- 형태
성인 심장은 꼭 쥔 주먹보다 약간 크며(13×9×6cm), 무게는 300g 정도이다.
심장은 흉골 뒤의 흉강에 있으며 기관·식도·내림대동맥의 앞쪽, 폐 사이, 그리고 횡격막 위쪽에 위치한다. 심장의 2/3 정도가 왼쪽으로 치우쳐 있다(→ 체임버드 하트). 심장은 심장막에 싸여 있으며 섬유심장막의 강한 바깥쪽 부분은 아래로는 횡격막에, 앞쪽은 흉골(sternum)에, 옆쪽은 종격흉막(mediastinal pleura)에 단단히 붙어 있으며 심장으로부터 나가고 들어오는 폐동맥·폐정맥과 상대정맥을 싸고 있다.
장막심장막은 섬유심장막과 나란히 있으며 뒤로 굽어 심장을 감싸고 있다. 섬유심장막과 나란히 있는 막 부위를 벽쪽층 또는 벽쪽심장막이라고 하며, 심장의 바로 바깥부분을 감싸고 있는 심장막을 내장쪽층 또는 심장바깥막이라 한다.
장막심장막의 두 층 사이는 10~15㎖의 심장막액으로 채워져 있으며, 이 두 장막심장막 사이의 공간을 심장막강이라 부른다. 심장막액은 심장이 뛸 때마다 두 막 사이에서 윤활유 역할을 한다.
심방은 몸의 여러 곳으로부터 혈액을 받아들이며 심실은 폐와 온몸으로 혈액을 공급한다. 우심방은 폐를 제외한 모든 조직에서 혈액이 들어오는 얇은 벽의 방이며, 체내로부터 오는 혈액을 나르는 상대정맥과 하대정맥 그리고 심장 자체로부터 오는 관상정맥 등 3개의 정맥이 우심방과 이어진다.
우심방에서 나온 혈액은 우심실로 가며 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 운반한다(→ 폐순환). 좌심방은 우심방보다 약간 작으며 두껍다. 좌심방은 폐정맥으로부터 산소가 풍부한 혈액을 공급받으며, 이 혈액은 좌심실로 들어가게 된다. 좌심실은 우심실보다 3배 정도가 두꺼우며 대동맥을 통해 온몸으로 혈액을 공급한다.
배아에서 심장의 발생은 목이나 인두 부위에서 시작되며 첫번째 신호는 미분화된 중배엽에서 나타난다. 여기에서 심장속막융기가 계속적으로 형성되며 앞뒤의 끝이 여러 개의 가지로 갈라지는 원시관이 나타날 때까지 분화한다.
분화와 성장이 진행됨에 따라 이 원시관은 포개지고 압축되어 4개의 방을 만드는데, 뒤쪽부터 정맥동·심방·심실·동맥줄기라 한다. 원시관이 특징적으로 먼저 오른쪽으로 돌아 심실을 만들고 다시 심방을 만들어 동맥줄기는 심방의 팽대부 사이에 놓이게 된다.
이러한 발달과 성장 동안에 심장이 처음으로 맥동적으로 뛰게 된다. 심장속막융기(심장속막의 두꺼운 부분)는 심장으로부터의 혈액의 흐름을 조절하는 2개의 방실판막을 형성한다.
심방은 먼저 구멍을 가진 첫째격벽에 의해 좌우로 나누어지고 나중에 둘째격벽에 의해 다시 나누어지는데, 둘째격벽은 아랫부분에 난원구멍(foramen ovale)이라는 커다란 구멍을 가지게 된다. 이 두 구멍의 위치가 완전히 일치하지는 않지만 혈액은 우심방에서 좌심방으로 흐를 수 있다.
출생시 좌심방의 혈압이 증가하면서 첫째격벽을 둘째격벽으로 밀어서 2개의 구멍은 막히게 되고 따라서 심방은 완전히 분리되며 2개의 격벽은 결국 융합된다. 심실은 심장근육층의 만입에 의해 부분적으로 나누어진다.
이 격벽은 대부분이 근육이며, 나선형 분할에 의해 전신순환과 폐순환의 통로로 나누어지는 동맥줄기 부분과 접합이 이루어지는 막결합조직에 의해 보충된다.
출생시 이 관은 근육벽의 격렬한 수축에 의해 닫혀진다. 그후 심장의 오른쪽에 있는 혈액은 산소 공급을 위해 폐동맥을 따라 폐로 운반되고 체순환을 위해 심장의 왼쪽으로 돌아온다.
- 구조와 기능
심장 /심장의 전도계(우측)
심장은 혈액의 역순환을 막기 위해 혈액을 오직 한 방향으로만 흐르게 하는 판막을 가지고 있다. 여기에는 2가지 형태가 있는데, 하나는 방실판막(삼첨판·승모판)이며 또 하나는 반달판막(폐동맥판막·대동맥판막)이다. 방실판막은 얇고 잎 모양이며 심방과 심실 사이에 있다.
오른방실구멍은 뾰족한 3개의 잎사귀가 겹쳐진 모양의 삼첨판막에 의해 보호되고 있다. 각 첨판은 심장속막이 접혀져 만들어진 것이다. 힘줄끈(chordae tendineae)은 각 첨판 가운데 지지층의 심실 표면과 이어진 유두근육(papillary muscle)으로부터 나온 얇은 심장속막으로 덮여 있다.
