장 이식이 수행되었다.[71] 2022년 1월에는 바틀리 P. 그리피스가 유전자 변형 생물 돼지의 심장을 인간에게 이식하는 데 성공했지만, 환자는 2개월 후 사망했다.[72]

20세기 중반까지 심혈관 질환은 미국에서 주요 사망 원인이 되었으며, 현재 전 세계 사망의 주요 원인이다. 1948년부터 진행된 프래밍햄 심장 연구는 심장에 미치는 다양한 영향에 대한 정보를 제공해 왔다. ACE 억제제와 베타 차단제의 도입으로 만성 심부전 관리가 개선되었지만, 여전히 높은 사망률을 보인다.[73]

8. 심장의 식용

소, 양, 돼지, 닭고기 등 여러 가금류의 심장이 여러 나라에서 식용으로 쓰인다. 심장은 내장으로 분류되지만 근육으로 이루어져 있어 맛은 보통 육고기와 비슷하며, 사슴고기와 유사한 맛과 생김새를 가진다. 대한민국에서는 순대의 '염통' 부분이 돼지의 심장을 가리킨다.[48]

동물 심장은 단백질이 풍부하고, 오스만 요리의 코코레치[254]처럼 다른 내장과 함께 요리에 포함되기도 한다.

닭고기 심장은 곱창으로 여겨져 일본의 야키토리[257], 브라질의 슈하스코[257], 인도네시아의 사테[257]처럼 꼬치구이로 조리되는 경우가 많다.

소, 돼지, 양의 심장은 조리법에서 서로 바꿔 사용할 수 있다. 심장은 많이 사용되는 근육이므로 질기고 퍽퍽할 수 있어 천천히 조리하는 것이 일반적이다.[261] 중국 요리처럼 가늘게 썰어 조리하는 방법도 있다.[262]

쇠고기 심장은 굽거나 찜으로 조리할 수 있다.[263] 페루의 안티쿠초[264]는 양념과 식초 혼합물에 재운 소 심장을 숯불에 구운 요리이다.

돼지고기 심장은 조림, 삶기, 찜 등으로 조리하거나[265] 소시지로 만들기도 한다. 발리의 ''오레트''는 돼지 심장과 피로 만든 피 소시지의 일종이다. 프랑스의 ''쾨르 드 포르 아 로랑주''는 오렌지 소스를 곁들인 조린 돼지 심장 요리이다.[266]

9. 기타 동물

심장은 적어도 3억 8천만 년 전에 물고기에서 진화했다.[278] 어류는 일반적으로 2개의 방을 가진 심장을 가지고 있으며,[279] 1개의 심방이 혈액을 받아들이고 1개의 심실이 혈액을 내보낸다.[280] 그러나, 어류의 심장에는 입구와 출구의 구획이 있으며, 이들도 "방"이라고 불릴 수 있기 때문에 3개의 방[280] 또는 4개의 방[281]으로 묘사되기도 한다. 심방과 심실을 "진정한 방", 다른 부분을 "보조 방"으로 간주하는 설도 있다.[282]

심방 앞에는 정맥동이 있고, 심실 뒤에는 심장구(무악류와 판새류) 또는 동맥구(경골어류)가 있어, 4개의 방이 있다고 할 수 있다. 탈산소화된 혈액은 전신에서 정맥동으로 모인다. 여기에서 혈액은 심방으로 흘러가고, 다음에는 강력한 근육인 심실로 이동하여 주요 펌프 작용이 이루어진다. 마지막 4번째 방은 심장구 또는 동맥구이며, 심장구는 몇 개의 판막을 포함하고 있다. 심장구는 다른 이름으로 동맥원추라고도 불린다.[283] 여기에서 혈액은 ''복대동맥''을 거쳐 아가미로 보내지고, 산소화된 혈액은 배대동맥을 통해 온몸으로 공급된다. (사지동물에서는 복대동맥이 두 개로 갈라져, 한쪽은 상행대동맥을, 다른 한쪽은 폐동맥을 형성한다)[276] 심장구 또는 동맥구의 역할은 심실로부터의 혈류를 조절하여 섬세한 아가미에 과도한 압력이 가해지지 않도록 하는 것이다.

