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1.4.17.3: 순환계 - 생물학

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학습 목표

  • 순환계의 구조와 기능 확인

순환계는 생명을 유지하는 데 매우 중요합니다. 적절한 기능은 모든 세포에 산소와 영양소를 전달하고 이산화탄소, 노폐물을 제거하고 최적의 pH를 유지하며 면역 체계의 요소, 단백질 및 세포의 이동성을 담당합니다. 선진국에서 두 가지 주요 사망 원인인 심근경색증과 뇌졸중은 수년간 악화되면서 서서히 그리고 점진적으로 손상된 동맥계의 직접적인 결과입니다. 순환계에는 심장, 혈관, 혈액, 림프관 및 림프관이 포함됩니다. 그러나 우리는 종종 이것을 주요 심장 기관인 심장에 연결하는 혈관 네트워크로 생각합니다. 보다 정확하게는 심장과 직접 연결된 혈관망은 바로 혈액과 혈관이지만, 용어를 보고 놀라지 마십시오 순환기 그리고 심혈관 바꿔서 사용합니다. 여기에서 우리는 혈액을 운반하는 심장과 혈관 네트워크에 초점을 맞추고 있습니다.

심장

심장은 가슴에서 생명을 주고 끊임없이 뛰는 근육입니다. 자궁 안에서부터 죽을 때까지 쿵쾅거리는 소리가 계속됩니다. 평균적인 인간의 심장은 약 30억 번 수축합니다. 결코 쉬지 않고, 박자 사이의 몇 초를 제외하고는 휴식을 취하기 위해 멈추지 않습니다. 80세가 되면 사람의 심장은 계속해서 하루 평균 10만 번 박동합니다. 많은 사람들은 심장이 제 기능을 하는 첫 번째 기관이라고 믿습니다. 태아가 이 페이지의 대문자보다 크지 않더라도 수태 후 몇 주 이내에 심장은 몸에 영양분을 공급하는 임무를 시작합니다. 심장의 주요 기능은 동맥, 모세혈관 및 정맥을 통해 혈액을 펌프질하는 것입니다. 성인의 몸 전체에 약 60,000마일의 선박이 있습니다. 혈액은 산소, 영양소, 질병을 일으키는 바이러스, 박테리아, 호르몬을 운반하며 다른 중요한 기능도 가지고 있습니다. 심장은 혈액을 적절히 순환시키는 펌프입니다. 오늘날 미국인들은 심장과 순환계를 돌볼 수 있는 많은 선택권을 가지고 있습니다. 의료 기술의 확장으로 그렇게 하기가 훨씬 쉬워졌습니다.

심장은 주먹만한 크기의 속이 빈 근육질 기관입니다. 반복적이고 리드미컬한 수축을 통해 혈관을 통해 혈액을 펌핑하는 역할을 합니다. 심장은 이 기관에서만 발견되는 비자발적 근육 조직인 심장 근육으로 구성됩니다. "심장"이라는 용어(심장학에서와 같이)는 "심장과 관련된"을 의미하며 "심장"을 의미하는 그리스어 kardia에서 유래합니다. 4개의 챔버가 있는 이중 펌프가 있으며 폐 사이의 흉강에 있습니다. 심장 근육은 자체적으로 흥분하므로 자체 전도 시스템을 가지고 있습니다. 이것은 의식적 또는 반사적 신경 자극을 필요로 하는 골격근과 대조적입니다. 심장의 리드미컬한 수축은 자발적으로 발생하지만 주파수나 심박수는 운동이나 위험 인식과 같은 신경 또는 호르몬 영향에 의해 변경될 수 있습니다.

심혈관계

동맥

동맥은 심장에서 혈액, 산소가 공급되고 산소가 제거된 혈액을 운반하는 근육 혈관입니다. 폐동맥은 산소가 제거된 혈액을 폐로 운반하고 전신 동맥은 산소가 함유된 혈액을 신체의 나머지 부분으로 운반합니다. 동맥에는 3개의 층으로 구성된 두꺼운 벽이 있습니다. 내부층은 내피라고 하며, 중간층은 대부분 평활근, 외부층은 결합 조직입니다. 동맥벽은 두꺼워서 혈액이 압력을 받으면 벽이 확장될 수 있습니다.

