심장의 구조

심장은 속이 비어있는 원추형의 근육성 펌프로서 흉부의 종격(mediastinum)과 횡격막 위에 위치해 있다. 성인의 경우, 심장의 크기는 보통 길이가 14㎝이고 직경은 9㎝ 정도이다.

심장은 종격 안에 위치해 있으며 폐에 의해 측면으로 경계가 지어져 있고, 뒤쪽으로는 등뼈로 앞쪽으로는 흉골에 의해 경계가 지어져 있다. 심장바닥(base)에는 여러 큰 혈관들이 부착 되어 있는데 두 번째 늑골 아래에 위치한다. 끝부분은 밑쪽과 왼쪽으로 뻗어 있으며, 끝부분은 다섯 번째 늑골사이 공간쯤에서 다소 둥글게 끝이 난 심장끝(apex)으로써 존재한다.

이런 이유 때문에 다섯 번째와 여섯 번째 늑골사이, 즉 중심부로부터 왼쪽으로 약 7.5㎝쯤에 있는 흉부벽에서 심장끝의 박동과 심음을 감지할 수 있다.

1. 덮개
심장과 심장에 붙어 있는 큰 혈관들의 근위 끝부분은 심장막(pericardium)에 의해 둘러싸여 있다. 심장막은 섬유심장막(fibrous pericardium)이라고 하는 바깥섬유주머니로 구성되어 있는데, 그것은 정교하고 이중층인 주머니를 둘러싸고 있다.

이 주머니의 안쪽층을 내장쪽심장막(visceral pericardium; epicardium)이라 하는데, 심장을 덮고 있다. 심장의 기저부(바닥)에 있는 내장쪽심장막은 스스로 뒤로 돌아가 벽쪽심장막(parietal pericardium)이 되어 있다. 이어서 벽쪽심장막은 섬유 심장막의 안쪽면을 형성한다.

2. 벽
3개의 뚜렷한 층으로 구성되어 있다. 즉 바깥쪽의 심장바깥막(epicardium)과 중간부의 심장근육층(myocardium) 및 안쪽의 심장속막(end- ocardium)이다. 심장바깥막은 내장쪽 심장막에 해당하며, 바깥보호층으로써의 기능을 한다. 그것은 장막으로 상피세포에 의해 덮여 있는 결체조직으로 구성되어 있다.

또한 그것은 모세혈관·모세림프관 및 신경섬유들을 가지고 있다. 심장바깥막의 좀 더 깊은 부분은 종종 큰 혈관들의 통로를 따라 부분적으로 지방(fat)이 있다. 중간층 즉 심장 근육층은 비교적 두툼하며, 대부분이 심장으로부터 혈액을 박출하는 역할을 하는 심근조직에 의해 구성되어 있다.

근섬유들은 평면으로 정렬되어 있으며, 모세혈관·모세림프관 및 신경섬유들이 충분히 공급된 결체조직들에 의해 나뉘어져 있다. 안쪽층 즉 심장속막은 상피세포와 탄력있는 교원질성의 섬유들을 많이 갖고 있는 결체조직으로 구성되어 있다. 또한 결체 조직은 혈관들과 푸르키니에섬유(purkinje fibers)라 불리는 특수화된 심근섬유들을 갖고 있다. 심장속막은 모든 심방의 면에 있으며, 심방 안으로 돌출되어 있는 구조물 즉 심장판막들과 같은 것을 덮고 있다. 또한 이런 안쪽면은 심장에 부착되어 있는 혈관들의 안쪽면(내상피세포)과 연결되어 있다.

3. 심방과 판막
심장은 안쪽으로 속이 빈 4개의 방으로 나뉘어져 있는데, 2개는 왼쪽에 있고 나머지는 오른쪽에 있다. 위의 방을 심방(atrium)이라 하는데, 얇은 벽을 갖고 있으며 정맥으로부터 혈액을 받아들인다. 아래의 방을 심실(ventricle)이라 하며, 심장으로부터 동맥으로 혈액을 박출해 준다.오른쪽에 있는 심방과 심실은 중격(sep-tum)에 의해 왼쪽의 심방 및 심실과 나뉘어져 있다. 왼쪽과 오른쪽의 심방은 각기 방실구멍(atriov-entricular orifice)이라 불리는 구멍을 통해 해당하는 심실과 연결되며, 방실판막(atrioventricular valve; A-V valve)에 의해 나누어진다.

