사람은 펌프, 혈관, 순환 액체의 세 가지 주요 구성요소로 이루어진 순환계를 가지고 있습니다. 인간 심혈관계에서 중심 펌프는 심장이고, 혈관계는 혈관들로 구성되며, 순환 액체는 혈액입니다.
1. 혈액의 경로
인간의 혈액 경로는 심장에서 시작하여 온몸을 순환하는 복잡한 시스템을 가지고 있습니다. 4개의 방으로 구성된 심장은 순환계에 필수적인 기관이며 채순환과 폐순환으로 구성되어 있습니다. 심장은 심방(atrium)에서 혈액을 받아들이고, 심실에서 펌프질하여 혈액을 다음 장소로 이동 시켜줍니다. 1) 혈액 순환 경로는 먼저 우심방에서 시작합니다. 우심방에 연결된 2개의 대정맥은 산소가 부족한 혈액을 몸에서 심장으로 전달합니다. 2) 우심실로 전달되며 산소가 부족한 혈액을 2개의 폐동맥을 통해 폐로 혈액을 내보냅니다. 3) 혈액이 폐의 모세혈관으로 흐르며, 이산화탄소가 혈액 밖으로 확산하여 나가며 산소는 혈액 안으로 확산하여 들어오게 됩니다. 4) 산소가 풍부해진 혈액은 폐정맥을 통하여 심장의 좌심방으로 들어오면서 폐순환 한 사이클을 마치게 됩니다. 이후 5) 좌심방에서 좌심실로 보내어지며 산소가 풍부한 혈액은 좌심실로부터 대동맥으로 전달되어 모세혈관을 통해 세포 안팎으로 산소와 이산화탄소의 확산이 일어납니다. 6) 세포를 통해 산소가 부족한 혈액은 상대정맥으로 들어가며 이 혈액은 우심방을 통해 심장으로 들어가고, 혈액이 우심방을 지나 우심실로 들어가면서 순환과정이 종료됩니다.
정리하자면 체순환은 좌심실 - 대동맥 - 동맥 - 모세혈관 - 정맥 - 상하대정맥 - 우심방으로 진행되고, 폐순환은 우심실 - 폐동맥 - 폐 - 폐정맥 - 좌심방 순으로 진행됩니다.
2. 심장주기
심장의 심근은 심장주기라고 하는 과정을 통하여 주기적으로 수축하고 이완하며, 한 번의 심장박동은 심장주기가 한번 완전하게 순환하는 것을 의미합니다. 심장의 이완단계를 심장 이완기, 심장의 수축단계를 심장수축기라고 합니다.
심장주기는 이완기 초기, 심방수축, 심실수축, 심실 이완 4단계로 구분하여 진행합니다. 먼저 이완기 초기는 심실이 완전히 이완하여 혈액이 심방에서 심실로 이동하며, 심방과 심실 사이의 승모판과 삼천판이 열려 혈액이 심실로 흐르게 됩니다.
두 번째, 심방수축 단계로, 심방이 수축하면서 남아있는 혈액을 심실로 보냅니다. 이 과정을 통해 심실이 혈액으로 꽉 차게 됩니다. 세 번째, 심실수축 단계로, 우심실과 좌심실이 수축을 시작하고 혈액이 대동맥과 폐동맥으로 이동합니다. 이때 대동맥판과 폐동맥판이 열리고 승모판과 삼천판은 다치게 됩니다. 마지막은 심실 이완 단계입니다. 심실이 수축이 끝나고 다시 이완되며 이완기와 함께 심방에서 심실로 혈액이 이동하게 됩니다.
3. 혈관
혈관은 동맥, 정맥, 모세혈관으로 구분되며 혈액을 운반하는 역할을 합니다. 동맥은 심장에서 나온 혈액을 몸의 각 부분으로 운반하는 역할을 하며 보통 산소가 풍부한 혈액을 운반하지만, 폐순환에서는 산소가 부족한 혈액을 운반하기도 합니다. 대표적인 동맥은 대동맥, 폐동맥 등이 있습니다. 정맥은 조직에서 나온 혈액을 심장으로 보내는 역할을 수행합니다. 대부분 산소가 부족한 혈액을 운반하지만, 폐순환에서 산소가 풍부한 혈액을 운반하기도 합니다. 대표적인 정맥은 상하대정맥, 폐정맥, 대정맥 등이 있습니다. 모세혈관은 동맥과 정맥을 연결하는 미세한 혈관으로 산소와 영양분을 공급하고, 이산화탄소와 노폐물을 수거하는 역할을 담당합니다.
4. 혈액의 구성
혈액은 혈장과 혈구로 구성되어 있습니다. 혈액 부피의 절반 이상은 액체인 혈장이며, 혈액세포와 혈소판은 혈액량의 나머지를 차지합니다. 혈장은 혈액의 약 55%를 차지하며, 혈액의 액체 부분입니다. 주로 물, 단백질, 호르몬, 노폐물 등을 포함하고 있습니다. 혈구는 혈액의 약 45%를 차지하며, 적혈구, 백혈구, 혈소판이 포함되어 있습니다. 적혈구는 주로 골수에서 생성되며, 헤모글로빈이 있어, 산소와 결합하여 혈액을 통해 산소를 운반하는 역할을 합니다. 백혈구는 면역계의 주요 성분으로서, 감염에 대항해 싸울 때 백혈구의 수가 일시적으로 증가합니다. 혈소판은 골수에 있는 큰 세포로부터 떨어져 나온 막으로 싸인 세포질 조각입니다. 혈소판은 상처가 났을 때, 혈액 응고 역할을 담당합니다.
5. 심혈관 질환
심혈관 질환은 심장과 혈관에 문제가 발생하여 생기는 여러 질병을 의미합니다. 대표적으로 관상동맥질환이 있습니다. 관상동맥질환은 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥이 막히거나 좁아져 발생하는 질환입니다. 이에 따라, 심장에 충분한 혈액과 산소가 공급되지 못해 협심증이나 심근경색이 발생합니다. 협심증(Angina Pectoris)은 심장이 산소를 충분히 공급받지 못하여 가슴 통증이나 압박감을 느끼는 증상입니다. 심근경색(Myocarial Infarction)은 관상동맥이 완전히 막혀, 심장 근육이 손상되고 파괴된 상태입니다. 이에 따라 심장 기능에 여러 문제를 발생시킵니다.