혈관

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1. 개요

혈관은 혈액을 운반하는 신체 내의 관상 구조로, 구조, 기능, 크기, 위치에 따라 동맥, 정맥, 모세혈관 등으로 구분된다. 혈관벽은 내막, 중막, 외막의 세 층으로 구성되며, 모세혈관은 내피세포 단층으로 이루어져 있다. 혈관은 혈액을 통해 산소, 영양소, 호르몬 등을 조직으로 전달하고 노폐물을 제거하는 역할을 하며, 혈관의 수축과 확장은 혈류 조절에 기여한다. 혈관은 다양한 질환에 의해 손상될 수 있으며, 동맥경화증, 고혈압, 혈전증, 정맥류, 혈관염 등이 대표적이다. 손상된 혈관을 대체하기 위해 인공 혈관이 개발되어 사용되고 있다.

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혈관
혈관 정보
혈관 다이어그램
개요
라틴어 명칭	vas sanguineum
관련 시스템	순환계

2. 구조

혈관은 종류, 위치, 혈류역학적 특성에 따라 다양한 구조를 가진다. 일반적으로 동맥과 정맥은 탄성섬유 층에 의해 구분되는 세 층으로 구성된다.

'''내막'''(intima): 혈관 벽의 가장 안쪽 층으로, 내피(endothelium)와 내피밑층(subendothelial layer)으로 구성된다. 내피밑층에 탄성섬유가 풍부하면 내탄성층(internal elastic membrane)이 형성되어 속막의 경계를 이룬다.
'''중막'''(media): 두꺼운 근육층으로, 주로 고리 모양으로 달리는 민무늬근으로 이루어져 있다. 자율 신경의 명령에 의해 수축하거나 이완하여 혈관 내강의 지름과 혈류를 조절한다. 외탄성층(external elastic membrane)이 중간막의 경계를 이루기도 한다.
'''외막'''(adventitia): 혈관 벽의 가장 바깥쪽 층으로, 주변 결합 조직과 연속적으로 이어진다. 주로 길이 방향으로 늘어선 콜라겐 섬유로 이루어져 있으며, 탄성섬유나 민무늬근이 존재하기도 한다. 혈관의 맥관(vasa vasorum)이 이 층에 위치한다.

모세 혈관은 한 층의 내피와 그 바닥판으로만 이루어져 있으며, 중간막과 바깥막은 존재하지 않는다. 혈관벽이 얇기 때문에 모세혈관과 주변 조직 사이의 기체 및 물질 교환이 원활하게 이루어진다. 일부 모세혈관의 내피와 바닥판 사이에는 혈관주위세포(pericyte)가 있어 혈관을 구조적·기능적으로 지지한다.^[49]

정맥에는 주변 근육에 의해 중력에 대항하여 펌핑되는 혈액의 역류를 방지하는 판막이 있을 수 있다.^[8]

덴마크 생리학자 오거스트 크로는 1922년에 인간 근육의 모세 혈관 총 길이를 약 100000km로 추정했다.^[10] 그러나 이후 연구에서는 성인의 모세 혈관 밀도와 평균 근육량을 고려하여 9000km 에서 19000km로 수정되었다.^[11]

2. 1. 동맥

심장에서 나오는 혈액을 온몸으로 운반하는 혈관으로, 심장에서의 강한 압력을 견딜 수 있도록 벽이 매우 두껍게 발달되어 있다.^[38] 동맥은 크게 탄성 동맥, 근육형 동맥, 세동맥으로 나뉜다.^[14]

동맥은 정맥과 마찬가지로 내막, 중막, 외막의 세 층으로 구성되어 있다.

'''내막'''은 가장 안쪽 층으로, 내피와 약간의 결합 조직으로 이루어져 있다.^[38]
'''중막'''은 동맥에서 가장 두꺼운 층으로, 혈관 평활근, 탄성 섬유, 교원 섬유로 이루어져 있다.^[38] 중막은 혈관 평활근이 풍부하여 혈관의 굵기를 조절하는 역할을 한다.
'''외막'''은 가장 바깥쪽 층으로, 결합 조직으로 이루어져 있으며 근육층으로 이어지는 신경이 있다.^[38]

굵은 동맥에는 큰 압력이 가해지기 때문에, 상처가 나면 출혈량이 매우 많아져 실혈사의 위험이 크다. 따라서 대부분의 동맥은 몸 안쪽 깊숙한 곳을 지나간다.