4개의 방은 일직선으로 배치되어 있지 않고, S자형을 형성하며, 정맥동과 심방이 심실과 동맥구 위에 위치한다. 이 비교적 단순한 구조는 판새류와 경골어류에서 볼 수 있다. 진골어류에서는 동맥원추가 매우 작아서, 심장의 일부라기보다는 오히려 대동맥의 일부로 간주할 수 있다.[276] 동맥원추는 양막류에는 존재하지 않으며, 아마도 진화 과정에서 심실에 흡수된 것으로 생각된다.[276] 마찬가지로, 정맥동은 일부 파충류와 조류에서는 흔적적으로 존재하지만, 오른쪽 심방에 흡수되어 더 이상 구별할 수 없게 되었다.[276]

성체의 양서류나 대부분의 파충류는 동맥계와 정맥계로 나뉜 이중 순환계를 가지고 있다. 그러나 심장 자체는 완전히 두 개로 나뉘지 않고 3개의 방(2개의 심방과 1개의 심실)으로 나뉘어져 있다. 전신 순환과 폐에서 온 혈액이 모두 심장으로 돌아와 혈액은 전신 순환과 폐로 동시에 보내진다. 이중 시스템을 통해 폐로 혈액을 보내고 산소화된 혈액이 직접 심장으로 돌아갈 수 있다.[270]

파충류의 경우, 뱀을 제외하고 심장은 일반적으로 흉곽의 중앙 근처에 위치한다. 육상 및 수목성 뱀의 경우 심장은 일반적으로 머리 쪽에 가깝고, 수생종에서는 심장이 몸의 중앙 근처에 위치한다.[271] 뱀의 심장에는 3개의 심방(2개의 심방과 1개의 심실)이 있으며, 몸이 가늘고 길기 때문에 그 심장의 형태와 기능은 포유류의 심장과는 다르다. 특히 뱀 체내의 심장 위치는 중력의 영향을 크게 받아, 대형 뱀은 중력 변화에 의해 혈압이 높아지는 경향이 있다.[271] 심실은 두 개로 불완전하게 나뉘어 있으며, 폐동맥과 대동맥의 개구부 근처에 상당한 틈이 있다. 대부분의 파충류에서는 동정맥혈의 혼합은 거의 보이지 않으며, 대동맥에는 기본적으로 산소화된 혈액만 공급된다. 하지만 악어는 예외로, 4개의 심방을 가지고 있다.[276][270]

폐어의 심장에서는 격벽이 심실의 일부까지 뻗어 있어 폐로 보내지는 탈산소화된 혈류와 몸의 다른 부분으로 보내지는 산소화된 혈류 사이에서 일정한 분리가 가능하다. 현재 생존하는 양서류에게 이러한 분리가 보이지 않는 것은 피부 호흡에 의한 산소 섭취의 비율이 높기 때문일 수 있으며, 따라서 대정맥을 통해 심장으로 돌아오는 혈액은 이미 부분적으로 산소화되어 있다. 그렇기 때문에 폐어와 다른 사지동물에 비해 두 혈류를 더 엄격하게 분리할 필요성이 낮을지도 모른다. 그럼에도 불구하고, 적어도 일부 양서류 종에서는 심실의 해면상 구조가 혈류의 분리를 유지하는 것으로 보인다. 또한, 원래 동맥원추의 판막이 나선형 판막으로 대체되어, 이로 인해 두 개의 혈류가 분리되어 있다.[276]

주룡류(악어나 조류) 및 포유류는 심장이 두 개의 펌프로 완전히 나뉘어 총 4개의 심방을 가지고 있다.[272][273] 악어류는 동맥간 기저부에 파니차공이라는 작은 개구부가 있어 잠수 중에 좌우 심실의 혈액이 다소 섞일 수 있다.[274][275] 따라서 폐순환과 체순환으로의 두 혈류가 물리적인 벽으로 완전히 나뉘는 것은 조류와 포유류뿐이다.[276]

