오늘은 심장 근육이란 무엇인지와 구조에 대해 알아보고 이 근육의 기능 및 대사, 관련 질병 및 상태는 어떤 것들이 있는지 알아보겠습니다.
심장 근육의 구조
심장근 또는 심근이라고도 불리는 심장 근육은 심장에서만 발견되는 특수한 유형의 근육 조직으로, 수축하고 이완하며 몸 전체에 혈액을 공급할 수 있도록 하는 근육을 말합니다. 이는 골격근과 평활근의 특징을 모두 결합한 것으로, 골격근과는 달리 무의식적이고 지속적으로 수축하므로 혈액순환 및 생명 유지에서 매우 중요한 역할을 합니다. 심장 근육 구조 중 하나인 심장 근육 세포는 골격근 세포보다 짧고 더 많이 갈라져 있으며, 골격근과 마찬가지로 줄무늬를 띱니다. 이는 현미경으로 볼 때, 밝은 띠와 어두운 띠가 교대로 나타나며, 이러한 줄무늬 세포는 수축성 단백질인 액틴과 미오신의 규칙적인 배열로 인해 발생합니다. 심장의 기본 수축 단위인 미오신과 액틴은 수축 중 근육을 단축시키고 혈액을 펌핑하는 데 필요한 힘을 생성하며, 심장 근육 근절은 매우 규칙적이고 반복적인 패턴으로 배열되어 있습니다. 심근 세포에는 ATP 형태의 에너지 생성을 담당하는 미토콘드리아가 매우 높은 밀도로 존재하며, 높은 미토콘드리아 함량은 피로 없이 펌핑 작용을 유지하기 위해 심장의 지속적인 에너지 수요를 반영합니다. 요약하자면, 심장근은 구조적, 기능적으로 지속적인 수축을 위해 설계되어 있으며, 심장이 몸 전체에 효율적으로 혈액을 펌프질할 수 있도록 도와줍니다.
기능 및 대사
심장근은 리드미컬하게 수축하여 혈액을 몸 전체로 펌핑하고 조직에 산소와 영양분을 전달하며, 이산화탄소와 같은 노폐물을 제거하는 중요한 기능을 합니다. 아래는 심장근의 기능에 대한 자세한 내용입니다. 먼저 첫 번째 기능은 수축 및 펌핑 작용입니다. 이 근육은 혈액을 추진하기 위해 조화롭게 수축하며, 심장 오른쪽에서 산소가 제거된 혈액을 폐회로를 통해 폐로 펌핑하고, 산소가 공급된 혈액을 왼쪽에서 신체의 나머지 부분으로 전달합니다. 이러한 수축은 심장의 자연적인 박동조율기인 동심방결절에서 발생합니다. 두 번째 기능은 불수의적 수축입니다. 심근은 무의식적으로 작동하기 때문에 의식적인 통제 없이 자동으로 수축합니다. 즉, 심장은 신경계의 외부 자극 없이 자체적으로 전기 자극을 생성할 수 있습니다. 다음은 심장근의 대사에 대한 자세한 내용입니다. 첫 번째는 유산소 대사입니다. 심장 근육은 유산소 대사에 크게 의존하므로, 에너지를 생성하려면 지속적인 산소 공급이 필요합니다. 심장은 ATP 생산을 위해 거의 전적으로 미토콘드리아의 과정에 의존하며, 이러한 산소 의존적 신진대사를 지원하기 위해 심장 근육에는 광범위한 혈관과 산소를 저장하는 단백질인, 고밀도 미오글로빈이 포함되어 있어, ATP 생산을 위한 지속적인 산소 공급 제공이 가능합니다. 미토콘드리아는 에너지를 생성하는 소기관으로, 세포 부피의 상당 부분을 차지하여 심장이 에너지 수요를 충족할 수 있도록 돕습니다. 두 번째는 연료원으로의 사용입니다. 심장은 여러 유형의 기질을 대사 하는 능력을 포함하여 다양한 몸의 연료로 사용됩니다. 정상적인 조건에서 주요 에너지원인 지방산은 미토콘드리아에 산화되어 ATP를 생성합니다. 특히 심장은 작업량이 증가하는 기간이나 산소가 제한되는 허혈 또는 운동 중에 포도당을 활용할 수 있으며, 이는 당분해와 산화적 인산화를 통해 처리됩니다. 운동이나 스트레스를 받는 동안에는 골격근에서 생성된 젖산염을 에너지원으로 사용할 수도 있습니다. 마지막은 피로에 대한 저항력입니다. 장시간 운동하면 피로해지는 골격근과 달리, 심장근은 피로에 강하여 지속적인 산소 공급이 가능합니다. 또한, 심장은 젖산을 효율적으로 대사 하기 때문에 골격근의 근육 피로를 유발하는 젖산 축적으로 인해 고통받는 경우가 거의 없습니다.
관련 질병 및 상태
몸 전체에 혈액을 펌핑하는 데 필수적인 심근에 문제가 생길 경우, 심근과 관련된 질병 및 상태로 인해 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 아래는 심장근 관련 질병 및 상태에 대한 자세한 내용입니다. 첫 번째는 심근병증입니다. 이 병은 혈액을 효과적으로 펌프질 하는 능력을 손상시키는 질병 중 하나로, 이는 여러 유형이 있습니다. 가장 흔한 형태는 확장성 심근병증이며, 이는 심장의 심실이 비대해지고 약해져 펌핑 효율이 감소하는 것을 말합니다. 이러한 상태는 시간이 지남에 따라 심부전증으로 이어질 수 있습니다. 이 외에도 심장 근육이 비정상적으로 두꺼워져 심장이 일을 제대로 못하게 하는 비대성 심근병증, 심근이 뻣뻣해져 혈액을 채우는 능력이 제한되는 제한성 심근병증, 우심실의 근육조직이 반흔조직이나 지방으로 대체되어 부정맥을 일으키는 부정맥성 심근병증 등이 있습니다. 두 번째는 심장마비라고도 불리는 심근경색입니다. 이는 일반적으로 관상동맥 중 하나의 혈전으로 인해 심장 근육으로 가는 혈류가 차단될 때 발생하며, 산소를 공급받지 못한 심장 부분이 죽기 시작합니다. 심근경색의 주요 원인은 관상동맥에 콜레스테롤 플라크와 지방 침전물이 쌓이는 관상동맥질환으로, 플라크가 파열되면 혈전이 형성되어 동맥을 막을 수 있습니다. 세 번째는 심부전증입니다. 이는 심장 근육이 너무 약해지거나 경직되어 혈액을 효과적으로 펌프질 할 수 없는 상태를 말하며, 좌심실, 우심실 또는 둘 다에 영향을 미칠 수 있습니다. 심부전증의 주요 원인으로는 관상동맥질환, 심근병증, 심장마비, 고혈압, 심장판막 질환 등이 있습니다. 네 번째는 심근염입니다. 이는 심근에 생기는 염증으로, 보통 바이러스 감염으로 인해 발생하지만, 박테리아, 곰팡이, 자가면역 질환 또한 이 질병을 유발할 수 있습니다. 다섯 번째는 심낭염입니다. 이는 심장을 둘러싸고 있는 얇은 주머니인 심낭에 염증이 생긴 것으로, 주로 심낭에 영향을 주지만, 체액이 축적되거나 흉터 조직이 발생하는 경우에도 영향을 줄 수 있습니다. 그 외에도 부정맥, 허혈성 심장 질환, 판막 심장 질환 등이 포함됩니다.