Anatomy and Physiology of Heart OCW4 1

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하윤 강
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1 Anatomy and Physiology of Heart OCW4 1

2 학습목표 학습자는해부생리학과목에서학습한심장의기본구조와기능을복습함으로서, 1) 자발적으로요약설명할수있다. 2) 심박출량에영향을주는요인을규명할수있다. 2

3 심장의기본구조와생리 심장무게 : 약 300그램 심장크기 : 자신의주먹정도 주요구성조직 : 근육조직 ( 심근, 유두근 ) 위치 ; 종격동의중앙, 횡경막위, 흉곽왼쪽, 심첨은전방 3 layers 1) 심외막 (epicardium)- 심장의가장바깥층, 예, 장측심낭 ( 심장을감쌈 ), - 심낭강 ( 심낭액있음. 수축시마찰감소 ) 2) 심근 (myocardium)- 심장중간층 ( 수축 / 이완 ) 3) 심내막 (endocardium)- 심장의가장내층 3

4 심장의기본구조와생리 역할 : 산소포화도가높은혈액의배출과산소포화도가낮은혈액의수용 ( 전기적활동에따른물리적활동 ) 박동 : 평균약 72회 / 분 1회박동시약 70 cc 혈액배출 (5L/ 분, 7000L/ 일 ) 구조 : 1) 좌심, 중격, 우심및각심장에심방, 심실 2) 4개의판막 ( 승모판막, 대동맥판막, 폐동맥판막, 삼첨판막 ) 3) 혈관계 ( 관상동맥과관상정맥, 대동맥, 폐동맥, 폐정맥상대정맥, 하대정맥및중소관상동정맥. 4) 전도계 4

5 우심방과우심실 우심방 벽의두께가얇은방 심장으로돌아오는정맥혈을수용 심실이완기시, 우심방의정맥혈중 70-80% 중력에의해삼첨판 -> 우심실로이동. 남은 20-30% 혈액은심방수축 (atrial kick) 시우심실로이동. 우심실 심장의가장앞쪽, 흉골바로아래에위치 4-5mm 두께의얇은벽 5

6 좌심방과좌심실 좌심방 산화된혈액이 2 개의우폐정맥과 2 개의좌폐정맥을통하여좌심방으로이동. 심실이완기시중략에의하여좌심방혈액의약 80% 가승모판을통하여좌심실로이동, 남은 20% 혈액은좌심방수축시좌심실로이동. 좌심실 두께 8-15mm ( 우심실의 2-3 배 ) 의근조직 타원모양 위두조건은좌심실의강한수축력형성을지지 6

7 판막 (valves) 구조 : 피부판과유사 (flaplike structure) 혈액이심방에서심실로통과시한방향으로만흐르도록 심방과심실내압력과혈액량의변화-> 판막개폐가좌우 유형 : 방실판막 ( 심방 / 심실 )- atrioventricular valves 예, 삼첨판 (tricuspid v), 이첨판 ( 승모판 mitral v) 반월형판막 (semilunar valves) 예, 대동맥판막 (aortic v)- 좌심실과대동맥사이폐동맥막 (pulmonic v)-우심실과폐동맥사이 7

8 혈액의흐름방향 우심방 -> 삼첨판 -> 우심실 -> 폐동맥 -> 폐 -> 폐정맥 -> -> 좌심방 -> 승모판 -> 좌심실 -> 대동맥판막 -> 대동맥 - -> 전신동맥순환계 -> 말초순환계 -> 상, 하대정맥및관상정맥동 -> 정맥혈이우심방으로이동 8

9 관상순환 (Coronary circulation) 구성 : 관상동맥, 관상정맥 관상동맥의시작부위는대동맥판바로위 관상동맥유형 : 좌측관상동맥, 우측관상동맥 관상동맥 : 심실이완기때심근에혈액을적절히공급함 즉, 대동맥판막이닫히면대동맥궁내압력이순간적으로상승 ( 대동맥이완기압 =aortic diastolic pressure) 되어관상동맥으로혈액이유입됨. 관상정맥 : 심근내정맥혈을심장으로귀환시킴. 9