폐순환을 제외하면, 동맥을 지나는 혈액은 산소를 많이 포함하고 있어 선명한 붉은색을 띠는 동맥혈이다.^[38]

2. 2. 정맥

심장으로 되돌아가는 혈액이 지나가는 곳이 정맥이다. 정맥은 심장에서와 같은 강한 압력이 걸리지 않으므로, 벽이 얇고 판막이 있어 혈액의 역류를 막는다.^[8] 동맥은 심장에서 나오는 강한 압력을 견디기 위해 벽이 두껍지만, 정맥은 그럴 필요가 없어 벽이 얇다. 굵은 동맥은 상처가 나면 출혈량이 많아 실혈사의 위험이 크기 때문에, 대부분 정맥이 몸 표면 가까이 지나가고 동맥은 더 깊숙한 곳을 지난다.

정맥은 세정맥과 대정맥 등으로 나뉜다.^[14] 쇄골하 정맥, 목정맥, 신장 정맥, 엉덩정맥과 같은 큰 혈관도 정맥에 속한다.^[14]

정맥을 지나는 혈액을 정맥혈이라고 한다. 폐순환에서 심장에서 폐로 가는 폐동맥은 정맥혈이 지나가고, 폐에서 심장으로 들어가는 폐정맥은 동맥혈이 지나가는 예외적인 경우가 있다. 육상 척추동물에서 동맥혈과 정맥혈의 주된 차이는 산소 함유량이다. 동맥혈은 산소를 많이 포함하여 선명한 붉은색을 띠고(산소 헤모글로빈의 비율이 높음), 정맥혈은 산소를 잃어 검붉은 색을 띤다.

2. 3. 모세혈관

모세혈관은 한 층의 내피와 그 바닥판으로만 이루어져 있으며, 중막과 외막은 존재하지 않는다.^[49] 이처럼 혈관벽이 얇기 때문에 모세혈관과 주변 조직 사이의 기체 및 물질 교환이 원활하게 이루어질 수 있다. 일부 모세혈관의 내피와 바닥판 사이에는 혈관주위세포(pericyte)가 있어 혈관을 구조적·기능적으로 지지한다.^[49] 모세혈관은 내피 세포의 단일 층으로 구성되며, 기저막과 결합 조직으로 구성된 지지하는 하내피로 구성된다. 내피는 단층 편평 상피로 중배엽 유래의 1층의 내피세포로 이루어져 있다.

1922년, 아우구스트 크로그에 의해, 사람의 성인 모세혈관을 모두 연결하여 한 줄로 이은 길이는 약 10만km로 추정되었고, 이를 바탕으로 사람의 혈관 전체 길이는 지구의 적도를 약 2.5바퀴 도는 길이에 달한다는 인식이 널리 퍼졌지만, 이후 연구에서는 실제 길이는 9,000–19,000 km(지구 반 바퀴 분)로 수정되었다.^[39]^[40]

2. 4. 동굴모양 혈관 (Sinusoidal)

동굴모양 혈관(Sinusoidal)은 골수, 비장, 간에 존재하는 극도로 작은 모세혈관의 특수한 형태이다.^[14]

3. 기능

혈관은 혈액을 통해 산소, 영양소, 호르몬 등을 신체 각 조직으로 운반하고, 이산화탄소, 노폐물 등을 제거하는 역할을 한다.^[17] 적혈구의 헤모글로빈에 결합된 산소는 혈액이 운반하는 가장 중요한 영양소이다.^[17] 폐동맥을 제외한 모든 동맥에서 헤모글로빈은 산소로 고도로 포화 (95~100%)되어 있으며, 폐정맥을 제외한 모든 정맥에서 헤모글로빈의 포화도는 약 75%이다.^[15]^[16]

혈관은 혈액 수송에 적극적으로 관여하지 않지만,^[18] 동맥은 자율 신경에 의한 근층 수축을 통해 내경을 조절하여 하류 장기로의 혈류량을 변경할 수 있다. 혈관 확장과 혈관 수축은 체온 조절의 기전으로 사용된다.

내피의 투과성은 조직에 영양소를 방출하는 데 매우 중요하다. 또한 히스타민에 대한 반응으로 염증이 발생하면 증가하며,^[20] 프로스타글란딘^[21]과 인터류킨^[22]도 증가하여 염증의 대부분의 증상 (부기, 발적, 온기 및 통증)을 유발한다.

혈관의 혈압은 통상 수은주 밀리미터 (mmHg)로 표시된다.

3. 1. 혈류역학

사람의 혈액은 순환계통에 특정 비율로 분포하는데, 상대적 부피는 다음과 같다.^[53]

위치	혈액량(%)
동맥	13
세동맥 및 모세혈관	7
정맥	64
심장	7
폐혈관	9

사람은 작은 혈관일수록 수가 많아 총 단면적은 오히려 넓다. 따라서 유속은 큰 혈관에서 빠르고 모세혈관에서 느리다.

