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1. 심장의 전기적 활동과 전기 전도계
1.1. 심장의 전기 전도계
1.1.1. SA node(동방결절, Sinoatrial node)
SA node(동방결절, Sinoatrial node)는 정상적으로 심박동을 시작하는 부위로 박동조율기(pacemaker)라고 불린다. SA node는 우심방과 상대정맥의 경계부에 위치하며, 분당 60-100회로 심박동을 조율한다. SA node는 교감신경과 부교감신경의 조절을 받아 심박동수를 조절한다. 만약 SA node에 문제가 생기면 하부의 다른 pacemaker가 그 역할을 담당하게 된다. 심전도에서는 SA node의 흥분과 심방의 수축이 반영된 P파를 발생시킨다.""
1.1.2. AV node(방실결절, Atrioventricular node)
AV node(방실결절, Atrioventricular node)는 심방과 심실의 경계부에 위치하는 구조물로, SA node에서 발생한 전기적 자극을 심실로 전달하는 역할을 한다.
AV node는 심방간벽(interatrial wall)의 아래쪽, 삼첨판과의 경계, 심방과 심실의 경계(AV junction)에 위치한다. SA node의 자극을 받아 심방이 수축하는 동안 AV node에서 전도의 흐름을 약 0.1초간 지연시킨다. 이를 통해 심실이 충분한 혈액을 공급받을 수 있게 한다.
AV node의 리듬은 분당 40~60회이다. 이와 같은 지연전도 기능으로 인해 AV node는 심전도상에서 PR 간격을 형성한다. PR 간격은 P파의 시작부터 QRS 복합체의 시작까지의 시간을 나타내며, 정상적으로 0.12~0.20초 사이를 유지한다. PR 간격은 AV node의 전도 상태를 평가할 수 있는 지표이다.
AV node에 문제가 생기면 전도 지연이나 차단이 발생할 수 있다. 이에 따라 PR 간격이 연장되거나 AV 차단이 나타날 수 있다. AV 차단은 심실박동이 충분히 이루어지지 않아 증상을 유발할 수 있는데, 이에 대한 치료로 인공박동기 삽입 등이 필요할 수 있다.
종합하면, AV node는 심방과 심실의 전기적 연결 고리 역할을 하여 효율적인 심장 박동을 가능하게 하는 중요한 구조물이다. AV node의 기능 장애는 다양한 심장 전도 장애를 초래할 수 있어, 심전도 분석 시 AV node의 상태를 면밀히 확인할 필요가 있다.
1.1.3. His Bundle(His 속, Atrioventricular bundle)
His Bundle(His 속, Atrioventricular bundle)은 AV node와 연결되어 있으며, 우각(Rt Bundle Brunch)은 심실중격의 우측에 위치하고 좌각(Lt Bundle Brunch)은 전 · 후로 다시 분지된다. His Bundle은 좌 · 우심실의 심근섬유에 빠르게 전기적 신호를 전달하는 역할을 한다. AV node에서 전달된 흥분은 His Bundle을 통해 심실에 전달되어 심실의 수축이 일어나게 한다. 따라서 His Bundle은 심방에서 시작된 전기적 흥분이 심실로 전도되는 주요한 경로 역할을 하는 것이다.
1.1.4. Purkinje fiber(푸르키녜 섬유)
Purkinje fiber(푸르키녜 섬유)는 심내막 표면에 그물처럼 놓여 있어 심실 전체에 전기적 신호전달을 하고 심근에서의 활동전위를 유발하여 심실의 수축이 일어나게 한다. 심장의 자극 전도계에서 가장 말단에 위치하며, His 다발에서 전해진 전기적 자극을 심실 전체의 심근섬유에 빠르게 전달하는 역할을 한다. Purkinje fiber를 통해 전달된 전기적 활성화는 심전도 상 QRS 복합체로 나타나게 된다. 즉, Purkinje fiber는 심장의 전기적 자극이 심실근육섬유에 전달되어 심실의 수축을 유발하는데 핵심적인 역할을 담당하고 있다고 볼 수 있다.
1.2. 심장의 전기 생리학
1.2.1. 심장세포의 휴지기
심장세포의 휴지기는 세포막 전위가 안정되어 있는 상태를 말한다. 심장세포는 외부 환경으로부터 격리되어 있으며, 세포 내외의 이온농도 차이로 인해 음전하를 띠고 있다. 이러한 상태를 분극(polarization)이라 한다.
심장세포의 휴지기 때는 주로 나트륨(Na+)과 칼륨(K+)의 농도 차이로 인해 세포막 전위가 유지된다. 세포 내부에는 K+이 많이 존재하고 세포 외부에는 Na+이 많이 존재한다. 이러한 이온농도 차이로 인해 세포 내부는 상대적으로 음전하를 띠게 된다. 이를 막전위(membrane potential)라고 하며, 심장 근육 세포의 경우 보통 -90mV 정도를 유지한다.
이러한 막전위는 세포막에 존재하는 능동수송체인 Na+/K+ 펌프의 작용에 의해 유지된다. Na+/K+ 펌프는 세포 밖으로 3개의 Na+을 내보내고 세포 안으로 2개의 K+을 들여보내는 작용을 한다. 이를 통해 세포 내부의 K+ 농도는 상대적으로 높게, Na+ 농도는 낮게 유지되어 막전위가 형성된다.
이처럼 심장세포의 휴지기 때는 세포막 전위가 안정적으로 유지되고 있으며, 이는 심장의 자발적인 리듬을 가능하게 하는 근간이 된다. 심장세포의 이러한 특성은 심장의 전기적 활동과 박동을 조절하는 데 매우 중요한 역할을 한다.""
1.2.2. 탈분극과 재분극
심장세포의 탈분극과 재분극은 심장박동을 유발하는 전기적 과정이다. 탈분극은 세포막에 있는 이온통로의 변화로 인해 세포 내부가 양전하로 변하는 과정이며, 재분극은 세포가 다시 음전하로 돌아가는 과정이다.
세포막의 이온 통로 변화로 인해 탈분극이 일어난다. 0단계에서는 Na+에 대한 세포막의 투과성이 증가하여 Na+...
