[생물 임용 노트]순환- 2) 근세포

심장의 수축은 자체적으로 일어나는 활동 전위에 의해 일어나고 이러한 성질을 자동 주기성이라고 한다.

자동 주기성 세포(autorhythmic cell)

• 실제로 수축하지 않고, 활동 전위의 시작과 전도에 특화된 세포들이다.
• 박동원 세포 : 활동 전위를 시작하고 심장의 박동을 조절한다. 특정 부위에 집중적으로 분포한다.
  • 동방결절 : 우심방 벽에 존재하는 특수조직으로 박동원 세포로 구성되어 있다.
  • 방실결절 : 심방과 심실 사이 격벽에 존재하는 박동원 세포로 구성된 조직이다.
• 전도 섬유 : 활동 전위를 빠르게 전도하는 역할을 한다.
  • 히스 속(bundle of His) : 방실결절에서 시작하여 심실 간 격벽으로 발달된 세포들의 관이다.
  • 푸르키녜 섬유(Prukinje fiber) : 히스 속에서 연장되어 심실 근육에 퍼져있는 섬유이다.

박동원 전위와 활동 전위

박동원 전위와 활동 전위

박동원 세포의 채널

• Na⁺ 채널 : 항상 열려 있고 투과 가능한 채널로 수동적인 유입이 일어난다. I_f 채널이다.
• K⁺ 채널 : 항상 열려 있고 투과 가능한 채널로 수동적인 유출이 일어난다. I_f 채널이다.
• Ca²⁺ 채널
  • T형 Ca²⁺ 채널 : 탈분극 후반기에 열려 유입시키는 채널이다.
  • L형 Ca²⁺ 채널 : 역치 전위 도달시 열리는 전압 의존성 채널이다.
• 전압 의존성 K⁺ 채널 : 신경 세포가 갖는 일반적인 전압 의존적 K⁺ 채널이다.

오름상 - 활동 전위 발생 직전까지

• Na⁺ 유입량이 K⁺ 유출량 보다 많아 서서히 막이 탈분극 되기 시작한다.
• 탈분극 후반기 T형 Ca²⁺ 채널이 열려 역치 전위에 도달한다.
• 막전위가 양성이 되면 I_f 채널이 서서히 닫히기 시작한다.

활동 전위 구간

• 역치 전위 도달시 L형 Ca²⁺ 채널이 열려 Ca²⁺이 대거 유입되어 활동 전위가 생성된다.
• 활동 전위에 의해 전압 의존성 K⁺ 채널이 열려 K⁺의 유출이 일어나 재분극 된다.

활동 전위의 전도 및 전달

• 박동원 세포에서 만들어진 활동 전위는 간극연접에 의해 다른 심장근 세포와 자동 주기성 세포로 전도된다.
• 동방결절에서 주로 활동 전위가 생성되며, 방실결절이나 다른 박동원 세포는 자체적인 활동전위 형성 전에 이미 동방결절에서 온 활동 전위에 의해 탈분극 된다.
• 만약 동방 결절 기능 이상시 다음으로 빠른 탈분극을 일으키는 방실결절이 이 역할을 대신한다.

수축성 세포(contractile cell)

스스로 활동전위를 생성하지 않고 수축을 시키는 기계적인 일을 담당한다.

수축기작

심근 세포의 탈분극 → 세포막의 전압 의존성 Ca²⁺ 채널 열림 → 유입된 Ca²⁺가 라노린 수용체(RYR)에 결합해 수용체를 활성화시킴 → Ca²⁺ 자극성 Ca²⁺ 방출로 활동 전위가 지속(긴 불응기를 가짐) → Ca²⁺ 결합으로 수축이 시작 → Ca²⁺-ATPase에 의해 다시 칼슘이 저장됨

수축성 세포와 활동 전위

• 오름상 : Na⁺의 막 투과성의 폭발적 변화로 +30mv까지 급상승한다. 이후 Na⁺ 투과성이 휴지기 때의 수준으로 떨어진다.
• 안정상 : 느린 Ca²⁺ 채널 활성화와 K⁺의 투과성이 낮아진다.
• 내림상 : Ca²⁺ 채널의 불활성화와 K⁺ 채널의 활성화로 막전위가 하강한다.
• 활동 전위의 지속 시간이 250ms으로 매우 길다. 수축은 300ms 정도 지속된다.
• Na⁺ 채널이 초기에 불활성화되어 긴 불응기를 갖는다. 이는 심근 수축이 끝나기 전까지 재자극, 수축, 강축을 억제하는 역할을 한다.