시간 당 혈관의 한 단면을 지나는 혈액의 양을 혈류라고 하며, 이는 혈관 단면적과 혈액 유속의 곱으로 주어진다. 작은 혈관일수록 수가 많아서 총 단면적은 오히려 큰 혈관보다 훨씬 넓다. 그 결과 작은 혈관일수록 혈액의 유속은 대체로 느려진다. 대동맥에서 혈액이 흐르는 속도는 평균 33cm/s 정도이다. 모세혈관은 총 단면적이 대동맥의 1,000배이므로 혈액의 유속은 약 0.3 mm/s이다.^[53]

정맥관 내에는 심장에서의 압력은 미치지 않지만 직립 자세에서는 중력 때문에 상당한 압력이 작용한다. 예를 들어 발등을 재면 정지하고 있을 때 혈압이 80 ~ 100mmHg이나 된다. 그러나 걷기 등의 운동을 하면 혈압이 급속히 저하되어 30 ~ 40mmHg가 된다. 이것은 근수축 등으로 인해 혈액이 심장을 향해 흐르기 때문이다. 이들 압력은 혈액을 역류시키는 힘으로 작용하기 때문에 역류를 방지하기 위해 정맥에는 정맥판이 발달해 있다. 이것은 특히 사지(四肢)에 많으며, 두경부(頭頸部)에는 없다.

동맥은 근육층의 수축을 통해 내부 직경을 조절하여 하위 기관으로의 혈류를 변화시키며 자율 신경계에 의해 결정된다. 혈관 확장과 혈관 수축은 체온 조절 방법으로 상반되게 사용된다.^[23]

순환계는 혈관이라는 통로를 사용하여 신체의 모든 부분에 혈액을 전달한다. 심장의 좌우가 함께 작용하여 혈액이 폐와 신체의 다른 부분으로 지속적으로 흐르도록 한다. 산소가 부족한 혈액은 두 개의 큰 정맥을 통해 심장의 오른쪽으로 들어간다. 폐에서 나온 산소가 풍부한 혈액은 심장의 왼쪽 폐정맥을 통해 대동맥으로 들어가 신체의 나머지 부분에 도달한다. 모세혈관은 혈액이 폐의 작은 공기 주머니를 통해 산소를 받아들이도록 하는 역할을 한다. 이것은 또한 이산화탄소가 혈액에서 배출되는 곳이기도 하다. 이 모든 것은 혈액이 산소화되는 폐에서 발생한다.^[28]

혈관은 능동적으로 혈액 수송을 하지 않지만, 동맥은 자율 신경에 의한 근층 수축을 통해 내경을 조절하여 하류 장기로의 혈류량을 변경할 수 있다.

산소 (적혈구의 헤모글로빈에 결합)는 혈액에 의해 운반되는 가장 중요한 물질 중 하나이다. 폐동맥을 제외한 모든 동맥에서 헤모글로빈은 거의 (95–100%) 산소로 포화되어 있다. 반면, 폐정맥을 제외한 모든 정맥에서는 약 70% 정도로 불포화되지만, 폐 순환을 거쳐 이 값은 회복된다.

3. 1. 1. 혈관 수축

투과 전자 현미경 사진으로, 혈관 수축으로 변형된 내강 안에 적혈구 (E)가 있는 미세 혈관을 보여준다.

혈관 수축은 혈관벽의 혈관 평활근을 수축시켜 혈관을 좁게 만드는(단면적 감소) 것이다. 이는 혈관 수축제 (혈관 수축을 유발하는 물질)에 의해 조절된다. 여기에는 부비세포 인자 (예: 프로스타글란딘), 다수의 호르몬 (예: 바소프레신 및 안지오텐신^[26]), 그리고 신경계의 신경전달물질 (예: 에피네프린) 등이 포함될 수 있다.

혈관 확장은 반대 작용을 하는 매개체에 의해 매개되는 유사한 과정이다. 가장 두드러진 혈관 확장제는 일산화 질소 (이러한 이유로 내피 유래 이완 인자라고 함)이다.^[27]

3. 1. 2. 혈관 확장

혈관 확장은 혈관벽의 혈관 평활근이 이완되어 혈관이 넓어지는 현상이다. 가장 두드러진 혈관 확장제는 일산화 질소(내피 유래 이완 인자)이다.^[27] 동맥은 (어느 정도는 정맥도) 근육층 수축을 통해 내경을 조절하여 하류 장기로의 혈류량을 변경할 수 있는데, 혈관 확장과 혈관 수축은 체온 조절처럼 서로 길항적으로 작용한다.

