1. 심장의 전기적 활성
l 혈액 방출을 일으키는 심장근육들의 수축은 세포막에서 발생하는 활동전위에 의해 유도된다.
l 자동조율성(autorhythmicity or automaticity, auto는 ‘자신’을 의미함)
: 심장의 수축이나 박동은 자체적으로 일어나는 활동전위에 의해 나타나는 성질
l 심장에는 두가지 특화된 근 세포가 존재한다.
1) 수축담당세포(Contractile cell)
(1)심장근의 99%차지하며, 혈액을 내보낼 수 있도록 기계적인 일을함
(2)이 세포들은 보통 자신이 스스로 활동전위를 만들어내지 않는다.
2) 자동조율세포(autorhythmic cell)
(1)적은 수지만 매우 중요한 기능을 하는 나머지 심장세포
(2)수축하지 않는 대신 활동전위를 만들고 전달하여 수축담당세포의 수축 유도에 특화되어 있다
(3) 자동 조율세포는 2가지 타입으로 나누어 진다.
(3)-1 Pacemaker cell
- 심장의 박동을 생성한다.
(3)-2 conduction fibers
- 전기 신호를 심근으로 전달하는 섬유이다. 이 섬유는 다른 심근세포보다 직경이 커서 활동전위의 신속한 전도에 특화되어 있다.
2. 정상맥박의 발생
자동조율이 가능한 비수축성 심장세포들은 다음과 같은 특정 지역에서 발견된다.
①동방결절(Sinoatrial node, SA node)
정상심장에서 전기자극을 형성하는 부위로 상대정맥(Superior vena cava)과 우심방의 접합부에 위차하며 크기는 5*20mm 정도이다.
동결절에 혈액을 공급하는 동결절동맥의 약 60%는 우측관상동맥에서 시작하고 약 40%는 죄측회선지(circumflex)동맥에서 시작한다. 동결절에는 교감 및 부교감 신경과 신경절이 풍부하다.
② 결절간심방경로(Internodal atrial pathway)
동방결절에서 형성된 전기자극을 방실결절에 전도하는 심방내 경로로서 전결절간경로, 중결절간경로, 후결절간경로로 구분되나 이들 경로들의 해부학적 존재는 확실하지 않다.
③심방간경로(Interatrial tract, Bachmann’s bundle)
동결절의 전기자극은 우심방과 좌심방으로 전도되며, 좌심방으로는 심방간경로인 Bachmann속을 통하여 전도된다.
④방실결절(Atrioventricular node)
방실결절은 Koch삼각형(Todaro건, 삼첨판막의 septal leaflet 및 관정맥동입구가 이루는 삼각형)의 첨부에 위치하며, 크기는 2*5mm 정도이다. 방실결절은 His속으로 바뀌어 central fibrous body를 통과한다. 심방으로부터 전기자극은 방실결절을 통하여 His속으로 전도되며, 정상인에서 방실결절은 심방과 심실의 유일한 전도로이다.
방실결절의 전도속도는 자극전도계 중 가장 느려 심전도 PR간격은 대부분 방실결절 전도시간이다. 방실결절에는 전기자극형 세포가 없으나 방실결절 주위조직(방실접합부)에는 전기자극형 세포가 있어 40~60회/분의 전기자극을 형성한다.
방실결절의 약 90%는 우측관상동맥 분지에 의해 혈액공급이되므로 우측관상동맥 폐쇄로 인한 하벽부 심근경색에서 방실결절 전도장애가 잘 발생된다. 방실결절의 약 10%는 좌측 회선지동맥에 의해 혈액이 공급된다.
⑤ His속(His bundle)
방실결절의 원위부에서 시작하여 central fibrous body를 지나 막형(membranous) 심실중격에 위치하며, 길이가 15~20mm 정도이다. His속은 동질성 조직이 아니며 여러 개의 종주로(longitudinal tract)로 구성되어 있으며, 각 종주로는 각으로 직접 이어진다. His속은 대동맥판막, 삼첨판막 및 승모판막을 유지하는 central fibrous body를 통과하기 때문에 이들 판막에 질환이 있으면 쉽게 His속에 영향을 주어 방실차단이 발생한다.
His속은 방실결절동맥과 좌전하행동맥의 first septal perforator에 의해 혈액이 공급된다.
⑥각(Bundle branch)
His속은 근육형(Muscular) 심실중격에서 우각 및 좌각으로 나뉜다. 우각은 심실중격의 우측 심내막을 지나며, 좌각은 심실중격의 좌측 심내막을 지나면서 좌각전섬유속(left anterior fascicle)과 좌각후섬유속(left posterior fascicle)으로 나뉜다. 좌각전섬유속은 narrow band모양으로 좌심실과 심실중격의 전부와 상부에 자극전도하며, 좌각후섬유속은 broad band모양으로 좌심실과 심실중격의 후부와 하부에 자극전도한다. 좌각전섬유속과 좌각후섬유속의 근위부에서 심실중격의 좌측 심내막에 좌각중격섬유(left septal fiber)가 분지하여 심실중격은 좌측에서 우측방향으로 자극전도된다.
좌각전섬유속은 우각과 동일한 동맥에 의해 혈액이 공급되어 좌각전섬유속의 전도 장애가 동시에 발생하는 수가 많다.
⑦Prukinje 섬유
좌우심실의 심내막하에 널리 퍼져있는 Purkinje섬유를 통하여 좌각과 우각으로부터의 전기자극이 심근에 전도된다. 전기자극은 심실중격을 제외한 심실 부위 중 전중격부위(Anteroseptal)에 가장먼저 전도되고, 좌심실의 후기저부위(posterobasal), pulmonary conus, 심실중격의 최상단부위 등에 가장 늦게 전도된다.
동방결절에서 생성된 전기 신호는 심방사이중격(interatrial septum)의 후하방에 위치하는 방실결절로 전달된다. 전기 신호는 방실결절에서 일정 시간 지연되며, 심실사이중격(interventricular septum)의 뒤쪽을 관통하는 bundle of his로 전달된다. 심실사이중격 내에서 bundle of his는 왼갈래(left bundle branch)와 오른갈래(right bundle branch)로 갈라져 각 심실로 주행하고 심내막하(subendocardium)에서 Purkinje fiber를 내보내어 심실근육에 분포시킨다.
전기 신호가 bundle of his를 따라 유두근(papillary muscle)에 전달되면 유두근 수축이 일어나 방실판막(atrioventricular valve)이 열린다. 전기 신호가 Purkinje fiber를 따라 심실벽에 전달되면 심실 수축이 일어나는데, 이 두 사건의 시간적 차이가 심실 수축 시 혈액이 심방으로 역류되는 것을 막아준다.
Reference
1. Lauralee Sherwood, 인체생리학 제9판, 라이프사이언스
2. Yun Shik Choim, M.D., FIFTH EDITION Clinical Electrocardiography, Seoul National University Press
3. 연세대학교 의과대학 의학을 쉽게 푸는 모임, 7th EDITION 쉽게 풀어 쓴 심장학, 예당북스
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