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저작권 관련 주의 사항

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Academic year: 2022

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한국대학교육협의회 부설 한국교양기초교육원

서울특별시 금천구 서부샛길 606 대성디폴리스A 23층 Tel. 02-6919-3952 E-mail. konige@kcue.or.kr

저작권 관련 주의 사항

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3. 본 저작물은 핵심 생명과학(ISBN:9788992709996, 장수철, 김응빈, 이준행 공저, ㈜ 바이오사이언스 출판)의 강의보조자료입니다.

4. 본 저작물은 저작권법에 의해 보호되고 있으며, 무단 도용 및 불법복제 및 전송으로 인해 저작권 침해 시 법적 책임이 따를 수 있습니다.

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37장 동물의 순환

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37.1 순환계란?

o 물질 교환 장치

▶ 비교적 구조가 간단한 동물

- 세포들이 확산에 의해 주변 환경과 물질 교환

- 해면, 자포, 편형동물: 제대로 된 순환계 대신 두 층 의 세포로 이루어진 위수강이 순환계 역할을 수행 비교적 복잡한 동물

- 여러 조직과 기관들로 순환계 구성

- 영양소와 O2를 필요한 부위의 세포로 수송, 세포로 부터 CO2와 노폐물을 외부로 배출

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o 순환계의 세 가지 요소

▶ 순환하는 액: 척추동물의 경우, 혈액이 해당

▶ 순환액이 이동하는 통로인 연결관: 척추동물의 경우 혈관이 해당

▶ 순환액을 이동시키는 근육성 펌프, 심장 - 근육성 심장과 신경성 심장으로 분류

- 근육성 심장: 척추동물에서 발견되며 박동원이 근육 이고 심장에 위치

- 신경성 심장: 박동원이 심장 밖의 근육신경에서 유래 하고 절지동물에서 발견된다.

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37.2 순환계는 개방 또는 폐쇄되어 있다.

o 개방순환계는 순환액이 직접 몸속 기관을 둘 러싸고 있다.

▶ 대부분의 무척추동물에서 발견된다.

개방순환계에서 심장으로부터 나가는 혈림프액을 공동으로 보낸다. 체강으로 들어간 혈림프액은 심장 벽에 있는 구멍들을 통해 심장으로 다시 유입된다.

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o 폐쇄순환계는 혈관 내에서만 혈액이 움직이고 세포사이액과 섞이지 않는다.

▶ 환형동물, 오징어, 문어 등 일부 무척추동물과 모든 척 추동물에서 발견된다.

▶ 물질교환은 혈액과 세포사이액 사이 그리고 세포사이 액과 세포들 사이에서 일어난다.

▶ 혈관이 동맥, 정맥, 모세혈관으로 구분된다.

- 동맥에서는 심장으로부터 비교적 높은 압력의 혈액 을 내보내고, 이 혈액이 모세혈관으로 유입된다.

- 모세혈관으로 들어온 혈액과 조직 사이에서 영양소 와 노폐물이 교환된다.

- 정맥은 심장으로 혈액을 수송

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o 심혈관계의 적응은 척추동물의 계통을 잘 반 영한다.

▶ 어류, 양서류, 파충류는 2개, 조류는 3개, 포유류는 4 개의 방으로 이루어진 심장을 지닌다.

▶ 혈액의 이동 경로인 동맥, 모세혈관, 정맥이 갖춰지고 물질교환 양상이 정교해진다.

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37.3 단일순환과 이중순환

o 단일순환

▶ 혈액의 전체 순환 동안 심장을 한 번 지나가는 순환을 한다.

- 이 경우 심장은 심방과 심실 각각 하나로 되어 있다.

- 물속에 사는 경골어류, 가오리, 상어 등 이 해당

▶ 아가미에서 산소를 흡수하고 노폐물을 배출하며, 아가 미 외의 다른 조직에서는 다른 조직 주변에 존재하는 모세혈관을 통해 산소를 얻고 노폐물을 방출한다.

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o 이중순환

▶ 공기로 호흡하게 된 모든 척추동물은 이중 혈액순환고 리로 진화하였다.

▶ 혈액의 전체 순환 동안 폐나 피부 그리고 심장 등을 두 번 지나가는 이중순환을 하여 뇌를 비롯한 많은 기관 에 혈액이 더 활발하게 공급되게 한다.

- 양서류, 파충류, 포유류 등이 해당

- 포유류의 경우, 폐순환고리와 체순환고리로 구성됨

▶ 폐 또는 피부로부터 얻어진 산소는 체순환고리로 유입 이 체순환고리에서 필요한 조직에 산소나 영양분을 공 급하고 노폐물을 흡수한 후, 다시 산소를 얻기 위해 폐 순환고리 혹은 폐피부순환고리로 이동

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▶ 파충류나 포유류의 경우 모세혈관망이 폐에 퍼져 있다.

이를 폐순환고리라 하고 폐와 피부에 퍼져 있으면 폐 피부순환고리라 한다.

