사람의 심장 1 - 구조, 심근세포, 평탄전위 vs 박동원 전위 ★

 

 

1. 심장의 구조 

 

• 두 개의 심방과 심실로 이루어져 있음 
  • 좌심방 우심방
  • 좌심실 우심실
    • 좌심실이 우심실보다 두꺼운 근육을 가지고 있으며 더 강한 수축력을 가지고 있다 다만 혈류량은 동일하다 
• 정맥: 조직에서 심방으로 들어오는 혈관
• 동맥: 심실에서 조직으로 나가는 혈관
• 판막 (일방통행/valve) 
  • 방실판막(atrioventricular valve): 심방에서 심실로의 혈액의 유입을 도와주며 동시에 심실의 혈액이 심방으로 역류하는것을 방지 
    • 삼첨판(tricuspid): 우측에 존재하는 방실판막으로 세 개의 엽으로 이루어져있음
    • 이첨판(bicuspid): 좌측에 존재하는 방실판막이며 두 개의 엽으로 이루어져 있음 
  • 반월판semilunar): 동맥에 존재하는 판막
    • 이름처럼 세개의 반월 모양의 엽으로 구성되어 있다.

혈액이 흐르는 방향을 유심히 관찰하자

 

 

2. 심근세포의 특징 (참고 심근세포 vs 골격근 vs 평활근 )  

 

크게 수축성 and 자율 박동 심근 세포로 나눈다. 

 

a) 수축 세포

• 단핵세포이며 가지친 구조를 이루며 골격근보다 크기가 작다 
• 간극연접으로 이루어진 개재판이 존재한다
  • 개재판 (세포 사이 원반): 데스모좀과 간극연접으로 이루어져 있으며 박동원(pacemaker)의 전류를 빠르게 이동시키고 하나의 합포체로 수축이 가능하다 (전기적 시냅스) 
• 완전한 혐기성 상황에서는 활동이 불가능하다 (산소 요구량이 매우 높다)
  • 거대 미토콘드리아를 가지고 있음
  •  미오글로빈 풍부함
  • 관상동맥으로 부터 산소를 공급받음 
• 작은 활면 소포체를 보안하기 위해 흥분 시 세포 밖에서도 칼슘을 유입함 
• 대부분을 영양분은 유리지방산으로 부터 얻음

 

b) 자율 박동 심근 세포 (autorhythmic cell)

 

• 스스로 활동전위를 만들고 이를 전도하는 심근세포 (소량 존재) 
• 조직화된 근절이 없으니 수축력에 기여하지 않는다 
• 종류
  
  • 동방결절 (SA node)
    • 우심방 벽에 위치한 박동원 혹은 조율기 세포 (pacemaker)이라고 불리우는 세포  
    • 70회/min 의 활동전위를 만들며 심장 전체의 분당 박동수를 결정한다  
      • autorhythmic cells 중 가장 빠른 속도로 전기적 신호 생성
  • 방실결정 (AV node)
    • 심방과 심실사이 우심방 격벽에 취리 
    • 50회/min
    • ★ 방실결절의 지연기:  동방결절에서 방실결절로 활동전위가 전도되는 속도가 잠시 지연되는 현상임. 이러한 현상이 일어나는 이유는 심실이 수축되기전에 심방에서 충분한양의 혈액을 공급받기 위한 시간을 벌어주는 것. 
      
      • 이러한 지연기가 있기때문에 심방이 먼저 수축하고 이후에 심실이 수축할수 있는것. 예를들어 heart beating gif 같은걸 쳐서 심장의 움직임을 보면 위쪽(심방)이 먼저 수축하고 이후 밑에 (심실)이 수축하여 혈액을 내보내는것을 관찰할수 있다. 
      • 동방 결절이 흥분 → 심방수축 →방실판 열림 → *혈류가 심실로 유입 (지연기 없으면 전기적 신호가 빨리와버려서  혈류 받는 도중 수축해버림) 
  • 히스색 (Bundle of His) 
    • 심실 간 격벽을 따라 발달한 관 
    • 20회/min
  • 푸르키녜 섬유 (Purkinje fiber)
    • 심실 근육에 두루 퍼져 있는 섬유 
    • 7회/min
    • 전도속도가 가장빠르며 심근세포들로 활동전위를 전달함
      • 활동전위를 만드는 속도는 동방결절이 가장 빠르고 그걸 전도하는 속도자체는 푸르키녜 섬유가 가장 빠름 헷갈리지 말것

전도 순서: 1. 동방결절(심방수축)  2. 방실 결절 3. 히스색 4. 푸르키녜 섬유 (심실수축)

 

3. 평탄 전위 vs 박동원(동방결절) 전위 

 

• 평탄전위 (수축성 심장 근육) 
  • 탈분극 단계: 전기신호가 도달하면 전압의존성 Na⁺ 채널 open → 나트륨 이온의 유입 (간극연접을 통해)으로 탈분극 
  • 빠른 재분극 단계: K⁺ 채널 open 과 Na⁺ 채널 close 로 재분극
  • 고평부 유지 단계: 일부 K⁺ 채널이 닫히고 L-형 Ca²⁺ 채널가 열리면서 평탄전위가 유지됩니다. 
    • 칼륨의 유출 = 칼슘의 유입으로 인한 동적평행이 고평부를 유지하게 하는것
    • 이 기간은 절대적 불응기로써 연속된 자극에도 심장에 강축현상을 방지해줌 
  • 정상화 단계:  Ca²⁺ 이 닫히고 K⁺ 채널이 다시 더 open 되면서 다시 휴지전위로 돌아옴
    • 심근세포의 휴지막 세포는 대략 -90mV 정도

각각 채널들의 open 시기를 막투과성 그래프를 통해 알아낼수 있어야함

 

• 방동원 전위 (두가지 종류의 Ca²⁺ 채널관여) 
  • If 채널 (funny 채널): Na⁺의 유입은 보통 탈분극에 반응하여 유입되는 반면 자율 박동 세포에만 존재하는 이채널은 과분극 (-60mv)일때 open되어 나트륨 이온의 유입을 유도합니다. 웃기죠?
  • 탈분극 단계: T-형 Ca²⁺ 채널이 역치전위 근처 도달시 open 그와 동시에 IF 채널 close →  칼슘 이온의 유입으로 역치 전위에 도달하면 L-형 Ca²⁺ 채널이 열리면서 급격한 칼슘 이온의 유입으로 활동 전위를 유발함
  • 재분극: K⁺ 통로가 열리면서 재분극을 유발함
  • 휴지기 없이 활동전위 생성을 반복하여 휴지막 전위가 존재하지 않는다.