심장의 기능3(혈관계)

혈관계

혈관계의 목적과 기능은 다양하다.
- 신체 여러 조직에 영양분을 공급하기 위해 혈액이 심장에서부터 순환하기 위한 도관의 제공
- 세포의 노폐물을 배설기관으로 옮김
- 조직액이 다시 순환계로 흘러 들어가는 림프액의 흐름을 허용
- 재순환을 위해 혈액을 심장으로 보냄

혈관 체계는 동맥과 정맥으로 나뉜다. 동맥 계에서 혈액은 큰 도관인 동맥에서 세동맥이라 불리는 작은 혈관을 지나 모세혈관으로 이동한다. 정맥 계에서 혈액은 모세혈관에서부터 소정맥을 지나 큰 정맥으로 이동하여 대정맥을 통과하여 심장으로 들어가 재순환한다.

 (1) 동맥 계
동맥 계의 일시적인 기능은 신체 여러 조직에 산소와 영양을 공급하는 것이다. 영양물은 동맥에서 세동맥으로, 더 작은 말초 세동맥으로 그리고 모세혈관으로 운반된다. 이러한 연결망 내에서 영양물을 삼투, 확산, 여과의 주요 과정을 통해 모세혈관 막을 통하여 교환한다.
동맥 계는 산소와 영양공급을 위해 혈액을 여러 조직으로 운반한다. 조직의 단계에서 영양분과 화학물질, 신체 방어 물질들은 특정 조직의 필요에 따라 세포의 노폐물을 윟 분배되고 교환된다. 동맥은 노폐물을 재처리하거나 제거하기 위해 배설기관(예; 신장과 폐)으로 세포 노폐물을 운반한다. 혈관은 또한 조직의 체온조절에도 관여한다. 혈액은 열 손실을 촉진하기 위해 피부로 보내질 수도 있고 혈액 보존을 위해 피부로부터 안쪽으로 보내질 수도 있다.
혈압(blood pressure;BP)은 혈관 벽에 의해 발생하는 혈액의 압력이다. 큰 동맥 혈관 내의 압력은 매우 높으며(약 80~100mmHg), 혈액이 모세혈관 가까워질수록 낮아진다(약 25mmHg). 혈액이 우심방에 들어갈 때쯤에는 혈압이 약 0~5mmHg이다. 혈압을 유지하기 위해서는 혈액량, 심실 수축력과 혈관 저항이 필수적이다. 혈압은 주로 소동맥의 저항에 의해서뿐만 아니라 혈류의 양이나 심박출량에 의해서 결정된다.

* 혈압 = 심박출량 X 말초혈관 저항

심박출량이나 전체 말초혈관 저항을 증가시키는 어떤 요인이든지 혈압을 상승시킨다. 일반적으로 혈압은 비교적 연속적으로 동일한 수준에서 유지된다. 그러므로 전체 말초혈관 저항의 상승이나 감소는 심박출량의 상승이나 감소와 각각 연관된다. 세 가지의 기전이 혈압을 중재하고 조절한다.

* 화학수용기와 압력수용기로부터의 충격에 반응해 교감신경계의 활동을 흥분시키거나 억제하는 자율신경계
* 혈류의 변화를 감지하고 레닌-앤지오텐신-알도스테론 기전을 활성화하는 신장
* 조직 수준(tissue level)에서 교감신경을 자극하기 위해 여러 호르몬(카테콜라민,  세로토닌, 히스타민)을 분비하는 내분비계

수축기 혈압(Systolic BP)은 심장의 매 수축과 함께 좌심실이 혈액을 대동맥으로 분비하기 위해 발생시키는 압력 또는 혈의 양을 나타낸다. 이완기 혈압(Diastolic BP)은 심장의 이완 단계 동안 동맥에 의해 유지되는 압력 또는 혈의 양을 나타낸다.
혈압은 자율신경계의 교감신경과 부교감신경의 균형에 의해 조절된다. 교감신경계와 부교감신경계 활동의 변화는 신체의 여러 조직에 있는 감각수용기에 의해 보내지는 신호에 반응해서 일어나는 것이다. 압력수용기나 화학수용기, 신장(stretch)수용기를 포함하는 이러한 수용기들은 신체의 생화학이나 생리학적인 변화들에 다르게 반응한다.
압력수용기는 대동맥궁과 내경동맥이 시작되는 부분에 있고 상승한 혈압에 의해 동맥의 벽이 늘어나게 되면 자극받는다. 이러한 압력수용기로부터 나오는 신호는 뇌 교와 수질에 위치한 혈관 운동신경 중추를 억제한다. 이 중추의 억제는 혈압의 하강을 초래한다.
경동맥 내와 대동맥궁을 따라 있는 1~2mm의 조직은 말초 화학수용기(peripheral chemoreceptors)로 알려져 있다. 이 수용기는 저산소혈증(동맥혈 산소분압의 감소 PaO2)에 일차적으로 민감하다. 자극을 받으면 혈관 수축반응을 활성화하고 혈압을 상승시키기 위해 미주신경을 따라 자극을 보낸다. 중심 화학수용기는 과탄산증(이산화탄소분압의 증가 PaCO2)과 산증에 의해서도 자극받는다. 그러나 중추신경계통에 대한 이산화탄소의 직접적인 영향은 화학수용기를 자극해서 발생시키는 영향보다 10배는 강하다. 
신장수용기(stretch receptor)는 대정맥과 우심방에 위치하고 압력과 혈액량 변화에 민감하다. 환자가 저혈량일 때 혈관에 있는 신장수용기는 줄어든 부피나 압력을 감지하고 중추신경계로 더 적은 신호를 보낸다. 이러한 반사작용은 심박동 수를 증가시키고 말초혈관을 수축시키도록 교감신경계를 자극한다.
신장 또한 심 맥관 활동을 조절하는 데 도움을 준다. 신장의 혈류나 혈압이 낮아질 때 신장은 염분과 물을 계속 축적한다. 혈압은 체액의 유지나 레닌-앤지오텐신-알도스테론 기전에 의해 상승하는 경향이 있다. 이 기전은 혈관 수축과 염분 정체의 결과이다(체액 정체도 나타난다). 혈관 용적은 뇌하수체 후엽에서 나오는 항이뇨호르몬(vasopressin)의 분비에 의해 조절된다.
다른 요인들 역시 심 순환계에 영향을 줄 수 있다. 감정적인 행동은 교감신경계를 자극하여 혈압과 심박동 수를 상승시킨다. 운동과 같은 신체활동의 증가 역시 혈압과 맥박수를 높인다. 체온의 조직은 신진대사 요구에 영향을 주므로 결국 혈액의 공급에 영향을 준다. 저체온증의 경우 조직은 더 적은 영양분을 요구하게 되고 혈압은 떨어지게 된다. 한편 고체 온 증에서는 조직의 대사 요구량은 더욱더 증가하고 혈압과 맥박수가 증가한다.