왼방실구멍은 2개의 잎사귀가 겹친 듯한 모양의 승모판에 의해 보호된다. 승모판은 삼첨판과 비슷하나 좌심실의 높은 압력에도 견딜 수 있게 두껍고 강하다. 혈액은 심방이 수축함에 따라 삼첨판과 승모판을 통해 이동하며 심실이 수축할 때는 반대방향으로 힘을 받아 각 첨판이 위를 향하면서 막히게 된다.
이에 따라 심실과 심방은 완전히 격리되며 이후 각 첨판은 힘줄끈과 유두근육에 의해 다시 이완된다. 반달판막은 폐동맥과 대동맥이 심실에서 갈라지는 지점에 주머니 모양으로 존재한다. 대동맥판막은 좌심실과 대동맥 사이의 구멍을 보호하며 폐동맥 판막은 우심실과 폐동맥 사이의 구멍을 보호한다.
이들은 힘줄끈이 존재하지 않는다는 것과 각 첨판이 얇다는 것을 제외하고는 방실판막과 비슷한 구조다. 심장판막의 닫힘에 의해 소리가 발생하는데 그 첫째음은 승모판과 삼첨판이 닫힐 때 나는 소리이며, 둘째음은 폐동맥과 대동맥의 반달판막이 닫힐 때 나는 소리이다(→ 심음).
심장벽은 심장바깥막·심장근육층·심장속막으로 구성되어 있다. 심장에 혈액을 공급하는 관상혈관계는 심장근육층에 들어가기 전에 심장바깥막을 통과한다. 내장쪽층이라고도 불리는 심장바깥막은 결합조직 위에 놓인 납작한 상피세포로 구성되어 있다(→ 관상동맥순환).
심장근육층은 각 근육섬유의 지름이 작고 핵의 배열이 골격근과는 근본적으로 다른 심장근섬유의 다발로 구성되어 있다. 핵은 타원형이고 섬유의 중심축을 따라서 존재한다. 각각의 섬유는 근원섬유(myofibril)라는 가는 섬유 다발로 구성되어 있다.
심장근육층은 심장으로부터 혈액이 효율적으로 움직일 수 있도록 근세포들이 배열되어 있다. 심장근육층의 두께는 압력에 따라 각 부위마다 다르며 온몸으로 혈액을 공급해야 하는 좌심실이 가장 두껍고 심방은 비교적 얇게 되어 있다.
심장근육벽의 안쪽 표면을 심장속막(endocardium)이라 한다. 판막과 판막의 열림과 닫힘에 관계하는 작은 근육들과 판막을 덮고 있으며, 혈관계의 막과도 연결되어 있다.
심장은 심장속막이 빈틈없이 접해 있고 또한 심장근육층이 매우 두껍기 때문에 내부에서 산소와 양분을 충분히 공급받을 수 없다. 따라서 심장은 관상동맥계라는 자신의 혈관계를 따로 가지고 있다. 대부분 이것은 좌우 2개의 동맥으로 되어 있으며 왼관상동맥은 또다시 둘로 나누어져 왼앞내림관상동맥과 휘돌이가지관상동맥으로 나뉜다.
오른앞내림관상동맥·왼앞내림관상동맥·왼휘돌이가지관상동맥은 많은 가지를 가지고 있으며 모두 중요하다. 왼관상동맥·오른관상동맥은 대동맥동으로부터 나오며 각각의 구멍은 대동맥판막의 바로 위에 있는 대동맥동 내에 있다(→ 개구).
왼관상동맥은 오른관상동맥보다 더 중요한데, 그 이유는 왼심실에 혈액을 공급하고 또한 왼관상동맥의 크기가 오른관상동맥보다 크기 때문이다. 오른관상동맥의 지름은 2.5㎜ 정도나 그 이상이며 혈액을 오른심실·동방결절·방실결절 등의 여러 조직에 공급한다.
왼관상동맥의 중심줄기는 지름이 4.5㎜ 이상이며 체내에서 가장 짧고 가장 중요한 혈관 중의 하나이다. 길이는 보통 1~2cm 정도이나 나누어지기 전에는 1~2㎜밖에 안 된다.
때때로 왼관상동맥 없이 왼관상구멍이 곧바로 2개의 가지인 왼앞내림관상동맥과 휘돌이가지관상동맥으로 나누어지는 경우도 있다. 왼앞내림관상동맥의 크기·분포·길이는 좌심실과 심실중격에 대한 혈액 공급에 매우 중요하다. 심장으로부터 나온 정맥혈액은 심장정맥을 따라 관상정맥동을 통해 삼첨판 밑의 우심실로 이동된다.
- 맥박
심장이 일정한 속도로 뛰는 것은 심장근육에 의한 것이며 신경이나 다른 외부의 자극에 의한 것이 아니다. 이러한 규칙적인 수축은 배아시기부터 내재되어 있으며 신경이 분포하기 이전부터 심장근육은 맥동적으로 뛴다(→ 근수축). 그러나 이러한 내재적인 능력은 심장을 효율적으로 기능하게 하는 데는 충분하지 못하다. 그러므로 심장은 자극을 발생시키고 심장속막에 자극을 전달하여 수축을 유도하도록 도와주는 2개의 작은 결절조직을 가지고 있다.
생체 내의 모든 세포에는 막을 따라서 전위차가 존재한다. 즉 세포 내에는 음전하를, 세포 밖은 같은 양의 양전하를 띠며 이를 휴지전위라 한다. 이때 어떠한 요인에 의해 바깥의 양이온이 안쪽으로 들어와서 막전위차를 바꾸게 되며 이것이 자극이 전달되는 메커니즘의 시작이다(→ 생체전기). 전기적인 자극 또는 화학물질에 의한 자극이 세포막의 상태를 바꾸어 휴지상태를 활동전위상태로 변화시킨다.
