심부전 개요
심부전의 발생 기전을 이해하기 위해 필요한 기본 개념들을 다룬 단원이다. 시험에는 출제되지 않는 파트이므로 간단히 이해 후 넘어가면 된다.
1. 심박출량
1) 심박출량(cardiac output, CO) = 1회 박출량(stroke volume, SV) × 심박수(heart rate, HR)
2) BP = CO × SVR
3) Stroke volume: Preload↑, contractility↑, afterload↓일 때 SV 증가
(1) Preload
① 심실 수축 직전 심실에 들어있는 혈액량. 이완기말용적(end-diastolic volume, EDV)이 이를 반영함
② Frank-Starling law
• Preload가 증가하면 myofiber가 늘어나면서 contractility도 증가
• 단, 심근이 너무 늘어나면 myofiber가 끊어지면서 오히려 contractility가 줄어듦
③ 총 혈액량, 혈액의 분포, 심방 수축 등에 영향 받음
(2) Contractility
① 심근 세포의 수축력. 심근 세포 내 Ca2+ 농도가 이를 반영함
② 교감신경 작용, inotropic agent(beta agonist, dopamine, digoxin, dobutamine)에 의해 수축력 증가
③ Ischemia, cardiomyopathy, beta blocker, non-DHP CCB 등에 의해 수축력 저하
(3) Afterload
① 심실 수축으로 혈액이 방출될 때 가해지는 압력. Aortic pressure가 이를 반영함
② 체혈관 저항, 동맥 저항이 증가하면 afterload 증가
③ Laplace law: 심실벽 tension이 심실내압과 심실 지름에 비례하고, 심실 두께에 반비례
* Concentric vs eccentric hypertrophy
• Pressure overload(P 증가) → wall tension(T)을 유지하기 위해 보상 기전으로 심실 두께(h) 증가 → concentric hypertrophy(LV wall thickening > LV dilation) (hypertensive heart disease, AS 등에서 발생)
• Volume overload(r 증가) → wall tension(T)을 유지하기 위해 보상 기전으로 심실 두께(h) 증가 → eccentric hypertrophy(LV dilation > LV wall thickening) (AR 등에서 발생)
2. 심장의 주기
심실 수축(contraction) → 심실 이완(relaxation) → 심실 충만(filling) → 심방 수축(atrial contraction)
아래 주기 중 하나라도 문제가 생기면 심부전이 발생할 수 있다.
1) 관상동맥질환, aortic stenosis, DCMP, 고혈압: 수축 과정에 문제
2) LV hypertrophy(HCMP, 고혈압), RCMP: 이완 과정에 문제
3) AF: 심방 수축 문제
* 물론 각 질환은 cardiac cycle 중 특정 부분에만 영향을 주지 않으며, 여러 부분에 동시다발적인 영향을 행사한다.
3. 심장 기능 평가
1) SV = EDV - ESV
(1) SV: Stroke volume, 약 70 mL
(2) EDV(end diastolic volume): 이완기말용적, 약 140 mL
(3) ESV(end systolic volume): 수축기말용적, 약 70 mL
2) 구출률(ejection fraction, EF) = SV/EDV
• LVEF 정상 범위: 55~70%
• LVEF: LV 수축기능 평가에 있어 가장 대표적인 지표
3) 운동 시 산소 소비량, 승모판 혈류(LV 이완기능) 등
4. 심부전 기전
심장에 1) 혈역학적 부담이 주어짐 → 2) 단기적 보상 → 3) 장기적 보상 순으로 심부전 발생
1) 혈역학적 부담
(1) Increased work load: Preload, afterload 증가
(2) Myocardial dysfunction: 근육의 이상으로 수축 혹은 이완에 문제
(3) Decreased ventricular filling: 심장으로 들어오는 혈액량이 적어 cardiac output 유지 X
2) 단기적 보상
(1) Frank-Starling law에 따라 심실이 늘어나 수축력 증가
(2) RAAS, 교감신경계 활성화: 심박수↑, 수축력↑, 말초혈관 수축으로 심장으로 가는 혈류 유지 작용
* RAAS, 교감신경계 활성은 단기적으로 cardiac output을 유지하는데 도움이 되지만, 장기적으로는 심부전을 악화시킨다. 따라서 beta blocker, ACEi/ARB가 심부전 치료로 사용된다.
3) 장기적 보상: Ventricular remodeling
① 심근세포의 생물학적 변화
② 심근세포 소실 및 섬유화
③ 좌심실 기하학적 구조 변화 및 비대화가 일어남
Harrison 21e, pp.1930-1940
허혈성 심장질환
급성 관상동맥 증후군
심부전
심부전 원인, 증상, 진단