4. 골격
폐동맥과 대동맥은 근위부 끝에서 조밀한 섬유성 결체조직의 고리로 둘러싸여 있다. 이 고리들은 방실구멍을 둘러싼 다른 것들과 계속 연결되어 있는데, 심장의 판막들과 다양한 근육섬유들을 견고하게 부착시켜 준다. 뿐만 아니라 심근이 수축하는 동안 심방과 심실의 외각이 부풀어 오르는 것을 막아 준다. 섬유성 고리들은 심실 사이에 있는 중격의 윗부분에 있는 조밀한 섬유성 조직의 다른 집단들과 함께 심장의 골격을 구성한다.

5. 혈액의 통로
비교적 낮은 농도의 산소와 비교적 높은 농도의 이산화탄소를 갖고 있는 혈액은 대정맥과 관상정맥동을 통하여 오른심방으로 들어간다. 혈액은 오른심방벽이 수축됨에 따라 오른방실구멍을 통해 오른심실로 들어간다. 오른심실벽이 수축되었을 때 삼첨판막은 오른방실구멍을 닫고, 혈액은 폐동맥과 폐동맥가지들에 옮겨지는데 이를 폐순환이라 한다. 혈액이 이 혈관으로부터 폐의 폐포들과 연관되어 있는 모세혈관으로 들어가면, 모세혈관에 있는 혈액과 폐포 안에 있는 공기 사이에 가스교환이 일어난다.

비교적 적은 농도의 이산화탄소를 갖고 있는 혈액은 왼심방으로 들어오는 폐정맥을 통하여 심장으로 되돌아간다. 왼심방벽이 수축되면 혈액이 왼방실구멍을 통해 왼심실로 들어가고, 왼심실벽이 수축되면 이첨판막이 왼방실구멍을 닫으며 혈액이 대동맥과 그 가지들에 옮겨지는데 이를 체순환이라 한다.

6. 혈액공급
맨 처음에 있는 대동맥의 2개의 분지인 오른(쪽)관상동맥과 왼(쪽)관상동맥이라 부르는 동맥에 의해 이루어진다.

그것들의 입구는 대동맥반달판막 바로 뒤에 위치한다. 왼관상동맥의 한 분지(가지) 즉 회돌이동맥(circum- flexartery)은 왼심방과 왼심실 사이의 방실고랑을 따라가며, 그 가지는 왼심방과 왼심실의 벽에 혈액을 공급한다. 왼관상동맥의 다른 한 분지 즉 앞심실사이동맥(anterio rinterven tricular artery) 또는 왼쪽앞하행동맥(left anterior descending artery)은 앞심실사이고랑에 위치하며, 그 가지들은 양심실벽에 혈액을 공급해 준다. 오른관상동맥은 오른심방과 오른심실 사이의 방실고랑을 따라 지나가는 2개의 중요한 가지를 갖고 있다. 그중 하나는 뒤심실사이고랑을 따라 위치해 있는 뒤심실사이동맥(posterior interventricular artery)으로, 이것은 양심실의 벽에 혈액을 공급한다. 다른 하나는 모서리동맥(marginal artery)으로, 심장의 낮은(끝) 가장자리를 따라 지나가고 있다.

모서리동맥의 가지들은 오른심방과 오른심실의 벽에 혈액을 공급해 준다. 심장은 체조직에 혈액을 공급하기 위해 계속 박동해야 하기 때문에, 심근세포에 신선한 산소를 갖고 있는 혈액이 지속적으로 공급되어야 한다. 심근은 관상동맥에 의해 영양을 공급받는 많은 모세혈관을 갖고 있다. 이런 동맥의 좀 더 작은 가지는 대개 혈행을 위한 양자택일적 통로를 제공해 주는 혈관들 사이에 상호연결(동맥연결 : anastomoses)되어 있다.

대부분의 몸에서 동맥에 있는 혈류는 심실이 수축하는 동안 최고점에 이른다. 그러나 심근에 있는 혈관내의 혈류는 심실이 수축할 때 가장 적다. 이와 같은 현상은 심근섬유가 그것들이 수축함에 따라 주위의 혈관들이 압축되기 때문이다.

