심혈관계

심혈관계(cardiovascular system)

심혈관계는 기본적으로 이중으로 된 폐쇄 고리로서 이 안에서 혈액이 움직인다.

심혈관계의 주요구조는 ① 혈액을 내보내는 근육질의 펌프인 심장, ② 심장에서 각 신체조직과 장기로 혈액을 운반하는 두꺼운 벽으로 된 혈관인 동맥, ③ 각 신체조직과 장기에서 심장으로 혈액을 되돌려보내는 얇은 벽으로 된 혈관인 정맥, ④ 혈액과 조직 사이에서 영양분과 노폐물을 교환하고 동맥과 정맥을 연결하는 미세한 혈관통로인 모세혈관으로 되어 있다.

작은 동물들은 물리적 확산만으로도 신체에 영양분을 수송할 수 있으므로, 심혈관계는 일정한 크기와 복잡성을 가진 동물에게만 필요하다.

그러므로 심혈관계는 무척추동물 중에서 크고 고등한 것에서는 볼 수 있지만 복잡하게 발달된 상태는 척추동물에게서만 볼 수 있다. 심혈관계는 혈액으로 가득 차 있는데, 혈액은 가스 교환을 하는 호흡기관을 통과해 노폐물을 배출하는 배설기관까지 한바퀴 순환한다.

어른의 심장은 질긴 막성(膜性)의 낭인 심장막에 싸여 흉강(胸腔)에 떠 있는데, 심장막에는 고동 치는 기관을 완충시키는 액체가 들어 있다.

심장근육은 심장의 4방(房)으로부터 혈액을 짜낼 수 있도록 저절로 수축하는 독특한 근섬유로 구성되어 있다. 혈액은 몸으로부터 심장으로 돌아온 혈액을 받아들이는 비교적 얇은 근육질 벽으로 된 우심방으로 먼저 들어간다. 그뒤 혈액을 폐로 퍼내는 역할을 하는 좀더 강한 근육질로 된 우심실로 간다.

폐에서 돌아온 혈액은 좌심방으로 들어갔다가 다시 심장에 있는 4개의 방 중에서 가장 크고 가장 멀리까지 혈액을 보내는 좌심실로 들어간다. 심실은 심방과 심실이 수축하는 동안 혈액의 역류를 막아주는 조직판(組織瓣)에 의해 분리되어 있고, 심실로부터 나가는 출구에도 비슷한 판이 있어 심실이 이완될 때 혈액이 심실로 역류되는 것을 막아준다.

심장의 수축은 2단계로 이루어져 있다.

먼저 2개의 심방이 팽창하여 정맥에서 온 혈액을 심실로 보내기 위해 수축한다. 그 다음 심실이 방실판(房室瓣)을 닫고 강하게 수축하여 혈액을 짜서 동맥으로 내보낸다. 모든 심장근육이 외부 자극 없이도 수축할 수 있지만 효율성을 최대로 높이기 위해 심장근육에 있는 전기전도조직(電氣電導組織：푸르키녜 섬유라고도 함)이 주기적인 박동을 일으킨다. 혈액은 좌심실로부터 순환계에서 가장 큰 동맥인 대동맥으로 들어간다.

대동맥에서 곧바로 가지를 친 2개의 관상동맥(冠狀動脈)이 심장근육에 혈액을 공급하고, 무명동맥·왼목동맥·왼쇄골밑동맥이 차례로 대동맥에서 가지를 쳐나오는데, 이 동맥들은 각기 머리·목·팔에 혈액을 운반한다. 그리고 나서 대동맥은 아래쪽으로 방향을 바꾸어 내려오면서 흉부와 복부기관에 분지(分枝)를 내보내고, 마지막으로 다리에 혈액을 공급하는 장골동맥(腸骨動脈)으로 갈라진다. 동맥이 가지를 침에 따라 혈관의 지름은 점점 작아진다. 소동맥이라고 하는 작은 동맥은 미시적인 모세혈관에 혈액을 공급하는데, 모세혈관 벽은 몇 마이크로미터(㎛)에 불과하다.

얇은 모세혈관 벽은 산소·물·이산화탄소·포도당과 같은 작은 분자들이 양쪽 방향으로 다 통과할 수 있는 반투막 기능을 한다. 영양분은 이 막을 통해 밖으로 확산되고, 조직의 노폐물은 안으로 확산되어 들어와 신체로부터 제거되기 위해 신장·간·폐 등으로 운반된다.

모세혈관은 모여서 작은 소정맥을 이루고, 동맥과 같은 경로를 따라 좀더 큰 정맥으로 모아진다.

대부분의 혈액 압력은 모세혈관을 통과하면서 상실되기 때문에 정맥의 혈압은 매우 낮고, 그래서 정맥은 흐름의 방향을 조절하기 위해 많은 판(瓣)을 가지고 있다. 정맥그물로부터 모인 혈액은 신체의 위쪽과 아래쪽으로부터 각각 상대정맥(上大靜脈)과 하대정맥(下大靜脈)을 통하여 심장에 도달하고 우심방으로 흘러들어간다(대정맥). 그 혈액은 다시 우심실에서 짧은 폐동맥을 통해 폐로 간다.

기도의 끝에 있는 공기주머니나 폐포(肺胞) 주위에 모세혈관이 분포되어 있어 이산화탄소를 내보내고 산소를 받아들인다. 그런 뒤 산화된 혈액은 폐정맥을 통하여 좌심방으로 돌아온다(폐순환).

심장과 혈관의 질병은 사망률과 이환율(罹患率)의 주요원인이 되고 있다.

선진국의 가장 높은 사망요인 가운데 하나인 죽상동맥경화증은 관상동맥에 지방이 축적되어 심장근육으로 가는 혈액공급을 막아 심장조직을 파괴하는 것이다. 또한 뇌에 혈액을 공급하는 동맥을 좁게 만들어 경련이나 혈병(血餠)에 의해 동맥이 막히게 함으로써 뇌출혈발작증후군을 일으킨다. 심혈관계의 다른 주요한 질병으로는 선천성심장질환, 류머트 심질환, 맥관염(脈管炎) 등이 있다(동맥경화증).