▶ 심장, 대동맥, 동맥, 소동맥, 모세혈관망, 소정맥, 정맥, 대정맥 등의 순서로 혈액이 순환됨.

▶ 심장의 심실은 수축하여 혈액을 내보내고 심방은 혈 액을 받는다.

▶ 포유류의 이중 혈액순환고리에서 심방은 각각 우심방, 좌심방으로, 심실은 각각 우심실, 좌심실로 나누어진다.

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37.4 심장은 순환계의 핵이다-포유류를 중심으로

o 포유류의 심장은 심근세포로 이루어진 4개의 방을 갖는다-우심방, 좌심방, 우심실, 좌심실.

o 심장의 혈액 수송

▶ 위쪽 2개의 심방은 아래쪽 2개의 심실로 혈액을 내보 내고, 심실의 수축은 높은 압력으로 동맥 안으로 혈액 을 밀어내 혈액을 순환시킨다.

▶ 판막이 혈액 역류를 방지한다.

- 방실판막: 좌우 심방과 심실 사이에 존재

- 반달판막: 심실에서 동맥으로 나가는 곳에 위치

- 반달판막의 이상: 혈액이 역류하게 되어 심장잡음이 생김

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o 심장에 의한 혈액의 순환

▶ 폐순환고리

- 우심실에서 혈액을 폐로 보내는 것으로 시작, 폐에서 는 산소의 보충과 이산화탄소의 배출이 일어남.

- 산소가 풍부해진 혈액이 다시 좌심방으로 유입

▶ 체순환고리

- 좌심방에서 들어온 혈액은 좌심실에 의해 온몸을 순 환하도록 펌프된다.

- 혈액은 우심방을 통해 다시 심장으로 들어온다.

▶ 상대정맥과 하대정맥은 온 몸에서 유래한 혈액(고농도 의 이산화탄소를 포함)을 우심방과 우심실을 거쳐 폐 로 수송.

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o 심장의 박동

▶ 수축기와 이완기

- 수축기: 심실의 수축으로 혈액을 내보내는 시기 - 이완기: 이완 및 혈액을 받아들이는 시기로 반월막판 이 닫힌다.

- 혈액이 심방에 차면서 생기는 압력에 의해 방실막판 이 열려 혈액이 심실로 유입된다.

- 심실이 수축하면서 방실막판은 닫히고 반달막판이 열려 대동맥과 폐동맥으로 혈액이 쏟아져 나간다.

▶ 심박출량

- 심장이 1분 동안 체순환계로 내보내는 혈액의 양.

- 심장박동수(맥박, 1분 동안 심장이 박동하는 수)와 일회박출량에 의해 조절된다.

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o 심장은 규칙적으로 움직이도록 조정된다.

▶ 포유류에서 심장박동은 심장 자체에서 시작된다.

▶ 상대정맥과 심방이 만나는 곳에 있는 자율주기성 세포 - 동방결절: 우심방에 위치한 박동원인 세포들로 심장 박동을 조절

- 동방결절에서 시작된 전기 충격은 심장 벽을 타고 빠 르게 번져 방실결절에 도달.

- 방실결절: 우심방 우심실 경계에 위치. 자극을 지연 후 (약 0.1초 정도) 가지다발과 푸르키네 섬유를 타 고 전도함

- 이러한 지연은 심실이 수축하기 이전에 심방이 완전 히 수축하는 결과를 낳는다.

▶ 박동원에 영향을 주는 요인: 호르몬, 체온, 운동

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37.5 혈관을 통해 혈액순환이 일어난다

o 혈류와 혈압

▶ 혈류의 속도는 혈관 지름에 의해 영향을 받는다

▶ 동맥, 소동맥, 모세혈관으로 혈관 각각은 갈수록 지름 이 좁아지지만 전체 혈관의 단면적이 넓어진다.

▶ 혈압은 심장의 수축 및 이완을 통해 변화된다.

- 심실이 수축하면 그 힘이 전달되어 동맥이 팽창했다 가 원래의 상태로 회복하면서 혈압이 발생

- 혈압은 심실 수축기에 가장 높게 나타나는데, 이때의 혈압을 수축기혈압이라 부른다. 심실이 이완된 상태 에서의 혈압을 이완기혈압이라 부른다.

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o 순환계의 혈관들은 여러 구획으로 나뉜다.

▶ 동맥: 심장에서 각 기관까지 혈액이 이동하는 통로

▶ 정맥: 혈액이 모여 심장으로 들어가는 경로

▶ 모세혈관은 얇고 투과성이 있는 막으로 둘러싸인 미세 혈관이며 각 기관에 퍼져 있다. 모세혈관망은 모세혈관 들이 그물처럼 형성한 망이다.

▶ 혈관을 흐르는 혈액의 속도와 압력은 관을 흐르는 유체 의 물리 법칙을 따른다.

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o 혈관의 구조와 기능

▶ 혈관은 혈액이 잘 흐르도록 설계되어 있다.

- 강(cavity): 혈액이 흐르는 공간으로 내피층으로 둘러 싸여 있다.

