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심장

심장의 구조

심장의 기능적 구조 (YouTube 강의 from Khan Academy)

• 좌심방(atrium) ➔ 좌심실(ventricle) ➔ (체순환) ➔ 우심방 ➔ 우심실 ➔ (폐순환) ➔ 좌심방 ...

  • 방실판막 좌: 이첨판(bicuspid valve) or 승모판(Mitral valve)

  • 방실판막 우: 삼첨판(tricuspid valve)

  • 반월판(semilunar valve): 대동맥판(Aortic valve), 폐동맥판(pulmonary valve)

• 방실환(Atrioventricular ring):
  • 심방/심실 사이 절연
  • 심방근/심실근 부착
• 심내막(endocardium) + 심장근(myocardium) + 심외막(epicardium) + 심장막(pericardium)

심장근과 골격근의

• 유사점

  • 횡문근(Striated muscle): Sarcolemma, T-tubule

• 다른점

  • 개재원반(Intercalated disc): Gap junction, Syncytium

    • 

  • 긴 활동전압 지속시간 (200~500ms vs. 1ms): 따라서 불응기도 길다

심장근의 전기적 특성

동방결절(sinoatrial node: SA node)의 활동전압

• 

• HCN channel의 역할: 자발적 탈분극(pacemaker depolarization, diastolic depolarization) 可能

• Na⁺ 대신 Ca²⁺ 이온이 탈분극 주도 ➔ 느린 탈분극 속도

• 방실결절(atrioventricular node: AV node)도 비슷함

심장근의 활동전압

• 

• Phase 0: Na⁺ 이온이 탈분극 주도 ➔ 빠른 탈분극 속도

• Phase 1: Na⁺ 채널 inactivation + K⁺ 채널 열림 = 약간 재분극

• Phase 2: Ca²⁺ 채널이 재분극 억제 ➔ 고원기(plateau) 형성 ➔ 근육수축 지속 가능

• Phase 3: K⁺ 채널에 의한 재분극

• Phase 4: Na⁺, K⁺, Ca²⁺ 원위치 및 SA node 탈분극 기다림 (자발적 탈분극 不可 ⬅︎ HCN channel 無)

심전도

심장의 활동전압 전도 순서: SA node ➔ 심방근 ➔ AV node(delay) ➔ His bundle ➔ Purkinje fiber ➔ 심실근

심전도(Electrocardiography): 사지 and/or 가슴에 설치한 전극으로 심장의 활동전압을 기록하는 방법

• 표준 12유도 심전도 = 표준사지유도(3) + 단극사지유도(3) + 심장앞유도(6)

  • 10개의 전극 필요 = LA + RA + LF + Ground + V1~V6

    

• 표준사지유도(I,II,III): Einthoven's triangle = 좌팔(L) + 우팔(R) + 좌발(F) 전극 (노태호교수 강의)

• 단극사지유도(Augmented limb leads: aVR, aVL, aVF): 표준사지유도 측정값을 가상의 음극(Goldberger's central terminal)을 기준으로 재계산 (노태호교수 강의)

• 심장앞유도(Precordial leads: V₁~V₆): 가슴에 설치한 6개의 전극 이용, 가상의 음극 기준 수평 평면에서 본 활동전압 기록 (노태호교수 강의)

심전도 해석 (노태호교수 강의):

• 파형의 방향, 상대적 크기: 심장의 활동전압 이상, 심장 전기축 이상, 심실비대 등
• 구간 duration
  • P: Atrial Depolarization
  • P-R: AV delay
  • QRS: Ventricular Depolarization
  • T: Ventricular Repolarization

부정맥

서맥(Bradycardia) 발생기전 (노태호교수 강의):

• SA Node에서 A.P.를 잘 못 만듬
• SA Node에서 주변으로 A.P. 전도 잘 안 됨 (S.A. block)
• AV Node에서 주변으로 A.P. 전도 잘 안 됨

빈맥(Tachycardia) 발생기전 (노태호교수 강의):

• Abnormal automaticity: 심방근/심실근/AV junction 등 에서 자발적 A.P. 발생
• Triggered activity: 심방근/심실근 A.P. 재분극 후에 afterdepolarization 발생
• Reentry: 발생된 A.P.가 소멸하지 않고 계속 맴돌때 (심근경색 후 scar 등이 원인)

심장의 기계적 특성

심장근 수축: Ca²⁺ 이온이 가장 중요 (심장근 탈분극에는 Na⁺ 이온이 중요)

1. 탈분극 후 plateau phase에서 Ca²⁺ 이온 유입 지속 (T-tubule)

2. 그 결과, Sarcoplasmic Reticulum에서 다량의 Ca²⁺ 유리 (Calcium-induced calcium release)

3. Ca²⁺ + Troponin C = 근육 수축

4. T-tubule + Syncytium ➔ 빠르고 동시적인 수축

심장주기(Cardiac cycle)

1. 등용적성 수축: 대동맥판(Aortic valve)/승모판(Mitral valve) 모두 닫힌 상태로 심실근 수축 ➔ 심실압 급격히 증가

2. 심실박출기:
   • 대동맥판을 열 정도의 심실압이 되면 대동맥판 열리고 심실에서 대동맥으로 혈액 이동.
   • 심실근 수축이 최고점일 때 심실의 용량을 수축기말 용적(end-systolic volume)이라 함

   • 심실근 수축력이 감소하면서 심실압 < 대동맥압 이 되면 대동맥판 닫히고 (제2심음), 심실 용량은 일정 수준 유지

3. 등용적성 이완: 대동맥판/승모판 모두 닫힌 상태에서 심실근 이완 ➔ 심실압 급격히 감소
4. 심실충만기:

   • 심방압 > 심실압이 되면 승모판 열리고 심방에서 심실로 혈액 이동.

   • 최대 용적일 때를 확장기말 용적(end diastolic volume)이라 함

5. 등용적성 수축: 심실근 수축이 시작하고 심방압 < 심실압이 되면 승모판 닫히고 (제1심음), 심실압 증가 ➔ 다시 2번으로

   • 

심장기능 조절

내인성 심근 수축력 조절기전: (P-V Loop 참고)

• Preload 증가(정맥환류량 증가) ➔ 수축력 증가 (Frank–Starling law)

• Afterload 증가(대동맥압 증가) ➔ 수축력 증가(대동맥압 보다 높은 압력을 주어야 stroke volume 유지 가능)

  

외인성 심근 수축력 조절기전:

• 증가: 교감신경, 아드레날린, 갑상선 호르몬, 세포외액 칼슘농도 증가, 약물
• 감소: 부교감신경, 세포외액 칼슘 농도 감소

신경지배 ⬅︎ 자율신경계

• 교감신경: 심방 + 심실 전체 ➔ 심박출량 증가
  • 방실 간 흥분전도속도 증가 ➔ 심박수 증가
  • 심근 수축력 증가
• 부교감신경(미주신경): 결절 조직 ➔ 기능은 교감신경의 반대