세동맥

세동맥은 확장되어 모세혈관으로 이어지는 작은 동맥입니다. 세동맥에는 두꺼운 평활근 벽이 있습니다. 이 평활근은 수축(혈관 수축 유발) 및 이완(혈관 확장 유발)할 수 있습니다. 이 수축과 이완은 혈압에 영향을 미칩니다. 확장된 혈관 수가 많을수록 혈압이 낮아집니다. 세동맥은 육안으로 볼 수 있습니다.

모세혈관

모세혈관은 신체의 혈관 중 가장 작은 것입니다. 그들은 동맥과 정맥을 연결하고 조직과 가장 밀접하게 상호 작용합니다. 그들은 신체에 매우 널리 퍼져 있습니다. 총 표면적은 약 6,300 평방 미터입니다. 이 때문에 어떤 세포도 모세관에서 50마이크로미터 이상 떨어져 있지 않습니다. 모세혈관의 벽은 모든 혈관의 내부 안감인 내피 ​​세포의 단일 층으로 구성됩니다. 이 층은 산소, 물 및 지질과 같은 분자가 확산에 의해 통과하여 조직으로 들어갈 수 있을 정도로 얇습니다. 이산화탄소 및 요소와 같은 폐기물은 혈액으로 다시 확산되어 신체에서 제거하기 위해 운반될 수 있습니다.

"모세혈관층"은 몸 전체에 존재하는 모세혈관 네트워크입니다. 이 침대는 필요에 따라 언제든지 "열리고" "닫을" 수 있습니다. 이 과정을 자동 조절이라고 하며 모세혈관 침대는 일반적으로 언제든지 보유할 수 있는 혈액 양의 25%를 넘지 않습니다. 세포의 대사 활동이 많을수록 영양분을 공급하는 데 더 많은 모세혈관이 필요합니다.

정맥

정맥은 혈액을 심장으로 운반합니다. 폐정맥은 산소가 함유된 혈액을 심장으로 운반하고 전신 정맥은 산소가 제거된 혈액을 심장으로 운반합니다. 혈액량의 대부분은 정맥계에서 발견됩니다. 주어진 시간에 약 70%. 정맥 외벽은 동맥과 동일한 3개의 층을 가지고 있지만, 차이점은 내부 층에 평활근이 부족하고 외부 층에 결합 조직이 적기 때문입니다. 정맥은 동맥에 비해 혈압이 낮고 혈액을 심장으로 되돌리려면 골격근의 도움이 필요합니다. 대부분의 정맥에는 중력으로 인한 역류를 방지하기 위해 정맥 판막이라는 단방향 판막이 있습니다. 또한 두꺼운 콜라겐 외층이 있어 혈압을 유지하고 혈액이 고이는 것을 막는 데 도움이 됩니다. 사람이 오랫동안 가만히 서 있거나 누워 있으면 정맥에 혈액이 축적되어 정맥류를 유발할 수 있습니다. 혈액이 흐르는 속이 빈 내부 공동을 루멘(lumen)이라고 합니다. 근육층은 정맥을 수축시켜 더 많은 혈액을 순환시킵니다. 정맥은 의학적으로 혈류에 접근할 수 있는 지점으로 사용되어 검사 목적으로 혈액 표본(정맥 천자)을 채취하고 체액, 전해질, 영양 및 약물 주입(정맥 내 전달)을 가능하게 합니다.

정맥

정맥은 산소가 제거된 혈액이 모세혈관층에서 더 큰 정맥으로 되돌아갈 수 있도록 하는 작은 정맥입니다. 단, 폐회로에서 혈액이 산소를 공급받는 경우는 예외입니다. Venules에는 세 개의 레이어가 있습니다. 그들은 평활근이 덜한 동맥과 같은 구성을 가지고 있어 더 얇아집니다.

학습 목표

인간 순환계에 대한 빠른 조사를 위해 이 비디오를 시청하십시오.

이 버전의 텍스트에서 YouTube 요소가 제외되었습니다. 여기에서 온라인으로 볼 수 있습니다: pb.libretexts.org/bionm2/?p=510


1.4.17.3: 순환계 - 생물학

근육은 신체의 4가지 주요 조직 유형 중 하나이며 신체에는 골격근, 심장 근육 및 평활근의 세 가지 유형의 근육 조직이 있습니다(그림 7.2). 세 가지 근육 조직은 모두 몇 가지 공통점을 가지고 있습니다. 흥분 원형질막이 전기적 상태(분극에서 탈분극으로)를 변경하고 막의 전체 길이를 따라 활동 전위라고 하는 전기파를 보낼 수 있기 때문입니다. 신경계는 심장과 평활근의 흥분성에 어느 정도 영향을 미칠 수 있지만 골격근은 제대로 작동하기 위해 신경계의 신호에 완전히 의존합니다. 반면에, 심장 근육과 평활근은 모두 호르몬 및 국소 자극과 같은 다른 자극에 반응할 수 있습니다.