- 내피(endothelium)층: 편평 세포의 단일층으로 되어 있고 혈액이 잘 흐르도록 매끄러운 내벽을 형성

- 내피를 둘러싼 구조: 혈관의 종류에 따라 다름

▶ 모세혈관은 가장 가는 혈관으로

- 적혈구가 겨우 빠져나갈 수 있을 정도의 내경을 지님 - 내피와 기저막으로만 이루어진 매우 얇은 벽을 가지 고 있다.

- 혈액과 세포사이액의 물질 이동이 잘 이루어짐

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▶ 동맥과 정맥은 내피층을 둘러싸는 두 개의 층을 갖는다.

- 바깥층의 탄력섬유층: 혈관의 팽창 및 회복을 돕는다.

- 안쪽 층에는 내피와 결합조직 사이에 평활근과 탄력 섬유층이 있다.

- 동맥의 내피 두께는 정맥의 3~4배. 동맥의 두꺼운 벽은 심장으로부터의 강한 혈압을 견디고 심장이 이 완기에도 높은 혈압을 유지

▶ 신경이나 호르몬이 동맥의 평활근을 조절하여 각 신체 부위에 흐르는 혈액의 양을 조절

▶ 정맥에는 판막이 있어 혈액의 흐름을 한 방향으로 흐르 게 하며 역류를 방지

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o 림프계는 여유분의 세포사이액을 모아서 정맥 혈로 되돌려 보낸다.

▶ 림프계: 신체 거의 모든 곳에 분포하는 매우 방대한 관 들의 네트워크

▶ 림프관: 림프액(림프계의 세포사이액)을 수집하여 정맥

으로 수송

▶ 림프절, 비장, 흉선, 편도선: 림프계를 구성하고 몸의 보호와 방어에 관여

▶ 림프절: 목 양쪽, 겨드랑이, 그리고 복부와 흉강의 가운 데부분에 집중적으로 분포한다. 림프절 내부에는 항체 형성 백혈구와 대식세포가 존재하여 세균, 바이러스, 세포조각을 포식

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37.6 혈액은 몸을 순환하면서 필수적이고 다양한 기능을 수행한다

o 혈액의 기능 ① 물질 수송

② 내부 pH와 일정한 염도 유지 ③ 면역세포와 항체의 이동경로 ④ 체온 조절

o 혈액은 세포성 요소(혈구세포와 혈소판)가 혈

장에 퍼져 있는 것이다.

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o 수송을 하는 혈장에는 많은 성분이 녹아 있다.

▶ 성분: 산소, 이산화탄소; 영양분인 당류(포도당, 이당류, 다당류)와 아미노산; 여러 종류의 염; 필수 영양분; 신호 전달분자 및 호르몬

▶ 세 종류로 구분되는 단백질이 있다.

- 알부민: 가장 많고 삼투압 유지와 pH 완충에 중요 - 글로불린: 지방과 지용성 비타민을 수송. 면역글로불 린은 항체와 면역반응에 기여

- 피브리노겐: 혈액응고에 중추적인 역할

▶ 혈장에 존재하는 이온: 나트륨이온과 염소이온이 가장 흔하며, 중탄산이온은 혈액의 pH를 일정하게(7.4) 유지

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o 적혈구는 주로 혈액의 산소를 운반한다.

▶ 납작한 원형 모양

▶ 헤모글로빈: 적혈구가 적색을 띠게 하고, O2와 결합

▶ 헤모글로빈은 일산화탄소와 비가역적으로 결합하게 되 면 생명을 잃을 수 있다.

o 다섯 종류의 백혈구: 식세포작용을 통해 체내 의 일차적 방어수단을 제공

o 혈소판은 복잡한 과정을 통해 혈액을 응고시

킨다.

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o 혈액응고

▶ 혈관이 파손되었을 경우, 과다한 출혈을 막기 위해 혈액 응고는 대단히 중요하다.

▶ 출혈 시 불활성 상태의 피브리노겐은 피브린으로 전환되 고 피브린은 혈소판을 비롯한 여러 응고인자들과 서로 엉겨붙는다.

▶ 혈우병: 혈액응고가 일어나지 않는 유전적인 질병

▶ 혈전: 혈관이 파손된 상태가 아닌 정상적인 상태에서 혈관 내에 생성된 혈소판의 덩어리나 응결체

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o 심혈관계 이상

▶ 산소가 부족하면 적혈구생성인자(erythropoietin, EPO) 에 의해 적혈구 생성이 증가한다.

▶ 선진국에서 최고의 사망원인은 심혈관계 질환

▶ 혈관내벽에 지질이나 조직이 쌓여 결과적으로 동맥경화,

고혈압, 심장마비, 뇌졸중 등의 질환이 유발된다.

참조

관련 문서

1. 본 자료는 강의하시는 교육자를 위해 ㈜바이오사이언스 출판에서 제공하는 것으로, 실제 강의가 이루어지는 대학 강의실에서만 사용될 수 있으며, 일반 사설 학원이나

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