활동전위는 탈분극과 재분극이라는 두 단계로 일어나며 탈분극 단계에서는 근섬유 내부의 음전위가 반대의 전위로 된다. 이 과정은 근섬유의 길이방향으로 파동처럼 아주 짧은 시간에 전달되며 곧바로 다음 충격에 대비하여 재분극이 일어난다.
동방결절은 활동전위를 자발적으로 일으키며, 우심방의 뒤쪽벽, 즉 상대정맥 입구 바로 아래에 위치하고 근육이 특수화된 작은 구조이다. 이곳에서 발생한 활동전위는 파동처럼 심방근육 전체로 퍼져나간다. 몇몇의 특이화된 심방섬유들이 이 전위나 신경충격을 좌심방 벽 뒤의 아랫부분에 있는 방실결절로 전달해준다. 이때 심실이 수축하기 전에 심방이 완전히 수축하는 데 충분한 시간을 가질 수 있도록 방실결절로 가는 충격이 지연된다.
동방결절을 떠난 심방섬유는 방실다발을 형성하며 좌우 심실 안에서 푸르키녜 섬유의 여러 가지로 끝난다. 방실다발은 심실판막 사이를 지나 심실중격 안으로 들어가 심장속막 안에 위치한다.
심장의 분당 40~60회의 내재적인 맥박을 유도하는 방실결절과 분당 15~40회를 유도하는 푸르키녜 섬유는 자체적으로 수축하나 그 속도가 동방결절의 분당 72회보다는 느리다. 따라서 동방결절의 회복시간이 빠르기 때문에 첫번째 박동원이라 하고 방실결절을 2번째 박동원이라 한다.
심장근육 내에는 나트륨·칼륨·칼슘 등의 이온이 있으나 그중 칼슘 이온이 근육수축 과정에 가장 중요하다. 세포외액의 과도한 칼륨 이온은 심장 박동속도를 느리게 하고 심장을 팽창시키며 축 늘어지게 만들고 심장근육 또한 약해진다.
과도한 칼슘은 반대로 심장에 경련성 수축을 일으키지만 위험수준에 도달하기 전에 체조직에 나트륨과 함께 침전되므로 큰 피해는 없다. 나트륨 이온이 과다하면 심장 기능이 저하되는데 근육수축을 위해 이동하는 칼슘을 방해하기 때문이다(→ 체액과 전해질 장애).
심장근육섬유에 충격이 지나감에 따라 전류가 발생하게 된다. 이 전류는 심장 주위로 퍼지며 일부는 피부까지 전달된다. 심전도는 이것을 검류계로 측정한 기록이다(→ 심전도기록법). 검류계에 나타나는 파동의 기록으로 심장충격을 전달시키는 심장의 능력을 평가한다.
기록값은 P 파장, QRS 복합체, T 파장인데 심방의 탈분극은 P 파장, 심실의 탈분극은 QRS 복합체, 탈분극으로부터 회복되는 심실의 기록은 T 파장으로 기록된다.
심장에 대한 신경조절은 억제적인 부교감신경과 자극적인 교감신경에 의해 유지된다. 부교감신경의 자극은 충격 형성의 속도와 심방의 수축성을 저하시키므로 심장에서 나오는 혈액량을 줄이고 심장박동수를 떨어뜨린다. 반면 교감신경은 심방과 심실의 수축을 증가시킨다. 심장주기는 한 번의 수축이 끝난 뒤부터 다음 수축이 끝날 때까지를 말한다. 수축기 후에 이완기(diastole)가 오는데, 정상수축기혈압은 120㎜Hg, 정상이완기혈압은 80㎜Hg 정도이다.
혈압의 변화는 여러 요인에 의해 이루어진다. 소동맥은 혈류에 대한 주요저항기관이다. 근섬유의 행동을 조절하는 신경은 소동맥의 관을 압축시켜 높은 동맥압에 대해 충분히 저항할 수 있도록 해준다. 또한 혈압이 낮을 때는 팽창시켜 혈압을 유지시킨다.
동맥압은 혈액 내의 화학물질에 의해 영향을 받으며, 특히 산소의 감소와 이산화탄소의 증가는 혈압을 증가시킨다. 즉 호흡이 중요한 조절인자이며 레닌-안지오텐신 시스템은 혈압에 대한 호르몬 조절기구이다. 심장에 들어가는 혈액량이 줄어들면 심장에서 레닌의 합성이 증가되고 이는 혈액 내의 안지오텐신 Ⅱ의 양을 증가시켜 혈관을 수축시킴으로써 혈압을 높인다.
대정맥·대동맥궁·목동맥 등에 있는 압력수용체는 심실로부터 나오는 혈액의 혈압에 민감하게 반응하여 압력을 변화시킨다. 이 수용체는 혈압이 높아지면 동맥벽을 넓히고 심장을 억제하는 반사작용을 시작하여 심장박동을 느리게 만드는 동시에 혈관의 수축을 감소시킨다.
압력이 떨어지면 교감신경의 자극이 증가하고 부교감신경의 자극은 감소하여 심장박동수는 늘어나고 혈관의 수축이 일어난다. 심장박동의 힘은 심장근육섬유의 길이, 심장이완기의 길이, 산소공급 그리고 심장근육층의 양 등에 의해 조절된다.