3. 1. 3. 혈류와 저항

혈액이 혈관의 특정 부위에 머무르는 시간은 그 부위의 길이에 비례하고 유속에 반비례한다. 모세혈관을 흐르는 혈액의 유속은 매우 느리지만, 모세혈관의 길이가 대개 0.3~1 mm 정도로 매우 짧기 때문에 혈액이 모세혈관에 머무르는 시간은 약 1~3초에 불과하다.^[53] 혈액이 심장을 나온 뒤 다시 심장으로 되돌아오기까지 걸리는 총 시간은 혈액이 어디를 흐르는지에 따라 다르지만 팔꿈치 근처에서 측정하면 약 18초 정도이다.

혈류(

Q

)는 혈관 양 끝의 압력차(

\mathit{\Delta}P

)에 비례하는데, 그 비례계수를 그 혈관의 저항(

R

)으로 정의한다.

:

R=\frac{\mathit{\Delta}P}{Q}

혈관의 저항은 혈액이 흐르는 양상과 혈관의 여러 가지 특성에 의존한다.^[54]

혈액이 혈관의 주행 방향과 나란한 유선을 따라 일정하게 흐르는 경우를 층류(laminar flow)라고 한다. 층류에서는 혈관벽 가까이로 흐르는 혈액은 혈관벽이 흐름을 방해하기 때문에 속력이 거의 0인 반면 혈관 가운데로 흐르는 혈액은 속력이 빠르지만, 이들이 서로 방해하지 않고 미끄러져 지나간다. 이에 따라 한 단면에 위치했던 혈액을 일정 시간 동안 관찰하면 그 경계는 포물면 형태를 이룬다. 푸아죄유 법칙에 따르면 층류에서 혈류와 압력차의 관계는 다음과 같다.

:

Q=\frac{\pi r^{4}}{8\eta l}\mathit{\Delta}P

이때

r

은 혈관의 반지름을,

l

은 혈관 양 끝의 거리를 나타내고,

\eta

는 혈액의 점성을 나타낸다. 즉 혈관의 저항은

:

R=\frac{8\eta l}{\pi r^{4}}

으로 주어진다. 저항이 반지름의 네제곱에 반비례하므로, 지름이 큰 혈관일수록 저항이 작을뿐만 아니라, 지름이 조금만 커져도 저항은 매우 큰 폭으로 줄어들게 된다. 이 때문에 민무늬근의 미세한 수축과 이완만으로 조직에 공급되는 혈류의 양을 효율적으로 조절하는 일이 가능해진다.^[54]

한편 혈액이 혈관의 주행 방향과 나란하게 흐를 뿐만 아니라 혈관의 지름 방향으로도 흐르면서 소용돌이를 이루는 경우를 난류(turbulent flow)라고 한다. 혈액이 혈관 내강을 가로막는 물체 주변을 지나거나, 갑자기 방향을 바꾸거나, 거친 표면 근처를 지나는 경우에 난류가 발생한다. 난류가 발생하면 마찰이 매우 커지므로 혈류 저항이 급격하게 증가한다. 레이놀즈 수를 이용하여 난류가 발생하려는 경향을 정량적으로 살펴볼 수 있다.

:

Re=\frac{vd\rho}{\eta}

이때

v

,

\rho

,

\eta

는 각각 혈액의 유속, 밀도, 점성을 나타내고,

d

는 혈관의 지름을 나타낸다. 레이놀즈 수가 200~400 정도가 되면 혈관의 일부 가지에서 난류가 발생하지만 혈관이 매끈하게 주행하는 부분에 이르면 다시 층류가 흐르게 된다. 큰 동맥이 여기에 해당한다. 레이놀즈 수가 2,000 이상이 되면 곧고 매끈한 혈관에서조차 난류가 발생한다. 수축기의 대동맥 근위부와 폐동맥이 여기에 해당한다. 그 밖의 작은 혈관에서 난류를 야기할 정도로 레이놀즈 수가 상승하는 일은 거의 없다.^[54]

3. 1. 4. 혈압, 맥압과 유순도

심장은 반복적인 수축을 통해 혈압을 형성한다.^[55] 심장이 혈액을 뿜어낼 때마다 혈관을 따라 압력의 파동이 전달된다. 혈액이 서로 미는 효과에 의해 압력이 전달되는 것이기 때문에, 압력은 실제 혈액이 흐르는 속력보다 훨씬 빠르게 전달될 수 있다. 혈관벽이 강직되어 있을수록 압력의 전달 속력이 빨라서, 대동맥의 경우 압력의 전파 속력이 혈액의 유속보다 15배 이상 빠르다.^[56]

온몸순환의 경우 대동맥에서 평균 혈압이 가장 높고 대정맥에서 가장 낮다. 동맥의 유순도로 말미암아 맥압이 감폭되어 모세혈관에서는 혈압 변동이 거의 없다.

