심장의 구조와 기능

심장의 구조와 기능 

심장은 혈액이 전신으로 순환할 수 있는 힘을 주는 펌프입니다. 주된 역할은 산소와 영양분을 싣고 있는 혈액이 온몸에 흐르게 하는 것이며, 이를 위해 1분에 60~80회 정도 심장 근육이 수축하고 확장하는 것으로 알려져 있습니다. 심장 근육의 수축과 확장의 반복 운동이 심장 박동으로 나타나게 되는데 건강한 사람의 경우 1분에 약 70회 심장이 박동한다고 가정했을 때 1시간이면 4,200회가 되고 하루로 치면 무려 10만 회 이상을 박동하게 됩니다. 이처럼 심장은 펌프와 같은 역할을 통해 혈액을 온몸으로 순환시켜 생명이 유지될 수 있게 해 줍니다.

사람의 심장은 네 개의 방으로 이루어져 있습니다. 위의 두 개를 심방, 아래 두 개를 심실이라고 하며 심장을 기준으로 오른쪽에 있는 것을 우심방, 우심실이라 하고 왼쪽에 있는 것을 좌심방, 좌심실이라고 합니다. 피는 심방을 통해 심실로 흘러들어 가며 심방과 심실이 교대로 수축과 이완을 반복하며 온몸에 혈액을 끊임없이 공급해 줍니다. 오른쪽 심장은 온몸을 돌고 온 혈액을 받아 폐로 보내고 폐는 혈액 속의 이산화탄소를 교환해 줍니다. 산소가 풍부해진 혈액은 다시 왼쪽 심장으로 돌아와 심장의 펌프 작용에 의해 다시 온몸으로 공급됩니다.

▲심장의 구조(출처: 에듀넷)

우심방과 우심실 사이에는 삼첨판이라는 칸막이가 있고, 좌심방과 좌심실 사이에는 이첨판이라는 칸막이가 있는데 이러한 판막은 혈액이 거꾸로 흐르는 것을 막는 역할을 합니다. 심장에서 두근두근 심장 뛰는 소리가 바로 심장이 피를 몸으로 내보낼 때 판막이 떨리는 소리랍니다.

심장은 우리 몸에 이상이 생겼을 때도 스스로 박동을 계속하는 것으로 알려져 있습니다. 뇌사자가 몸의 어느 부분도 움직이지 못함에도 심장 박동을 계속하며 살아있을 수 있는 것은 심장이 스스로 뛰기 때문입니다. 이것은 우심방에 있는 동방결절이라는 근육에서 약 0.8초 간격으로 전기를 발생시키면, 발생된 전류가 심방을 따라 방실결절에 전달되고 이에 따라 심방이 완전히 수축하고, 그다음 두 개의 심실이 수축되면서 심장 박동이 지속적으로 일어나게 되는 것입니다.

하지만 심장박동의 원리가 이렇다 한 들 어떻게 이렇게 지치지 않고 뛸 수 있는가 하는 의문이 남는데요 이는 심장근육의 특성 때문입니다. 다른 대부분의 내장 기관들은 민무늬근(느리게 움직이는 반면 쉽게 피로해지지 않는 특성을 지님)으로 구성되어 있는데 반해 심장 근육은 강한 움직임을 가능하게 하는 팔다리를 구성하는 것과 같은 가로무늬근(빠르게 움직일 수 있으나 쉽게 피로해지는 특성을 지님)과 내장 기관을 끊임없이 움직이게 하는 민무늬근의 장점을 모두 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다.

▲가로무늬근과 민무늬근(출처: 에듀넷)

우리는 놀라거나 무서운 상황이 닥쳤을 때 심장 박동이 빨라지는 것을 느낄 수 있습니다. 위험을 감지하거나 낯선 상황에 처하면 몸의 운동 능력을 높이기 위해 반사적으로 심장의 운동이 빨라지게 되는 것인데, 이는 심장에서 몸의 구석구석으로 혈액을 빨리 전달함으로써 빠르거나 강력하게 움직일 수 있도록 하는 위한 것입니다. 즉, 귀신을 보았다고 착각하거나, 예상하지 못했는데 뒤에서 갑자기 사람이 나타나 놀랐을 때 반사적으로 숨을 가쁘게 몰아 쉬어 혈액에 산소를 투입하고, 심장은 산소를 가득 담은 혈액을 빠르게 몸의 구석구석으로 공급해서 근육의 운동 능력을 향상시키는 것입니다. 달리기와 같은 운동을 하면 심장 박동이 빨라지는 이유도 같은 맥락에서 해석할 수 있습니다. 즉, 온몸에 혈액을 더 빨리 보내 주기 위해 심장이 더 많은 일을 하기 때문이랍니다.

심장 박동 횟수의 변화를 측정하면 거짓말을 하고 있는지의 여부도 알아 낼 수 있습니다. 우리는 하루에 얼마나 많은 거짓말을 할까요? 보통 사람들은 10분 간의 대화에서 평균적으로 2, 3번의 거짓말을 한다고 합니다. 선의의 거짓말이 대부분이긴 하지만 말입니다. 하지만 우리 입은 거짓을 말해도 몸은 저도 모르게 진실을 말한다고 합니다. 이러한 원리를 이용한 것이 바로 거짓말 탐지기입니다.

▲거짓말 탐지기(출처: 에듀넷)

우리 몸의 신경은 손으로 물건을 집듯이 내 의지대로 움직일 수 있는 체신경, 그리고 맥박이나 체온처럼 내 뜻과는 상관없이 스스로 움직이게 하는 자율 신경, 이렇게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 거짓말을 하면 심장이 빨리 뛰고, 맥박이 빨라지고, 혈압이 오르고, 식은땀이 흐르는 생리 현상이 나타나게 되는데 이러한 호흡, 심장 박동과 같은 현상들은 자율 신경의 지배를 받는 것으로 우리가 마음대로 조절한다는 것은 거의 불가능합니다.

거짓말 탐지기는 이런 원리를 이용합니다. 거짓말을 하면서 생기는 심장 박동, 체온, 호흡, 혈압, 맥박 같은 신체의 변화를 감지하여 진실 여부를 판별하는 것이지요. 이렇게 측정된 거짓말 탐지기의 정확도는 95% 정도라고 합니다. 아직까지 직접적인 증거로 채택되지는 않지만 범죄 수사에서 범인의 자백을 이끌어 내거나 사건의 상황을 파악하는 정황 증거로 활용되고 있답니다.

[자료출처: 에듀넷]