첫째, 커프로 팔꿈치 위의 팔 주위를 감는다.
둘째, 상완동맥 내의 혈액이 흐름을 멈출 때까지 커프 내로 공기를 주입한다.
셋째, 상완동맥 위에 청진기를 놓고 차츰 커프 내의 공기를 뺀다. 공기를 뺄수록 압력이 낮아지고 커프 밑의 동맥에 혈액이 흐르게 되며 심장박동 소리가 들린다.
얼굴 /얼굴과 두피의 표재성 동맥과 ...
목 /목의 표재정맥과 피부신경
초기 발생중인 배아도 운반수단이 필요하기 때문에 순환기관은 제일 먼저 발생하는 기관 중의 하나이며 곧바로 기능을 수행하게 된다. 실제로 순환기관은 발생 4주째쯤 기본형태가 갖추어지는데 임신 18일째에 내배엽과 외배엽 사이에 일련의 세포들이 모인다.
이 세포들은 곧 재배열되는데, 주변세포들이 계속 결합하여 중심에 남아 있는 세포를 둘러싸는 편평한 판을 형성한다. 이때 떠 있는 채로 남아 있는 세포들은 원시혈액세포가 된다. 관들은 점점 확장 융합되어 초기 혈관을 형성한다. 혈관은 몸 전체에 혈액을 공급하고 다시 심장으로 돌아오는 폐순환계로 구성된다. 동맥은 심장으로부터 나온 혈액을 몸 전체에 공급한다.
그러므로 조직까지의 혈류 전달을 위해 강하고 탄력 있는 혈관벽을 가져야만 한다. 동맥의 벽은 속막·중간막·바깥막의 세 층으로 구성되어 있다. 가장 안쪽의 속막은 탄력조직으로 덮인 부드러운 내피(endothelium)로 구성되어 있으며 중간막은 커다란 동맥일수록 두껍고 신축섬유와 섞여 있는 평활근으로 구성되어 있다.
동맥이 작아질수록 신축섬유의 수는 줄어들고 평활근섬유의 수는 늘어난다. 바깥막은 세 층 중 가장 튼튼하며 결합섬유와 신축섬유로 되어 있으며 혈관의 과팽창을 막아준다. 또한 바깥막에는 대동맥·대정맥에 혈액을 공급하는 맥관벽혈관이 있다. 속막과 중간막은 혈액의 이동시 확산에 의해 양분을 공급받는다. 동맥에서 소동맥으로의 전이는 점진적이며 혈관의 두께가 줄어들고 지름이 좁아진다.
여기에도 속막이 있으며 중간막은 환상평활근으로 구성되고 바깥막은 결합조직으로 구성된다. 동맥의 끝부분인 소동맥은 모세혈관으로 혈액을 운반하는 판막 역할을 한다. 소동맥이 작아질수록 층의 구분이 없어지며 표면상피세포로 구성된 가장 작은 소동맥은 한층의 평활근으로 되어 있다. 정맥은 약간의 결합조직에 의해 지지받는 표면상피만으로 구성되며 커다란 정맥일수록 약간의 평활근섬유가 더해진다. 정맥이 커질수록 동맥보다는 얇지만 비슷한 벽구조를 가진다.
말초조직에서 심장으로 혈액을 이동시키는 기능을 하는 정맥에는 근육과 결합조직이 훨씬 적은 중간막으로 덮인 얇은 내피가 있다. 바깥막은 주로 결합조직으로 구성되어 있다. 정맥 내의 혈압은 매우 낮으며 이 상태에서 혈액이 흘러야 하므로 정맥은 특수한 구조를 가지고 있다. 많은 정맥은 독특한 판막구조를 가지고 있는데 이들에 의해 혈액이 심장 쪽으로만 흐르게 된다.
또한 정맥은 동맥보다 수출력이 강하여 팽창과 수축을 할 수 있다. 정맥은 대부분 동맥과 나란히 위치해 있으며 크기는 동맥보다 크고 벽은 얇다. 총혈액량의 약 60％는 전신순환 내에 있으며 그중 40％는 정맥에 존재한다. 폐순환은 우심실과 폐동맥과 그 가지들, 소동맥, 모세혈관, 폐포 그리고 좌심방으로 흐르는 폐정맥으로 구성되어 있다.
폐동맥은 우심실의 위쪽으로부터 나와 4~5㎝ 달리다가 폐로 들어가는 좌우 폐동맥으로 나누어진다. 2개의 첨판으로 구성된 폐판막은 우심실과 폐동맥 사이의 구멍을 보호한다. 좌우 폐동맥은 짧지만 지름이 크며 벽은 넓어지기 쉬워 우심실에서 나온 산소가 결핍된 혈액이 폐로 가는 데 필요한 혈압을 견딜 수 있다. 폐로 간 후 좌우 폐동맥은 계속 나누어져 모세혈관이 되고, 모세혈관은 폐포로부터 산소를 공급받고 이산화탄소를 내놓는다. 산소를 공급받은 혈액을 운반하는 모세혈관은 점점 커다란 정맥과 결합하고 폐정맥을 통해 좌심방으로 들어간다.
- 동맥
동맥 /후복벽의 동맥
대동맥은 체순환계에서 가장 큰 혈관이며 좌심실로부터 나온다. 이것은 오름대동맥·대동맥궁·내림대동맥의 3부분으로 나뉜다. 오름대동목은 좌우 관상동맥으로 나뉘며, 대동맥궁은 왼목동맥과 왼쇄골밑동맥으로 나누어지며 머리·목·팔로 혈액을 공급한다.