대동맥은 심장에서 뿜어내는 혈액을 곧바로 받기 때문에 압력이 평균 100mmHg 정도로 높다. 저항이 있는 혈관을 따라 혈액이 흐르면 혈압이 감소하기 때문에, 혈압은 대동맥에서 모세혈관을 거쳐 대정맥에 이르기까지 차츰 감소한다. 폐동맥 역시 심장에서 뿜어내는 혈액을 곧바로 받지만, 우심실의 수축력이 좌심실보다 약하기 때문에 대동맥보다 혈압이 훨씬 낮다.^[53]

심장이 주기적으로 박동하기 때문에 혈압 역시 주기적으로 변동한다. 예를 들어 대동맥의 혈압은 수축기에 120mmHg, 이완기에 80mmHg로 측정된다. 수축기와 이완기 혈압의 차이를 맥압이라고 한다. 맥압은 대동맥에서 모세혈관에 이르기까지 차츰 감소해서, 실제로 모세혈관에서는 수축기와 이완기에 혈압의 차이가 거의 없다. 이 현상의 주요 원인 가운데 하나는 혈관의 유순도이다. 수축기에 혈압이 상승하면 동맥이 팽창하여 혈압 상승을 둔화하고, 이완기에는 수축하여 혈압을 유지함으로써 맥압을 감쇠하는 것이다. 동맥경화증 등으로 인해 혈관의 유순도가 감소하면 혈관벽이 팽창하지 못하므로 맥압과 수축기 혈압이 비정상적으로 높게 유지된다.^[56]

사람의 혈관에서 부위에 따른 평균 혈압(mmHg)은 다음과 같다.

혈관	평균 혈압(mmHg)
대동맥	120 ~ 80
동맥	100 ~ 40
모세혈관	60 ~ 40
정맥	10 ~ 2
대정맥	2 ~ -5
폐동맥	18 ~ 15
폐정맥	10 ~ 8

4. 신경 지배

혈관은 능동적으로 혈액을 운반하지 않지만(감지할 수 있을 정도의 연동 운동은 하지 않음), 동맥(어느 정도는 정맥도)은 자율 신경에 의한 근층 수축을 통해 내경을 조절하여 하류 장기로 가는 혈류량을 변경할 수 있다. 혈관 확장과 혈관 협착은 체온 조절처럼 서로 길항적으로 작용한다.

산소(적혈구의 헤모글로빈에 결합)는 혈액으로 운반되는 가장 중요한 물질 중 하나이다. 폐동맥을 제외한 모든 동맥에서 헤모글로빈은 거의 (95–100%) 산소로 포화되어 있다. 반면, 폐정맥을 제외한 모든 정맥에서는 약 70% 정도로 불포화되지만, 폐 순환을 거쳐 이 값은 회복된다.

혈관의 혈압은 통상 수은주 밀리미터(mmHg)로 표시된다.

4. 1. 반사적 조절

혈관벽의 민무늬근에 분포하는 신경 가운데 미주신경(부교감 신경)은 혈관을 확장시키며, 교감신경은 수축시키는 작용을 한다. 이 둘은 모두 자율신경으로, 그 최고 중추는 간뇌의 시상하부에 있으며, 여기에서 온몸의 상태에 적응하도록 명령이 내려진다. 그러나 평상시에 혈관벽의 수축과 확장을 조절하는 것은 연수에 있는 혈관 운동 중추라고 추정된다. 이 중추를 매개로 다음과 같은 여러 가지 반사적 조절이 일어난다.

대동맥 반사는 대동맥벽에 혈압을 감지하는 장치가 있어 여기서 나온 구심성 정보가 중추를 매개로 하여 동맥벽에 수축 또는 확장 명령을 내린다.
경동맥동 반사는 총경동맥이 내경동맥(뇌로 가는 동맥)과 외경동맥(안면으로 가는 동맥)으로 구분되는 지점에 혈압을 감지하는 장치가 있는데, 이를 경동맥동이라 한다. 여기서 나온 구심성 정보가 중추를 매개로 하여 동맥의 수축이나 확장을 일으킨다.
이와 같은 압력 감지 용기(容器)는 폐동맥이나 복부 동맥에도 있다.

