맨위로가기

심장 활동전위

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

심장 활동전위는 심장 근육 세포에서 발생하는 전기적 신호 변화를 의미한다. 이는 세포 내외 이온 농도 차이와 이온 이동에 의해 발생하며, 동방결절, 심실 근세포 등 심장의 다양한 부위에서 특징적인 형태로 나타난다. 심장 자동성은 심장 근세포가 자발적으로 활동 전위를 생성하는 특성으로, 정상적인 심장 박동을 가능하게 한다.

광고

더 읽어볼만한 페이지

  • 심장 - 염통
    염통은 어류, 조류, 포유류의 심장을 식재료로 사용하는 것으로, 다양한 문화권에서 구이, 꼬치, 조림 등 여러 방식으로 조리된다.
  • 심장 - 심폐소생술
    심폐소생술은 심정지 환자의 생존 가능성을 높이기 위해 가슴 압박, 인공호흡, 자동 제세동기 사용 등을 통해 심장과 폐 기능을 대신하는 응급처치이다.

2. 이온 농도 및 이동

심장 근육 세포 내외의 이온 농도 차이는 심장 활동 전위 발생의 기본 조건이다. 동방결절의 박동조율기 세포는 심장 활동 전위를 자발적으로 생성하는 반면, 비조율 세포(예: 심실 근세포)는 이를 전도한다. 이들 세포는 표현되는 이온 채널의 유형과 활성화 메커니즘이 달라 활동 전위 파형 구성에 차이가 발생한다.

2. 1. 세포 내외 이온 농도

'''세포 내외의 이온 농도(mmol/L)'''
요소이온세포외세포 내비율
나트륨Na+135 - 1451014:1
칼륨K+3.5 - 5.01551:30
염화물Cl-95 - 11010 - 204:1
칼슘Ca2+210−42 x 104:1
세포 내의 Ca2+ 함량은 약 2mmol이지만 대부분은 세포 내 소기관(미토콘드리아근소포체) 내에 존재한다.[3]


2. 2. 이온 이동과 활동 전위

세포 내외의 이온 농도 (mmol/L)
요소이온세포외세포 내비율
나트륨Na+135 - 1451014:1
칼륨K+3.5 - 5.01551:30
염화물Cl-95 - 11010 - 204:1
칼슘Ca2+210-42 x 104:1
세포 내의 Ca2+ 함량은 약 2mmol이지만, 대부분은 세포 내 소기관(미토콘드리아, 근소포체) 내에 존재한다.[3]



심장의 다양한 부분에서 나타나는 심장 활동 전위의 모양.


골격근과 유사하게 심실세포정지막 전위(세포가 전기적으로 자극되지 않았을 때의 전압)는 약 -90mV(1mV = 0.001V)이다. 막 내부가 외부보다 더 음(-)전압을 형성하고 있다. 정지 상태에서 세포 외부에서 발견되는 주요 이온은 나트륨(Na+)과 염화물(Cl-)인 반면, 세포 내부는 주로 칼륨(K+)이 차지하고 있다.[4]

활동전위는 전압이 점점 양(+)전위로 변하면서 시작된다. 이를 탈분극이라고 하며, 주로 Na+가 세포 내로 흐를 수 있도록 하는 나트륨 채널이 열리면서 발생한다. 잠시 지연된 후(절대적 불응기) 칼륨 채널이 열리고 K+가 세포 밖으로 나가면서 막전위가 다시 음(-)전위로 돌아가는데, 이를 재분극이라고 한다. 또 다른 중요한 이온은 칼슘(Ca2+)으로, 세포 내부의 칼슘이 저장되어 있는 근소포체(SR)와 세포 외부에서 발견된다. 칼슘 유도 칼슘 방출이라고 불리는 과정을 통해 SR에서 Ca2+가 방출되는 것은 활동전위의 편평기에 필수적이며 심장의 흥분수축결합에서의 기본 단계이다.[5]

3. 심장 활동 전위의 종류 및 특징

심장 활동 전위는 발생 위치와 기능에 따라 다른 형태를 보인다.

'''세포 내외의 이온 농도(mmol/L)'''
요소이온세포외세포 내비율
나트륨Na+135 - 1451014:1
칼륨K+3.5 - 5.01551:30
염화물Cl-95 - 11010 - 204:1
칼슘Ca2+210 −42 x 10 4:1
세포 내의 Ca 2+ 함량은 약 2 mM이지만 대부분은 세포 내 소기관(미토콘드리아근소포체) 내에 존재한다.[3]



골격근과 유사하게 심실세포정지막 전위는 약 -90mV이다. 막 내부가 외부보다 더 ঋণাত্মক(음, 마이너스) 전압을 형성하고 있다. 정지 상태에서 세포 외부에서 발견되는 주요 이온은 나트륨(Na+)과 염화물(Cl-)인 반면, 세포 내부는 주로 칼륨(K+)이 차지하고 있다.[4]

활동전위는 전압이 점점 양전위로 변하면서 시작된다. 이를 탈분극이라고 하며, 주로 나트륨 채널이 열리면서 나트륨(Na+)가 세포 내로 유입되어 발생한다. 잠시 후 (절대적 불응기) 칼륨 채널이 열리고 K+가 세포 밖으로 이탈하며 막전위가 다시 음전위로 돌아가면서 활동전위가 종료된다. 이를 재분극이라고 한다. 또 다른 중요한 이온은 칼슘(Ca2+)으로, 세포 내부의 칼슘이 저장되어 있는 근소포체(SR)에서 발견되며 세포 외부에서도 발견된다. 칼슘 유도 칼슘 방출이라고 불리는 과정을 통해 SR에서 Ca2+가 방출되는 것은 활동전위의 편평기에 필수적이며 심장의 흥분수축결합에서의 기본 단계이다.[5]

3. 1. 활동 전위 파형 비교



동방결절의 박동조율기 세포는 심장 활동 전위를 자발적으로 생성하는 반면, 심실 근세포와 같은 비조율 세포는 단순히 이를 전도한다. 이들 세포 간에는 중요한 생리학적 차이가 있는데, 표현되는 이온 채널 유형과 활성화 메커니즘의 차이로 인해 활동전위 파형 구성에 차이가 발생한다.[5]

4. 심장 자동성 (심장자발성)

심장의 특수 전도 근세포가 자발적인 심장 활동 전위를 생성하는 특성을 '''심장자발성'''이라고 하며, '''자동리듬'''이라고도 한다.[6][7] 자동성은 정상적이거나 비정상적일 수 있다. 비정상적인 경우는 특정 약물 사용과 같은 일시적인 이온 채널 특성 변화로 인해 발생하거나, 심장의 전기적 환경의 변화(예: 심근경색)로 인해 발생한다.[8]

참조

[1] 논문 Intercalated discs: cellular adhesion and signaling in heart health and diseases. 2019-01
[2] 논문 Gap junction modulation and its implications for heart function 2014
[3] 서적 Principles of Renal Physiology https://books.google[...] Springer
[4] 논문 How does the shape of the cardiac action potential control calcium signaling and contraction in the heart? 2010-12-01
[5] 논문 Impact of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Release on Calcium Dynamics and Action Potential Morphology in Human Atrial Myocytes: A Computational Study 2011-01-01
[6] 서적 Clinical arrhythmology and electrophysiology: a companion to Braunwald's heart disease Elsevier 2019
[7] 논문 Overview of Basic Mechanisms of Cardiac Arrhythmia 2011-03
[8] 웹인용 Cardiac Arrhythmias - Textbook of Cardiology https://www.textbook[...] 2022-05-17



본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com