내림대동맥은 가슴대동맥과 배대동맥으로 나뉜다. 팔머리동맥은 쇄골을 향해 위로 올라가다가 오른목동맥과 오른쇄골동맥으로 나누어진다. 좌우 목동맥은 목의 양쪽으로 평행하게 뻗어 후두 끝까지 가서 속목동맥과 바깥목동맥으로 나뉜다. 바깥목동맥은 머리와 목에 많은 가지를 내고 속목동맥은 뇌의 앞쪽 부분과 눈·앞이마·코에 많은 가지를 낸다.
2개의 척추동맥은 대뇌의 바닥에서 합쳐져 뇌바닥동맥을 형성하고 이것은 뒤대뇌동맥들로 나누어진다. 대뇌의 혈액공급은 2개의 척추동맥과 2개의 목동맥으로 구성되는 윌리스환(Willis circle)에 의해서이다. 팔은 쇄골밑동맥에 의해 혈액공급을 받는데, 첫째늑골 근처에서 겨드랑동맥이 되고 상완을 지날 때 상완동맥이 된다.
상완동맥은 팔굽이 근처에서 요골동맥과 척골동맥으로 나누어지며 손·손목·손바닥에 혈액을 공급한다. 내림대동맥의 가슴대동맥 부분은 가슴부분에서 내장가지와 벽측가지로 나뉘며 내장가지는 심장·폐·기관지·림프선·식도 등에, 그리고 벽측가지는 늑골 사이와 가슴벽근육에 혈액을 공급한다. 대동맥이 횡격막을 따라 내려감에 따라 배대동맥이 되며, 이것은 내장가지와 벽측가지로 나뉜다. 내장혈관은 차례로 복강동맥·위장간막동맥·아래장간막동맥으로 나뉜다.
복강동맥은 왼위장동맥·간동맥·비장동맥으로 나누어져 각 내장으로 혈액을 공급한다. 위장간막동맥은 소장·대장에, 아래장간막동맥은 결장 아랫부분에, 신장동맥은 신장에, 고환동맥과 난소동맥은 생식기에 혈액을 공급한다. 벽측가지는 부신에 혈액을 공급하는 아래횡격막동맥·허리동맥·정중천골동맥으로 나뉜다.
배대동맥은 2개의 총장골동맥으로 나뉘며 각각은 대퇴동맥으로 나누어진다. 대퇴동맥은 무릎 근처에서 오금동맥으로 이어지고, 다시 앞경골동맥·뒤경골동맥이 되어 다리에 혈액을 공급한다. 뒤경골동맥은 비골동맥으로 이어지고 앞경골동맥은 발등동맥으로 이어져 발에 혈액을 공급한다.
- 정맥
정맥 /후복벽의 정맥
머리·목·팔·가슴 부위의 혈관들이 모여서 상대정맥을 이룬다. 정맥동은 두 층의 경질막 사이에 있고 판막이 없다. 손목정맥은 목을 지나 정맥동과 연결된다. 바깥목정맥은 아래턱 근처에 있는 혈관들이 모여 이루어지며 쇄골밑정맥과 같이 팔머리정맥으로 이어진다.
아래팔의 요골정맥과 척골정맥은 팔굽이 근처에서 상완정맥을 형성하고 어깨 근처에서 겨드랑이정맥이 되며 첫째늑골에서 쇄골밑정맥이 된다. 쇄골밑정맥·바깥목정맥·속목정맥이 합쳐져서 팔머리정맥이 된다. 상대정맥은 또한 홀정맥(azygous vein)과 심장막 등에서 나온 정맥들과도 연결되어 있다. 하대정맥은 다리·등·배에서 혈액을 받는다.
아랫다리 부분은 크고 작은 복재정맥(saphenous vein)에 의해 혈액을 공급받으며, 이들은 오금정맥(popliteal vein)까지 이어지고 무릎과 허벅지를 거쳐 대퇴정맥에서 끝난다. 샅관절 근처에서는 대퇴정맥이 바깥장골정맥으로 알려져 있으며 속장골정맥과 합쳐져 총장골정맥이 된다.
2개의 총장골정맥은 미골 윗부분에서 하대정맥이 된다. 하대정맥은 우심방으로 들어가기 전에 간정맥·부신정맥·신정맥·허리정맥·총장골정맥으로부터 혈액을 받는다. 허리정맥은 오름허리정맥과 합쳐져 오른쪽은 홀정맥이 되고 왼쪽은 반홀정맥이 된다. 이것은 다시 하대정맥으로 합쳐진다. 신정맥은 신동맥과 평행하게 위치하며 신장에서 나온 혈액을 운반한다.
문맥계는 체순환계에서 특별한 부분으로 비장·위·이자·장 등에서 나온 혈액을 간으로 운반한 뒤 심장으로 이동시킨다. 간으로 흐르는 혈액은 간동맥이 20％, 간문맥정맥이 80％를 차지한다. 폐로부터 산소를 취한 혈액은 4개의 폐정맥을 거쳐 좌심방으로 이동한다.
- 모세혈관
약 100억 개에 달하는 모세혈관은 혈액과 조직 사이에서 액체·영양분·노폐물을 교환하는 곳이다. 크기는 최대 지름이 약 0.2㎜이다. 모세혈관은 전체 혈액의 1/6을 포함하고 있다. 하나의 모세혈관은 혈관가지와 연결맥관으로 구성되며 길이는 0.5~1㎜이다. 벽은 얇으며 작은 분자들이 통과할 수 있다.
