심장이 쿵! 쾅! 뛰는 소리는 왜 생기나?

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의사는 청진기(stethoscope)로 심장이 뛰는 소리를 듣고, 청진기가 없으면 누군가의 가슴에 귀를 대면 들을 수 있다. 건강한 사람은 일반적으로 1분에 60-100회 심장이 뛴다. 1분에 70회 심장박동을 한다면, 그는 1시간 동안에 4,200회, 24시간이면 약 100,000회, 1년 동안에는 3,680만 회, 80세까지는 약 30억 회 쿵쾅거리게 된다.

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잠들거나 쉬고 있으면 심장박동은 느려진다. 그러나 심한 운동을 하면 1분에 220회 정도로 빠르게 뛰기도 한다. 심장은 '혈관'이라는 파이프와 '밸브(판막)'로 이루어진 강력한 펌프라고 할 수 있다. 즉 심장은 대정맥이라는 혈관으로 혈액을 빨아들였다가 대동맥이라는 혈관을 통해 강력하게 뿜어내는 역할을 한다. 심장의 운동은 잠시만 멈추어도 신체 세포에 영양과 산소 공급이 끊어져 생명이 위험해진다.

 

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심장에서는 1회 박동할 때마다 약 50cc의 혈액을 펌핑한다. 그러므로 1분 동안에는 약 6리터, 1시간이면 360리터, 24시간 동안에는 8,640리터, 1달이면 약 260,000리터의 혈액이 순환하게 된다. 심장의 이런 동력을 물리적인 힘으로 계산하면 1회 박동에 1.03W의 에너지가 작용한다고 한다.

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심장을 박동하도록 유도하는 것은 심장 근육이 수축할 때 생기는 전자기이다. 이 전자기의 힘은 뇌에서 나오는 전자기보다 약 60배 강하다. 병원에서 뇌파 검사와 심전도 검사를 할 때 나타나는 파형은 바로 뇌와 심장에서 나오는 전자기력에 의한 것이다.

 

 

 

심장박동을 보여주는 켬퓨터 에니메이션 영상이다. 심장은 수백만 개의 튼튼한 근육세포로 이루어져 있다. 심장 근육은 일생 쉬지 않고 신축 운동을 하여 대정맥으로는 혈액을 끌어들이고 대동맥으로는 혈액을 내보낸다. 밸브가 열리고 닫히는 모습을 잘 보아두자.

 

 

 

 

위 그림에서 심장 구조를 좌우 반대로 나타낸 것은 자신의 앞가슴에 놓인 심장 모습을 보여주기 때문이다. 온몸을 거쳐 심장으로 돌아온 피는 우심방 위의 대정맥(super vena cava)을 통해 우심방(right atrium)으로 들어와 삼첨판(tricuspid valve)이라는 열려 있는 밸브를 지나 아래의 우심실로 내러간다(푸른색으로 표현). 한편 동시에 폐에서 산소를 공급받은 혈액은 폐정맥(pulmonary veins)을 통해 좌심방(left atrium)으로 들어와 승모판(mitral valve)이라는 밸브를 지나 아래의 좌심실(left venticle)로 내려간다.

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우심실과 좌심실이 혈액으로 가득해질 때 좌우 두 심실의 근육이 힘차게 수축한다. 이때 우심실의 피는 폐동맥판(pulmonary valve)을 통과한 후 폐동맥(pulmonary artery)을 빠져나간 뒤 폐로 들어가 산소를 공급받는다. 한편 좌심실의 혈액은 대동맥판(aortic valve)을 통과하여 대동맥(aorta)으로 나가 온몸으로 가게 된다.

 

심장박동 과정과 쿵! 쾅! 소리의 발생 원인

위의 심장 그림을 보면서 심장 속에서 혈액이 이동하는 과정을 알아보자.

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1- 심장 박동은 상부의 우심방과 좌심방 2개의 방에서 동시에 각각 시작된다. 온몸을 돌아온 혈액은 산소가 소모된 상태로 우심방에 들어오고, 좌심방에는 폐를 거쳐오면서 산소를 가득 공급받은 혈액이 유입된다.

2- 두 방에 들어온 피는 심방 아래에 있는 더 크고 강력한 근육으로 이루어진 우심실과 좌심실로 밀려 들어간다.

3- 우심실과 좌심실 내부가 혈액으로 가득해지면 밸브가 닫쳐버리므로 혈액은 심방으로 되돌아가지 못한다. 이렇게 밸브가 닫힐 때 그 진동으로 쿵! 소리가 발생한다.

4- 이어서 심실이 수축하면서 우심실에서는 산소가 소모된 혈액을 폐동맥을 통해 폐로 밀어보내고, 폐로 들어간 혈액은 산소를 공급받는다.

5- 한편 좌심실에서는 산소가 가득 담긴 혈액을 대동맥을 통해 온몸으로 나가도록 밀어낸다.

6- 이때 우심실과 좌심실에서는 밸브가 역류하지 못하도록 닫히면서 쾅! 하는 소리가 발생한다.

 

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심장은 조화로운 4인조 밴드

위에서 설명한 심장의 규칙적인 동작(근육 움직임)은 뇌가 조정한다. 이것은 마치 4인조 밴드의 연주처럼 정확하게 이루어진다. 심장이 박동하도록 자동적으로 조정하는 부분(natural pace maker)을 동방결절(洞房結節 sinus node)이라 한다. 동방결절은 우심방 꼭대기에 위치하며, 그것의 크기는 쌀알 2개 정도이다.

 

 

사람은 일생동안 쿵쾅거리는 심장을 가슴 안에 넣고 살지만, 그곳에서 왜 박동소리가 발생하는지에 대해서는 잘 생각해보지 않는다. 손목에서 확인되는 맥박은 심장 박동 때 손목의 동맥에서 느껴지는 혈류의 압력 변화이다.

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인체가 가진 모든 기관은 귀중하지 않은 것이 없지만, 그중에 가장 중요한 부분을 찾는다면 첫째는 신체의 모든 기능을 관장하는 뇌일 것이고, 두 번째는 모든 세포에 영양과 산소를 공급하는 심장일 것이다. 이 두 기관에서 나오는 인체의 전기는 뇌파계와 심전도계로 확인할 수 있다. 뇌파이든지 심전도이든지 하나가 멈추면 모든 기능이 정지할 것이다. 알고 보면 심장은 참으로 오묘한 최고 성능과 효율울 가진 운동기관이다. - YS

 

 

 

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