절지동물과 많은 연체동물은 개방 순환계를 가지고 있다.[284] 이 계통에서는 산소를 포함하지 않은 혈액이 심장 주변의 동(洞)에 모인다. 이 혈액은 다수의 일방향 작은 채널을 통해 심장에 서서히 침투한다. 심장은 그 후 혈액을 혈강(장기 사이의 공간)[285]으로 내보낸다. 절지동물의 심장은 일반적으로 몸의 등 쪽에 따라 뻗어 있는 근육질의 관상 구조로, 머리 부분의 기부에서 뒤쪽으로 뻗어 있다. 혈액 대신 순환하는 액체는 혈림프이며,[286] 가장 일반적인 호흡 색소로서 산소를 운반하는 것은 구리를 포함하는 헤모시아닌이다. 헤모글로빈을 사용하는 절지동물은 적다.[287]

연체동물은 두족강을 제외하고는 개방 혈관계를 가지며, 심장에는 동맥혈과 정맥혈을 나누는 벽이 없다.[288] 또한, 일부 종은 창자가 심실을 관통하는 구조를 가지지만, 이것이 어떤 기능에 도움이 되는지는 분명하지 않다.[288] 복족강은 고복족류나 전복 무리는 2심방 1심실을 가지지만, 그 외는 1심실 1심방이다. 전자는 쌍심형, 후자는 단심형이라고 한다.[289] 삿갓조개 무리에는 심장 주머니 안에 근육의 구(동맥구)를 가진 것이 있으며, 이는 박동을 보조한다고 생각된다.[289] 두족강은 거의 폐쇄 혈관계이며, 심장의 형태는 앵무조개류만이 2심방이고, 나머지는 1심방이다. 한편, 앵무조개류 외에는 아가미의 근본에 새심장이라는 부분이 있으며, 여기도 수축을 일으켜 혈류를 발생시키고 있다.[290] 이매패류[291], 무판강과 다판강의 심장은 2심방 1심실이며,[292] 단판강은 4심방 1심실이라는 특수한 심장을 가지지만, 작은 종에서는 심장을 가지지 않는 것도 있다.[292]

지렁이와 같은 다른 무척추동물에서는 순환계가 산소 운반에 사용되지 않기 때문에 정맥도 동맥도 없고, 2개의 관이 연결되어 있을 뿐이다. 산소는 확산에 의해 이동하며, 생물의 전반부에서 수축하는 5개의 작은 근육성 맥관이 있으며, 이를 "심장"으로 생각할 수 있다.[287]

오징어 등의 두족류에는 2개의 새심장과 1개의 체심장이 있다.[293][294] 새심장에는 2개의 심방과 1개의 심실이 있어 아가미에 혈액을 보내는 반면, 체심장은 몸 전체에 혈액을 보낸다.[295][296]

동물심장 무게(g)체중에 대한
심장 중량 비율(‰)		분당 심박수
잉어1.621.540 - 80
전기뱀장어0.616 - 50
농어0.661.9
연어10.722.0
가시가오리41.61.2
송어0.311.2
참치616.03.1
아홀로틀0.034.5
황소개구리1.653.2
붉은배도롱뇽0.041.86
두꺼비8.05 (푸른두꺼비)40 - 50
웃음개구리0.141.8
앨리게이터1372.6
보아뱀5.643.1
비단뱀18.53.0
녹색도마뱀0.913.860 - 66
검은새1.3312.9
까마귀10.7 (알락부리까마귀)300 - 380
검은머리방울새0.313.2
닭(레그혼)6.4330 - 375
큰까마귀14.299.0
칼새0.7116.5700
어치1.529.9
집박새0.9316.2
기러기8.080
딱따구리1.0413.4
쇠박새0.2413.4
큰갈매기5.249.8
벌새0.092.39
청둥오리8.758.0229 - 420 (오리)
타조1,2059.860 - 70
꿩5.614.5
황새28.758.6270
제비0.3214.1
백조67.610.3
아프리카코끼리19,5003.9
들소6,6006.6
흰긴수염고래598,4004.4
집쥐0.196.45450 - 550 (생쥐)
개1356.860 - 180
여우639.0100
기니피그4.84.0200 - 312
토끼9.42 (멧토끼)150 - 280
말4,0009.032 - 44
사람3004.360 - 90
사자7503.040
두더지0.235.8
북극곰2,9005.8
쥐1.453.62
향유고래116,0003.2
다람쥐3.226.7


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