모세혈관벽의 세포막을 통과하는 데는 다음 3가지 방법이 있다. 확산에 의한 직접적인 방법(지용성물질)과 작은 채널을 통해 수용성 물질들을 통과시키는 방법, 그리고 콜레스테롤 등의 물질을 수용체를 통해 이동시키는 방법 등이다(→ 한외여과).
현대에 이르러 심장과 혈액의 질병은 인간의 건강문제에 매우 중요한 부분이 되고 있다. 생명은 심장의 기능에 의존하고 있으며 모든 죽음은 심장과 연관되어 있다. 과학이 발전할수록 심장순환계에 대한 지식이 늘어가고 따라서 치료에도 많은 도움을 주고 있다.
좌심실의 미발달증상은 심장·대동맥의 발달 부진으로 일어나며 태어난 지 2~3일 만에 죽고 생존율은 매우 희박하다.
- 심방중격의 이상
심방중격의 이상은 좌심우심방이 완전히 분리되지 않아 혈액이 섞이게 되며 폐순환하는 혈액량이 증가한다. 폐의 혈압 증가와 계속된 심장의 오른쪽 부분에 부담이 가면 우측심부전을 일으킬 수 있다. 비록 치명적이지는 않지만 유아기에 치료해야 한다(→ 심방중격결손).
- 심실중격의 이상
- 판막의 이상
가장 흔한 선천성 질환으로 3개의 첨판으로 구성되어야 할 판막이 2개의 첨판으로 이루어지는 것으로 생명에 큰 지장은 없다. 그러나 나이가 들면서 심내막염의 위험이 커질 수 있고, 심한 경우 우심실근육의 과비대로 증상 없이 급사할 수도 있다. 대동맥판막의 협착이 서서히 진행되는 상태라면 외과적 수술이 필요하다.
선천적인 이상으로서 보통 종양을 예로 들 수 있으며 심장의 정상적인 수축과 이완이 방해를 받는다. 수술로 치료할 수 없어 치명적이다.
- 동맥경화증
동맥이 두꺼워지고 경화되는 심장질환으로, 관상동맥이 경화되는 경우에 허혈성심질환이나 심장마비 등이 유발될 수 있다. 또한 심장박동수의 증가나 뇌혈관의 허혈로 인한 실신, 국부혈관질환, 대동맥의 동맥류 등이 발생할 수도 있다. 관상동맥질환은 동맥 표면에 콜레스테롤이 축적되거나 혈병이 쌓일 때 그 발병률이 커진다.
- 관상동맥질환
관상동맥 혈액의 흐름을 방해하는 혈관질환을 의미한다. 동맥경화증에 의해 유발되는 관상동맥질환은 그 정도가 다양하지만 산업사회의 모든 성인들에서 발견되는데 때로 심장근육층으로 가는 혈류량을 위험한 수준까지 떨어뜨린다. 관상동맥질환은 주로 동맥경화증에 의해 발생하지만, 혈관의 염증이 관상혈관의 협착성 상해를 일으키기도 한다. 관상혈전증, 관상연축 또는 심장근육의 혈행역학적 요구 등이 자극이 되어 관상동맥질환이 관상심질환으로 악화될 수 있다.
- 관상심질환
허혈성심질환, 즉 심장근육층의 혈액공급부족을 말한다. 여기에는 협심증, 급성심근경색증 그리고 부정맥에 의한 급성심장사(sudden cardiac death) 등의 여러 증후들이 포함된다. 협심증에 따른 특징적인 증후는 없지만 가슴이 짓눌리는 듯하거나 쥐어짜는 듯이 답답하다.
그러나 실제로 신체적인 이상이나 심전도 패턴의 이상은 알려져 있지 않다. 협심증을 유발하는 허혈성심질환은 심장근육층의 수용과 공급의 균형이 깨어질 때 발생하기 쉽다. 심근경색증은 보통 관상동맥혈전증에 의해 유발되며 심장근육의 괴사(경색)가 일어난다. 협심증과의 주요한 차이점은 가슴의 통증이 30분 또는 3~4시간 이상이나 며칠씩 지속되기도 한다는 점이다. 협심증처럼 통증은 왼팔·목·턱으로 방사된다.
미국에서는 심장마비에 의한 급사가 가장 빈번하며 이와 같은 심장사는 심실세동이 원인이 된다. 급사는 심장질환의 증후를 보이지 않고도 발생할 수 있다. 심장마비 발생 후 즉시 심장 마사지와 전기적 심실세동 제거가 시행된다면 환자의 생존 가능성은 높아진다. 부정맥에 의한 급성심장마비 사망률은 혈전증이나 허혈의 시작 후 수분 내에 가장 높다.
처음 2시간 동안의 가장 일반적인 증상은 심실세동이며 그후 10~12시간 동안은 그 발병률이 급속히 떨어진다. 만약 심실세동을 발견하지 못하면 아주 치명적이 될 수 있다. 심근경색 후의 치유여부는 심장근육의 손상 정도와 이로 인한 심장기능의 손상 정도에 달려 있다. 혈전증의 원인이 되는 혈병을 없애기 위해 가수분해효소 등을 사용하기도 한다.