이와는 별도로 중추를 매개로 하지 않고 하나의 신경 세포만으로 반사적 조절을 하는 것도 있다. 이것은 피부에서 관찰되는 것으로, 척수신경 후근(後根)에 있는 지각 신경의 수상 돌기가 피부에 분포할 때 그 도중에 갈라진 가지 중 일부가 가느다란 동맥벽에 분포한다. 지각 신경이 자극을 받으면 그 흥분이 반대로 갈라진 가지에서 수상 돌기로 전해져 혈관벽의 민무늬근에 작용하여 혈관을 확장시킨다. 이것을 축색(軸索) 반사라고 한다. 자극성이 있는 물질을 칠하면 그 주위의 피부가 홍조를 띠는 것은 그 반사 작용에 의한 것이라고 한다.

4. 2. 축색 반사

피부에서 관찰되는 현상으로, 척수신경 후근(後根)에 있는 지각 신경의 수상 돌기가 피부에 분포할 때 그 도중에 갈라진 가지 중 일부가 가느다란 동맥벽에 분포한다. 지각 신경이 자극을 받으면 그 흥분이 반대로 갈라진 가지에서 수상 돌기로 전해져 혈관벽의 민무늬근에 작용하여 혈관을 확장시킨다. 이것을 축색 반사라고 한다. 자극성이 있는 물질을 칠하면 그 주위의 피부가 붉어지는 것은 그 반사 작용에 의한 것이다.^[19]

5. 분포

하나의 기관에 혈관이 분포할 때 종종 특정한 곳으로 드나드는데, 이곳을 문(門)이라 한다.^[50] 기관 주위에 많은 혈관이 들어있는 경우도 있다.^[51] 기관 속에 침입한 동맥은 잇달아 가지가 가늘게 갈라지는데, 다른 가지와 전혀 연락이 없는 동맥을 종(終)동맥이라 한다.

종동맥이 절단되면 해당 영역의 조직에는 산소나 영양이 전혀 보급되지 않아 조직 속 모든 세포가 죽는다. 대부분의 중요한 장기에서 그 안에 침입한 장기는 종동맥이 되어 있다고 볼 수 있다. 다른 동맥에서 온 가지 사이에 말단에서 연락이 있는 경우 이 연락을 문합(吻合)이라 한다. 하나의 동맥이 절단되어도 그 분포 영역에는 다른 동맥에서 문합을 통해 혈액이 보내지기 때문에 조직이 사멸하는 일은 없다.^[52]

대부분의 동물에서 혈관은 전신에 걸쳐 서로 연결되어 혈관계 또는 순환계를 이룬다. 동물의 분류군에 따라 구성이 다르며, 개방 혈관계와 폐쇄 혈관계의 두 종류가 있다.

5. 1. 문맥계

문맥계(文脈系)는 동맥이 보통 한 번 모세혈관을 거쳐 정맥이 되어 심장으로 돌아오는 것과 달리, 예외적으로 두 번 모세혈관을 거친 뒤에 심장에 돌아오는 경우를 말한다. 처음의 모세혈관과 두 번째 모세혈관 사이를 연결하는 혈관을 문맥이라 한다. 문맥계에서는 물질 교환이 연달아 두 차례 행해지는 것이 특징이다. 문맥계에는 다음과 같은 것이 있다.

장에 분포하는 동맥은 장벽에서 모세혈관이 되어 영양소를 흡수한 뒤 간문맥이 되어 간에 들어가며, 여기서 다시 한번 모세혈관이 되어 간세포에 영양소를 전달한 다음 간정맥이 되어 심장으로 돌아간다. 간문맥과 그 지류가 이루는 정맥 계통을 간문맥계라고 한다.

하수체 동맥은 하수체 기부(基部)에서 모세혈관이 되어 간뇌 시상 하부에서 신경 분비 물질을 흡수한 다음 모여서 문맥이 된다. 이어서 전엽(前葉)으로 가서 다시 한번 모세혈관이 되어 그 물질을 방출한다. 그리고 하수체 정맥이 되어 심장으로 돌아온다.^[50]

6. 관련 질환

혈관은 혈전증, 고혈압 등 많은 질환의 근본적인 원인이 된다.^[57] 혈관은 사실상 모든 의학적 상태에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어 암은 종양이 악성 세포의 대사 요구를 충족시키기 위해 혈관 신생(새로운 혈관 형성)을 일으키지 않는 한 진행될 수 없다.^[32]

감염, 염증, 외상 등에 의해 혈관 내피가 손상되면 민무늬근 세포들이 속막으로 이동해서 증식하고 세포외기질을 합성한다. 이렇게 형성된 신생내막(neointima)은 내피 손상이 회복된 후에도 두꺼워진 상태로 남아있게 된다. 손상이 만성적으로 이어지면 속막이 지속적으로 두꺼워져 혈관 폐쇄를 야기할 수 있다.^[57]

혈관 투과성은 염증 시 증가한다. 신체적 외상 또는 자연적으로 발생하는 손상은 혈관 내피의 기계적 손상으로 인해 출혈을 일으킬 수 있다.