세 가지 근육 유형의 차이점에는 수축성 단백질의 미세한 조직, 신체의 위치 및 제어 메커니즘이 있습니다. 액틴과 미오신 단백질은 골격근과 심근 모두에 있는 개별 근육 세포(섬유라고 함)의 세포질에 매우 규칙적으로 배열되어 줄무늬라고 하는 패턴 또는 줄무늬를 만듭니다. 줄무늬는 고배율 광학 현미경으로 볼 수 있습니다(그림 7.2 참조). 골격근 섬유는 골격근을 구성하는 다핵 구조입니다. 심장 근육,심장 내에서 발견되는 1~2개의 핵을 가진 섬유를 가지고 있으며 물리적, 전기적으로 서로 연결되어 있어 전체 심장이 하나의 단위로 수축합니다. 골격근은 뼈에 부착되어 있으며 수의적 통제를 나타내는 반면 심장 근육은 비자발적입니다.

액틴과 미오신이 규칙적으로 배열되어 있지 않기 때문에 부드러운 근육, 평활근 섬유(단 하나의 핵만 있는)의 세포질은 균일하고 줄무늬가 없는 모양을 가지고 있습니다(결과적으로 평활근이라는 이름이 됨). 그러나 평활근의 덜 조직화된 모양이 덜 효율적인 것으로 해석되어서는 안 됩니다. 동맥벽의 평활근은 순환계를 통해 혈액을 내보내는 데 필요한 혈압을 조절하는 중요한 구성 요소이며 피부, 내장 기관 및 내부 통로의 평활근은 신체의 모든 물질을 이동시키는 데 필수적입니다. 심장 근육과 마찬가지로 평활근은 무의식적으로 조절됩니다.

심장 근육

심장 근육 조직은 심장에서만 발견됩니다. 심장 근육의 고도로 조정된 수축은 혈액을 순환계의 혈관으로 펌핑합니다. 골격근과 유사하게, 심장 근육은 골격근과 동일한 밴딩 조직을 갖는 근절로 줄무늬 및 조직화됩니다(그림 7.3). 그러나 심장 근육 섬유는 골격근 섬유보다 짧고 일반적으로 세포의 중앙 영역에 위치한 하나의 핵만 포함합니다. 심장 근육 섬유는 또한 ATP가 주로 호기성 대사를 통해 생성되기 때문에 많은 미토콘드리아와 미오글로빈을 보유합니다. 심장 근육 섬유 세포는 또한 광범위하게 분지되어 있고 삽입된 디스크에 의해 그 끝에서 서로 연결되어 있습니다. NS 삽입된 디스크 심장 근육 세포가 파동 모양으로 수축하여 심장이 펌프 역할을 할 수 있도록 합니다.

부드러운 근육

평활근(세포에 줄무늬가 없기 때문에 명명됨)은 방광, 자궁, 위, 내장과 같은 속이 빈 기관의 벽과 순환계의 동맥 및 정맥과 같은 통로의 벽에 존재합니다. , 및 호흡기, 비뇨기 및 생식 기관(그림 7.4ab). 평활근은 또한 홍채의 크기를 변경하고 수정체의 모양을 변경하는 기능을 하는 눈과 추운 온도 또는 두려움에 반응하여 머리카락이 직립하도록 하는 피부에 존재합니다.

인터랙티브 링크

조직 샘플을 더 자세히 탐색하려면 University of Michigan WebScope를 확인하십시오.

평활근 섬유는 방추형(중간이 넓고 양쪽 끝이 가늘어지며 약간 축구공과 비슷함)이며 약 30~200개의 범위에 있는 단일 핵을 가지고 있습니다. μm(골격근 섬유보다 수천 배 짧음)이며 자체 결합 조직인 근내막을 생성합니다. 그들은 줄무늬와 근절이 없지만 평활근 섬유에는 액틴과 미오신 수축 단백질, 두껍고 얇은 필라멘트가 있습니다.


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