류머트열로 인한 심장근육·심장막 등의 염증에 의해 발생하며 심장막의 손상이나 심장의 기능 상실을 유발한다. 병리적 원인은 염증으로 인해 결합조직의 주된 단백질인 콜라겐에 변이가 생기기 때문이다. 또한 심장속막과 심장막의 염증에 의해 발생하기도 한다. 급성 질환인 경우에도 사망률은 상대적으로 낮은 편이다. 류머트열의 가장 큰 장애는 심장판막의 비정상이다.
폐혈관 내의 혈류방해는 다양한 종류의 폐질환으로부터 유발될 수 있다. 폐로 인한 심장질환은 급성과 만성으로 구분된다. 급성질환은 혈병 등에 의해 폐동맥의 혈류에 갑작스런 폐쇄가 생겨서 일어난다(→ 색전증). 이 경우 폐동맥의 고혈압으로 인해 우심실의 부전이 발생하고 우심실의 수축기능이 저하된다.
심장의 왼쪽 부분에 필요한 혈류량이 감소하게 되며 따라서 체순환 부전이 일어난다. 일반적으로 쇼크나 저온의 창백한 피부, 대동맥혈류압의 감소, 맥박수 증가 등을 보인다. 만성폐동맥질환은 만성기관지염이나 기종 등의 폐질환에 의해 유발될 수 있다.
대동맥의 고혈압은 혈압이 정상보다 만성적으로 높은 질병이다. 그 원인에 대해서 뚜렷이 밝혀져 있지는 않지만 유전적인 원인이 크게 작용하는 것 같다. 과다한 염분 섭취나 스트레스 등이 혈압을 높이며 이외에도 호르몬이나 신경도 관여하고 있음이 분명하나 자세한 상호 메커니즘에 대해서는 알려져 있지 않다. 매독은 매독트레포네마(Treponema pallidum)에 의한 감염이다.
감염 초기에는 별다른 증상이 없으나 말기에 이르면 주로 대동맥과 대동맥판막을 침범하여 대동맥부전과 심부전을 일으킨다. 또한 관상동맥을 침범하여 협심증 등을 일으킬 수 있으며, 때로 대동맥의 동맥류를 일으키기도 한다. 최근에는 페니실린을 포함한 항생제의 발달로 치료효과가 높다.
세균이나 곰팡이의 감염에 의한 심내막염은 심장판막 표면이나 드물게는 혈관벽·심장속막 등에 선천적 또는 후천적으로 발생한다. 결과적으로 심장판막 구조가 붕괴되고 감염 부위에 결절이 형성된다.
1차적인 심장근육층 질환으로 분류되는 심장질환의 종류가 계속 발견되고 있다. 심근질환은 심장근육 자체에 관련된 질환이다. 이것은 고혈압이나 심판막증, 심막질환과는 관련이 없으나 종종 허혈성심질환에 의해 유발되기는 한다. 심근질환은 심장근육층 이외에는 나타나지 않고 다른 장기의 이상과 관련이 없다는 점에서 특이하다. 유전(특히 보통 염색체에 의한)적인 원인에 의해 발생하기 쉽다.
심막질환은 독립적으로 발생한다. 급성심막염은 바이러스나 곰팡이 등의 감염에 의해 유발되며 또는 화학물질이나 대사장애에 의해 일어나기도 한다. 또한 심막종양이나 상해가 원인이 되기도 한다. 가장 주요한 증후는 통증으로 혈류가 심막강으로 유출되는 경우도 있다.
심막액이 과다하게 존재할 경우 X선 상에서 심장이 거대하게 나타나지만 기능장애는 일어나지 않을 수 있다. 그러나 갑자기 발생할 경우 심장 탐폰(cardiac tamponade)이 되어 심장의 확장이 제대로 이루어지지 않아 심한 경우 쇼크에 이를 수 있다. 만성질환은 심막의 반흔에 의해 발생하며 심실 기능을 저하시킨다. 많은 경우에 결핵이나 감염 등이 원인이 되기도 한다.
- 심방부정맥
심방수축의 리듬 이상 증상은 심방성빈맥·심방조동증·심방세동 등을 포함한다. 심방성빈맥은 갑상선중독증과 같은 질환에 의한 것일 수도 있고 정상 개체의 스트레스성 자극에 의한 증상일 수도 있다. 심방조동증은 매우 빠른 심방의 박동에 의한 것으로 심방의 박동은 규칙적이나 너무 빠르기 때문에 심실로의 충격이 지체되어 충격 중 일부만이 심실을 자극하게 된다. 심방세동은 또다른 형태의 부정맥으로서 불규칙적이며 비효율적인 심방수축이 원인이다.
- 심실부정맥
심실의 수축이 심방이나 방실결절의 장애에 반응하기 때문에 심부정맥의 주요한 원인이 될 수 있다. 관상동맥질환 같은 심각한 심장질환에 의해서도 심실성빈맥이 유도될 수 있다. 박동은 규칙적이나 매우 빠르기 때문에 정상적인 심장의 수축과 이완이 방해를 받게 되어 울혈성심부전이 되며, 이 상태가 계속 지연되면 쇼크를 유발할 수 있다. 심실세동이 일어나면 심실의 기능이 극단적으로 방해를 받게 되므로 몇 초 또는 몇 분 내에 조절되지 않는다면 치명적일 수 있다.