내압이 낮아 파열을 일으키기 어렵기 때문에 관련 질환은 대부분 협착에 관한 것이다. 정맥을 압박하는 전형적인 원인으로는 대동맥의 확장, 임신에 의한 자궁의 확대, 복부의 악성 종양(대장암, 신세포암, 난소암)이 있다. 드물게 배변 시 힘주기로 인해 하대정맥의 혈류가 악화되어 실신하는 경우가 있다.^[42]

하대정맥의 폐색은 드물지만, 생명에 관련되어 긴급성이 높다고 여겨진다. 심부 정맥 혈전증이나 간 이식, 대퇴 정맥의 카테터 등의 의료 기구로 폐색이 일어날 수 있다.^[43]

6. 1. 동맥경화증

동맥경화증은 죽상반 축적 때문에 발생하며, 심혈관 질환으로 인한 사망의 약 85%를 차지한다.^[33] 동맥경화증 이후에 종종 발생하는 관상 동맥 질환은 심근 경색이나 심정지를 유발하여 2022년에 전 세계적으로 37만 명의 사망자를 낳았다.^[34] 2019년에는 약 1,790만 명이 심혈관 질환으로 사망했으며, 이 중 약 85%는 심장 마비와 뇌졸중으로 인한 것이었다.^[35]

혈관 폐쇄는 양성 피드백 시스템이 되는 경향이 있다. 폐쇄된 혈관은 정상적인 층류 흐름 또는 플러그 흐름 혈류에서 와류를 생성한다. 이러한 와류는 콜레스테롤이나 유미입자와 같은 혈액 성분을 내피로 밀어내는 비정상적인 유체 속도 기울기를 만들어낸다. 이들은 이미 부분적으로 폐쇄된 동맥벽에 침착되어 막힘을 더욱 심화시킨다.^[36]

6. 2. 고혈압

고혈압은 혈관을 통해 흐르는 혈액의 압력이 증가하여 발생하는 질환이다. 고혈압은 심부전과 뇌졸중으로 이어질 수 있다. 아스피린은 혈전 예방에 도움이 되며 염증을 제한하는 데에도 도움이 될 수 있다.^[37]

6. 3. 혈전증

혈관 내에 혈전이 형성되어 혈류를 방해하는 질환이다. 죽상반, 색전증이 된 혈전 또는 이물질에 의한 혈관 폐쇄는 하류 허혈(불충분한 혈액 공급) 및 가능한 경색(혈액 공급 부족으로 인한 허혈성 괴사)으로 이어진다. 혈관 폐쇄는 양성 피드백 시스템이 되는 경향이 있다. 폐쇄된 혈관은 정상적인 층류 흐름 또는 플러그 흐름 혈류에서 와류를 생성한다. 이러한 와류는 콜레스테롤 또는 유미입자와 같은 혈액 성분을 내피로 밀어내는 비정상적인 유체 속도 기울기를 생성한다. 이들은 이미 부분적으로 폐쇄된 동맥벽에 침착되어 막힘을 더욱 심화시킨다.^[36] 아스피린은 혈전 예방에 도움이 되며 염증을 제한하는 데에도 도움이 될 수 있다.^[37]

6. 4. 정맥류

정맥류는 정맥이 확장되고 꼬불꼬불해지는 질환으로, 주로 다리에 발생한다.

6. 5. 혈관염

자가면역 질환 또는 감염으로 인해 혈관 벽에 염증이 생기는 질환이다.^[37]

6. 6. 뇌혈관 질환

뇌혈관이 막히거나 터져 발생하는 질환으로, 뇌졸중 등이 대표적이다. 혈관 폐쇄는 양성 피드백 시스템이 되는 경향이 있는데, 폐쇄된 혈관은 정상적인 혈류에서 와류를 생성한다. 이러한 와류는 콜레스테롤 등을 동맥벽에 침착시켜 막힘을 더욱 심화시킨다.^[36] 혈관은 외상이나 다양한 질환에 시달리며, 외상에 의한 대량 출혈이나 중요한 혈관의 파열 또는 색전증·협착은 사망으로 이어질 수도 있다.^[41]