10 관상동맥 a. 좌측관상동맥 ; 좌심장의관상동맥 1) 유형 : 전좌하행동맥 (Left anterior descending artery, LAD) 회선동맥 (Circumflex coronary artery) 2) 혈액공급부위전좌하행동맥 : 좌심실심근, 중격, 전방유두근, 우심실일부, 심첨부후방과전방회선동맥 : 좌심방의대부분, 좌심실측면벽과후벽의일부 b. 우측관상동맥 : 우심장의관상동맥 1) 혈액공급부위 : 우심실과중격의일부, 동방결절 10

11 심장근육의특성 심장근육의수축 - 이완활동 : 전기 - 기계적활동에기인함. 자극 - 반응과정의산물이다. 이러한활동은심장의전도계세포와전도계밖세포들의 충격전도성특성에기인한다. 11

12 심장근육의특성 1) 자동성 (automaticity): 심장세포가심박조절세포여서, 자극없이자발적으로심박동가능 특히동방결절은자동성두드러진부위여서 1차심박조절자세포 1차심장박동조절자 (pacemaker), 정상심박조절자 로지칭 2) 흥분성 (excitability): 심근에자극이가해지면흥분 3) 전도성 (conductivity): 심근의충격 / 흥분은전도계에따라전달되고반응함. 4) 수축력 (contractility): 심근에자극이가하면수축. 5) 불응상 (refractoriness): 심근에연속적자극은무반응. 예, 심실수축직후이완기동안은 절대불응기 로심장에자극을가해도수축반응이일어나지않음 12

13 심장의전도계 (conduction system) 심장세포는모두가전도성세포다. 주요전도계는 1) 동방결절 ( 심박조절자 ): 상대정맥과인접한우심방에위치 규칙적및자동적으로전기적충격발생 ( 회 / 분 ). 2) 방실결절 (atrioventricular node): 심방간중격우측위치 심방탈분극 -> 방실결절 (atrioventricular node); 이곳에서잠시지연 3) Bundle of His: 방실결절꼬리에서시작 -> 중격상부 : 위치 분류 : 우측속지 (right bundle branch, RBB) 좌측속지 (left bundle branch, LBB) 작용 : 심실유두근의전, 후방. 4) Purkinje 섬유 : 좌우심실의심근과심내막표면위치. 13

14 전도계밖의세포의충격전도 기전 Na+ 와 K+ 이온을선택적으로투과 개재판 (intercalated disks): 전도계인접세포를전도계와연결시킴 ): 충격전달이저항이낮은방향으로진행되도록함 14

15 심장의전기적활동 1) 심장조직의탈분극 (depolarization) : 동방결절의탈분극에의한충격으로심근수축이시작됨즉, 전기적자극이칼슘이온방출을자극하여근수축이됨, 2) 재분극 (repolarization): 휴식기로돌아가는중 3) 휴식기 ( 정지막전위 ),Resting membrane potential 15

16 심장의전기적활동 1) 심장조직의탈분극 (depolarization) : 동방결절의탈분극의진행방향 : 심내막-> 심외막으로탈분극시이온이동 : Na+ 가세포내로빠르게유입-> 세포내 + K+ 는세포밖으로이동 : 즉, 세포막을통한전위가정지막전위 ( 휴식기세포내부 -) 와역상황됨전기적충격발생-> 탈분극파동이인접세포로퍼짐 (1) 동방결절 : 0.11초이하, 심방과방실결절탈분극활성화 (2) 방실결절 : 충격을 0.1초지연시킴 (3)Bundle of His: 전기적충격전달- 심실중격좌측에서우측방향으로활성화->purkinje 그물망-> 심첨부-> 기저부로 16