이런 작용이 혈류를 방해하게 된다. 또한 관상동맥으로 가는 입구는 심실이 수축하는 동안 닫혀진다. 반대로 심실이 이완되는 동안은 심근혈관들은 더 이상 압축되지 않으며, 결과적으로 관상동맥의 구멍들이 열려져 심장근육으로 가는 혈류가 증가하게 된다.

심장의 기능

1. 심장주기
심장주기 동안에 심장의 심방과 심실에 있는 압력은 올라갔다 떨어진다. 예를 들어 심방이 이완되었을 때, 혈류는 심방에 연결된 정맥들로부터 심방으로 들어가게 된다. 이렇게 심방이 꽉 채워짐에 따라 안쪽의 압력은 점차로 증가한다. 심방으로 들어오는 혈액의 약70%는 심방의 벽이 수축하기 전에 방실사이구멍을 통해 직접적으로 심실로 들어간다.

또한 심방이 수축하는 동안은(심방수축 : atrial systole) 심방압력이 갑자기 증가하여 심방내 혈액이 나머지 30%를 심실로 내보내며, 이어서 심방이완(atrial diastole)이 일어난다. 심실이 수축함에 따라(심실수축 : ventricular systole) 방실첨판(A-V valves)이 방실사이구멍을 수동적으로 닫는 관계로 심방쪽으로 불룩하게 되어 심방압력이 급속히 증가한다. 그와 동시에 유두근육이 수축하면서 힘줄끈을 잡아당김으로써, 방실첨판이 심방쪽으로 너무 많이 밀려들어가는 것을 막아준다.

그러나 혈액이 심실로부터 동맥으로 들어감에 따라 심방압력은 곧 떨어진다. 심실이 수축하는 동안은 방실첨판이 닫혀지고, 심방이 혈액으로 채워짐에 따라 심방압력은 점차로 증가한다. 심실이 이완되었을 때(심실이완 : venrticular diastole) 방실첨판은 수동적으로 열리고, 혈액은 그곳을 통해 심실로 흘러 들어가며 또 심방압력은 낮은 수준으로 떨어진다.

심실이 채워지고 있는 동안은 심실압이 낮지만, 심방이 수축하면 심실압력은 약간 증가한다. 그러므로 심실이 수축됨에 따라 심실압력은 급속히 올라가게 되며, 심실압력이 심방의 압력보다 높아지자마자 방실첨판은 닫힌다.

심실압력은 폐동맥과 대동맥의 압력을 초과할 때까지 계속 증가한다. 그렇게 되면 반달판막이 열리고 혈액이 심실로부터 동맥으로 흘러가게 된다. 심실이 거의 비게 되면 심실 압력은 떨어지기 시작하는데, 심실이 이완될 때까지 계속 떨어진다.

2. 심음(Heart Sounds)
심장박동과 연관된 소리는 청진기로 들을 수 있는데, lub(제1심음) - dup(제2심음) 소리로 설명된다. 이런 소리들은 심장 조직들에서 발생하는 진동에 의한 것인데, 이와 같은 진동은 혈류가 심실의 수축과 이완으로 인해 갑자기 속력을 냈을 때나 느리게 되었을 때 또는 판막들의 닫힘과 열림 등에 의해 발생된다. 제1심음(lub)은 심실이 수축하는 동안, 즉 방실첨판(판막)이 닫혀질 때 발생한다. 제2심음(dup)은 심실이 이완할 때, 즉 반달판막이 닫혀질 때 발생된다. 흡식시에 때때로 폐동맥반달판막과 대동맥반달판막의 닫힘 사이의 시간차이를 알 수 있는데, 이런 경우의 두 번째 박동소리를 split이라 부른다.

심장박동소리는 심장판막들의 상태와 관련된 정보를 제공해 주기 때문에 특별한 관심의 대상이 된다. 예를 들면, 심장속막의 염증은 첨판들의 모양을 변화시킬 수 있다. 그렇게 되면 첨판이 닫혔을 때 닫힘이 불완전하여 잡음(murmur)이 들릴 수도 있는데, 잡음의 정도는 판막손상의 심각도에 따라 결정된다.

<다음호에 계속>