6. 7. 대동맥 박리

대동맥 벽이 찢어지는 질환으로, 응급 상황을 초래할 수 있다. 혈관은 외상이나 다양한 질환에 의해 손상될 수 있으며, 대량 출혈이나 중요한 혈관의 파열, 색전증, 협착은 사망으로 이어질 수 있다. (뇌혈관 질환, 대동맥 박리 등)^[41]

6. 8. 기타 질환

암은 종양이 악성 세포의 대사 요구를 충족시키기 위해 혈관 신생(새로운 혈관 형성)을 일으키지 않는 한 진행될 수 없다.^[32] 동맥 경화증은 죽상반의 축적 때문에 발생하며, 심혈관 질환으로 인한 사망의 약 85%를 차지한다.^[33] 동맥 경화증 후에 종종 발생하는 관상 동맥 질환은 심근 경색 또는 심정지를 유발하여 2022년에 전 세계적으로 370,000명의 사망자를 낳았다.^[34]

혈관 투과성은 염증 시 증가한다. 신체적 외상 또는 자연적으로 발생하는 손상은 혈관 내피의 기계적 손상으로 인해 출혈을 일으킬 수 있다. 반대로, 죽상반, 색전증이 된 혈전 또는 이물질에 의한 혈관 폐쇄는 하류 허혈(불충분한 혈액 공급) 및 가능한 경색(혈액 공급 부족으로 인한 허혈성 괴사)으로 이어진다. 혈관 폐쇄는 양성 피드백 시스템이 되는 경향이 있다. 폐쇄된 혈관은 정상적인 층류 흐름 또는 플러그 흐름 혈류에서 와류를 생성한다. 이러한 와류는 콜레스테롤 또는 유미입자와 같은 혈액 성분을 내피로 밀어내는 비정상적인 유체 속도 기울기를 생성하여 이미 부분적으로 폐쇄된 동맥벽에 침착되어 막힘을 더욱 심화시킨다.^[36]

혈관의 가장 흔한 질병은 고혈압이다. 이는 혈관을 통해 흐르는 혈액의 압력 증가로 인해 발생하며, 심부전과 뇌졸중으로 이어질 수 있다. 아스피린은 혈전 예방에 도움이 되며 염증을 제한하는 데에도 도움이 될 수 있다.^[37] 혈관염은 자가면역 질환 또는 감염으로 인한 혈관벽의 염증이다.

7. 인공 혈관

동맥경화증 등으로 인해 기능이 저하된 혈관을 대체하거나, 혈관 바이패스 수술을 위해 인공 혈관이 개발되어 1950년대부터 실용화되고 있다.

7. 1. 스텐트-그라프트 (Stent graft)

스텐트-그라프트(Stent graft)는 19세기 영국의 치과의사 찰스 R. 스텐트(Charles R. Stent)에서 유래되었으며, 스프링 형태의 금속(스텐트)을 부착한 인공 혈관이다. 스텐트-그라프트 내 삽입술은 대동맥류나 대동맥 박리 치료 방법 중 하나이다. 이 치료는 절개 부위를 작게 할 수 있고, 소요 시간도 짧아 환자의 신체에 가해지는 부담을 줄일 수 있다는 특징이 있다. 그러나 수술 후 혈액이나 혈장이 누출되어 류 내로 흐르는 현상인 엔도리크(endoleak)가 나타날 수 있다.^[45] 엔도리크는 신속한 치료가 필요한 경우도 있어, 면밀한 추적 관찰이 중요하다. 스텐트-그라프트의 소재로는 얇게 가공할 수 있고 강도가 유지되는 폴리에스터가 많이 사용된다.^[46]

8. 어원

'''동맥'''은 후기 중세 영어 단어로, 라틴어 ''arteria''와 그리스어 ''artēria''에서 유래했다. 그리스어 ''artēria''는 '올리다'라는 뜻의 ''airein''에서 유래했을 것으로 추정된다.^[3]
'''정맥'''은 중세 영어 단어로, 고대 프랑스어 ''veine''와 라틴어 ''vena''에서 유래했다.^[4]
'''모세혈관'''은 17세기 중반에 나타난 용어로, 라틴어 ''capillaris''에서 유래했다. ''capillaris''는 '머리카락'을 뜻하는 ''capillus''에서 파생되었으며, 고대 프랑스어 ''capillaire''의 영향을 받았다.^[5]

참조

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_[50] 문서 예를 들면 폐문(肺門)·간문(肝門)·신문(腎門) 등
_[51] 문서 예를 들면 뇌·위·부신 등
_[52] 문서 예를 들면 피부
_[53] 서적 https://www.worldcat[...]
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_[55] 문서 좌심실에서 120 ~ 130mmHg의 압력으로 나온다
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