17 심장의전기적활동 2) 재분극 (repolarization): 휴식기로돌아가는중심방근의재분극및심실근의재분극 *Na+ 는다시세포외로이동시작 K+ 는능동적이동에의해세포내로이동시작 3) 휴식기 ( 정지막전위 ),Resting membrane potential : 세포막내부 (-) 와외부 (+) 가전기적균형 : Na-K 교환펌프작동 ->K+ 를세포내로, Na+ 를세포외부로이동. 이때필요한에너지는 ATP의가수분해결과생성된에너지가활용됨. 17

18 심장의물리적활동 주요물리적활동이란 수축과이완수축기 : 양측심방수축후양측심실수축 : 심장에서전신, 폐로혈액배출이완기 : 양측심방과심실이완 : 전신, 폐에서심장으로혈액수용 18

19 심박출량 (cardiac output: CO) 정의 : 1 분간좌심실에서전신으로내보내는혈액량 : CO = SV( 박동량 / 회 ) x HR( 심박동수 / 분 ) = 70 ml x 80= 5600 ml 생리 : 심박동수 (HR) 저하시 : 심실확장기길어짐-> 전부하증가 -> 박동량 (SV) 증가박동량감소시-> 심박수증가 19

20 심박동량과심장계수 *1 회박동량은 (stroke volume, SV) : 좌심실 1 회수축시, 심장에서내보내는혈액량 : 연령, 활동, 체격등에따라다름. : SV = 심실확장말혈량 (EDV) 심실수축말혈량 (ESV) = 120(ml)- 50ml = 70ml * 심장지수 (Cardiac Index, CI)? : 체격에따른개인별조직관류사정법 : 체표면적 (m2) 에대한분당심박출량 : CI = 심박출량 (CO)/ 체표면적 (m2) 20

21 심박동량의조절요인 CO ( 심박출량 )= SV x HR 즉, CO 상승 <- SV 상승, HR 상승 심박동량 (SV) 조절의주요요인 1) 전부하 (preload) 2) 심근수축력 (contractility) 3) 후부하 (afterload) 21

22 심박동량조절요인 1) 전부하 (preload) 정의 : 심실수축전의심근팽창정도 즉, 이완기말심실을팽창정도즉, 심실내혈액량과관계 * 심근섬유길이가증가할수록더강하게수축할수있는힘발생. 즉, 심실기능증진- Frank Starling s law. * 그러나이완한계있음 : 정상성인심장시심근섬유분절은최대 2.2mm 신장 / 확장 ( 생리적한계 ), -> 최대수축력. 2.4 mm이상신전시에는오히려수축력감소 : Frank-Starling 곡선 22

23 심박동량의조절인자 : 전부하 : 확장말기심실에가해지는장력 : 전부하가클수록 ( 생리적한계내에서 ) 1회박동량증가. : Frank-Starling 곡선 : 전부하증가요인 (1) 심장판막판막역류, (2) 과혈량 ( 지속적정맥주사 ) (3) 심실벽의신전성 (compliance) (4) 정맥혈관의긴장도 (venous tone) (5) 혈류유입상태 (6) 심장선천성기형 : 좌우문합 (left to right shunt), 심실중격결손, 심방중격결손등. 23

24 심박동량의조절인자 : 후부하 정의 : 수축기중, 좌심실이혈액을대동맥으로내보내기위해생성해야하는긴장 (tension)/ 부하 / 저항정도 수축기중심실에가해지는장력 / 저항 좌심실이 ( 수축하여 ) 혈액을분출할때좌심실에가해지는부하 / 저항. 후부하과다증가 -> 심근수축력비효과 -> 박동량감소. 후부하증가요인 : 말초혈관수축, 동맥압상승, 심실크기 / 반경 = 심실비대예, 고혈압, 말초혈관저항증가, 판막협착증 ( 대동맥판막, 승모판막, 폐동맥판막 ) 심실비대 * 심장의과부담상태 <-전부하과다증가및후부하과다증가 24