- 좌심실부전
좌심실이 가장 빈번히 심질환의 영향을 받으므로 심기능 상실로 인해 폐혈류량이 증가하는 경우가 많다. 좌심실의 수축이 방해를 받으면 왼심장이 폐로부터 산소가 함유된 정상혈류를 수용할 수 없게 된다. 따라서 혈액의 역류에 의해 폐의 혈량이 증가하게 되는데, 이때 폐의 모세혈관압이 증가하여 조직 내로 혈액이 스며들게 되는데 이를 폐수종이라 하며 호흡장애의 원인이 된다
심장기능 상실에 의한 폐수종은 매우 심할 수 있으며 때로는 매우 치명적이다. 동맥고혈압이나 심장판막질환 등에 의해 폐수종이 일어나기도 한다. 말초부종이 있을 수도 있고 없을 수도 있으며 보통 좌심실부전과 동반된다.
- 우측심부전
폐성심부전·삼첨판질환 등과 같이 심장의 오른쪽 부분에 영향을 미치는 심질환은 호흡에는 영향이 없으나 정맥·간 등의 혈량을 증가시킨다.
- 초기 심부전
이 질환의 환자들은 심박동의 장애를 호소하며 급성 또는 만성 질환에서 모두 건강상실과 영양실조를 보인다. 그러나 조직의 기능을 상실시킬 만큼의 혈액 부족이나 부종은 보이지 않으며 운동시 호흡장애가 일어날 수 있다.
대부분의 심기능 상실은 심장상해, 즉 심근경색 등의 발생 후에 나타난다. 어떤 경우에는 심장 쇼크가 유발되어 저혈압과 빠르고 약한 맥박, 창백 등의 증상이 나타나며 이때 부종이나 호흡장애가 동반되거나 또는 동반되지 않을 수 있다.
■ 심장 수술
심장절개 수술시에 심폐바이패스가 심장·폐의 기능을 대신한다. 산소 공급과 이산화탄소 제거는 기계장치에 의존한다.
- 선천성심기능장애
수술로 치유가 가능한 것이 대부분으로 동맥관질환·대동맥협착증·폐첨판협착증·대동맥첨판협착증·청색성심혈관이상과 정맥과 동맥의 격벽이상 등이 이에 속한다.
- 후천성심기능장애
판막질환, 만성심낭염, 박동원의 이상, 심장마비, 심장상해, 관상동맥질환, 심장이식에 의한 이상, 인공심장에 의한 이상 등이 이에 속한다.
- 폐색성질환
동맥경화증·폐쇄성혈전혈관염·결절성다발동맥염·동맥염·맥각중독·동상·동맥색전증·동맥혈전 등이 이에 포함된다.
- 비폐색성질환
동정맥루(動靜脈屢), 물리적 상해, 방사선상해 등에 의한 질환 등이 있다.
- 기능질환
혈관 수축에 의한 레이노 병과 혈관 확장에 의한 홍반통 등이 있다.
- 기관질환
혈전성정맥염은 정맥이 혈전에 의해 막히는 질환으로 때로는 혈관벽에 염증이 생기기도 한다. 폐정맥색전증은 혈전증에 의해 유발된다. 정맥류성정맥은 꼬여 있으며 항상 팽창해 있다(→ 정맥혈전).
- 기능질환
주위 조직의 질환으로 인해 정맥에 경련이 일어날 수 있는데 심한 경우 혈류의 이동을 방해할 수도 있다.
산소교환이 일어나는 모세혈관은 특히 압력에 민감하여 그 내벽이 손상받기 쉽다. 이로 인한 내출혈이 피부에 반점으로 나타나는 것을 점상출혈이라 한다. 비타민 C 결핍증 등이 이 질환을 유발할 수 있다.
■ 혈행 역학적 질환
지속적으로 동맥혈압이 수축기혈압 140㎜Hg 및 확장기혈압 90㎜Hg 이상인 상태로 원인을 알 수 없는 것과 다른 질환에 의해서 일어나는 것으로 나누어진다(→ 고혈압).
- 저혈압
출혈이나 심한 감염으로 인한 쇼크 등의 상황에서 혈압이 낮아질 수 있다. 박동수는 증가하나 산소의 불충분한 공급으로 신체기관들이 치명적인 상해를 받을 수도 있다.
- 실신
순환계의 순간적 기능장애로 발생하는 의식 상실을 말한다.
■ 생리적 쇼크
급성진행성순환계 기능상실로 인한 산소와 유기물의 공급 저해, 노폐물의 제거 실패 등을 수반하는 질환을 의미한다.
출혈이 쇼크의 가장 주요한 요인이 될 수 있다.
- 부적절한 심박출량에 의한 쇼크
관상동맥의 혈전증에 의해 심장근육으로의 혈액공급이 불충분하면 심장의 수축작용에 치명적이다. 이와 같은 질환은 심장쇼크를 유발할 수도 있다.
- 순환 기능의 증대에 의한 쇼크
정맥이 확장되면 혈액을 모두 채우지 못하고 혈관 내에 공백이 생김으로써 쇼크를 유발할 수 있다. 세균감염에 의한 쇼크, 아나필락시성 쇼크, 정신적 쇼크, 마취제 등의 약품에 의한 쇼크, 신경 쇼크, 내분비적 쇼크 등이 이에 해당한다.
- 예후
혈중 젖산의 양을 측정하여 그 질환의 정도를 알 수 있다. 젖산의 농도가 높을수록 치료가능성은 줄어든다. 심장 쇼크의 사망률은 80％, 패혈성 쇼크의 사망률은 50％에 이르지만 출혈에 의한 쇼크사율은 낮은 편이다.
Macropaedia 글 | 李永基 참조집필
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