25 심박동량의조절인자 : 심근수축력 수축력정의 : 액틴 - 마이오신결합부위의상호작용강도를의미하는 변력성 (inotropism) 을의미한다. 심근수축력증가 ( 변력성증가 )-> 박동량증가 심장수축력감소는심근에산소공급부족시발생 25

26 심박동량의조절인자 : 심근수축력 수축력의영향요인 (1) 심장질환-관상동맥질환. 심근경색증, 심근염, 심근병변. 심실류등 (2) 심장을외부에서압박시 - 수축성심낭염 ( 심낭의염증성및섬유성변화로심장수축시심낭속의심장이제한적으로움직임 ) - 심낭압전 ( 심낭에혈액 / 액체정체 ). 변력성증가의주영향요인 : 교감신경계자극, 칼슘이나에피네프린약물. 26

27 심박동량의조절인자 : 심박동수 심박동수의조절기전 : : 1 차적으로자율신경계 (autonomic nervous system,ans). 의신경전달물질 (neurotransmitter) 영향으로 심박동수 ( 변시성, chronotropic effect) 가조절받음. 자율신경계구성 1) 교감신경계 2) 부교감신경계 27

28 심박동량의조절인자 : 심박동수 1. 자율신경계 1) 교감신경계 : 흉곽의척수에서시작-> 심방, 심실, 동방결절및방실결절에분포. : 신경전달물질 - norepinephrine. : 기능- 심박동수증가. 심실수축력증가 2) 부교감신경계 : 연수에서시작-> 심방, 동방결절및방실결절에분포. : 신경전달물질- acetylcholine : 심박동수감소, 심실수축력감소 28

29 심박동량의조절인자 : 심박동수 2. 자율신경계외에 1) 중추신경계반사 2) 압수용기반사 (baroreceptor reflex) 및 3) 기타요인. 예, 중추신경계자극증가시 ( 예, 동통, 열, 분노, 흥분 )-> 대뇌피질자극됨-> HR증가압수용기자극감소 ( 예, 저혈압, 대동맥압저하및경동맥동혈압저하 -> HR증가기타요인 ( 체온, 투약, 카테롤라민제 (epinephrine, norepinephrine), 동맥혈가스분압, 호르몬, 전해질농도변화 )-> HR 변화 29

30 심장질환의원인 1) 심장구조와기능변화 2) 노화과정에의한생리적변화 3) 사회심리및생활양식의영향 30

31 일반적진단검사유형 : 심장질환 1. 혈액검사 1) 혈청심장효소 (cardiac enzymes), 2) 혈청지질 (serum lipids) 3) 응고, 4) 전해질, 5) 혈당, 6) 전혈구 7) 동맥혈가스분석, 8) 소변분석 2. 방사선검사 1) 흉부 x-선촬영 2) 심장형광투시경검사 3. 심전도이용검사 1) 표준심전도 2) 휴대용심전도 3) 운동검사 4. 심도자법 (cardiac catheterization) 1) 우심도자법 2) 좌심도자법 3) 심실조영술 4) 관상동맥조영술 31

32 진단검사유형 : 심장질환 5. 초음파검사 1) 초음파심장좔영술 2) 경식도초음파심장촬영술 6. 심음도 (phonocardiography) 7. 혈액역동검사 (hemodynamic test) 1) 중심정맥압 (cvp) 2) 동맥내압 (intra-arterial pressure) 3) 폐동맥계입압 (pulmonary artery wedge pressure, PAWP), 4) 심박출량 (cardiac output) 8. 방사성동위원소검사 (nuclear cardiography) 9. 자기공명검사 (magnetic resonance imaging, MRI) 10. 심장전기자극검사 (electrophysiologic studies) 32

33 간호진단용어 심박출량감소, 호흡곤란, 동통 / 흉통, 심계항진, 실신, 피로, 공포, 불안, 성기능장애, 자아개념장애, 지식부족등 33

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