핵심 해설
이 문제는 심장의 전기적 활동, 특히 심근세포와 전도계의 활동전위(動作電位, Action Potential) 발생 기전에 대한 기본 이해를 묻고 있어요. 임상병리사가 심전도(ECG)를 이해하기 위해 반드시 알아야 하는 핵심 생리학 개념입니다.
1.
정답 근거 (Answer Rationale): 1번 보기가 옳습니다.
핵심! 심근세포의 활동전위는 탈분극(Depolarization)과 재분극(Repolarization) 과정으로 나뉩니다. 재분극은 전압 의존성 칼륨 통로(Voltage-gated K+ Channel)가 열리면서
칼륨 이온(K+)이 세포 밖으로 급격히 유출되어 막 전위가 원래의 안정막 전위(약 -90mV)로 돌아가는 과정입니다. 이는 심전도에서 T파가 형성되는 전기적 기반입니다.
2.
오답 분석 (Distractor Analysis):
- ②번 푸르킨예 섬유는
혼동 주의! 동방결절(SA node) 및 방실결절(AV node)과 달리
빠른 반응 섬유(Fast Response Fiber)로, 활동전위 발생 시
나트륨 이온(Na+)의 급속 유입에 의존합니다. 반면, 동방결절과 방실결절은 느린 반응 섬유(Slow Response Fiber)로 칼슘 이온(Ca2+)에 의존합니다.
- ③번 방실결절(AV node)의 자발적 탈분극 속도는 분당 40~60회로,
동방결절(SA node, 분당 60~100회)보다 느립니다. 따라서 심박동수(심박조율기, Pacemaker)는 가장 빠른 동방결절에 의해 결정됩니다.
- ④번 심근세포의
안정막 전위(Resting Membrane Potential, 약 -90mV)는 주로
칼륨 평형 전위(K+ Equilibrium Potential, EK)에 의해 유지됩니다. 이는 세포막의 K+ 투과성이 높아 K+이 세포 내외 농도 구배에 따라 확산되기 때문입니다.
- ⑤번 동방결절에서 발생한 전기적 자극은 먼저 심방을 탈분극시킨 후, 방실결절에서 지연되어 심실로 전도됩니다. 이는
심방과 심실이 순차적으로 수축하여 효율적인 혈액 박출을 가능하게 합니다.
개념 정리
심근세포 활동전위 단계와 주요 이온 이동:
| 단계 | 주요 이온 이동 | 심전도 상 |
|---|
| 0기 (급속 탈분극) | Na+ 급속 유입 (Fast Response) / Ca2+ 유입 (Slow Response) | QRS파 (심실 탈분극) |
| 1기 (초기 재분극) | K+ 유출, Na+ 유입 중단 | J점 |
| 2기 (평형기, Plateau) | Ca2+ 유입 (L-type), K+ 유출 (지연) | ST분절 |
| 3기 (급속 재분극) | K+ 급속 유출 | T파 |
| 4기 (안정막 전위) | Na+/K+ ATPase, K+ 투과성 우세 | TP분절 |
한눈에 비교!
| 구분 | 동방결절 (SA Node) | 방실결절 (AV Node) | 푸르킨예 섬유 (Purkinje Fiber) |
|---|
| 반응 유형 | 느린 반응 (Slow Response) | 느린 반응 (Slow Response) | 빠른 반응 (Fast Response) |
| 탈분극 의존 이온 | 칼슘 (Ca2+) | 칼슘 (Ca2+) | 나트륨 (Na+) |
| 자발적 탈분극 속도 (분당) | 60~100회 (가장 빠름) | 40~60회 | 15~40회 |
| 기능 | 일차 심박조율기 | 자극 전달 지연 | 심실 내 빠른 전도 |
국시 빈출 포인트
심전도 기본 파형(P, QRS, T)과 각각이 해당하는 심장의 전기적 활동(심방 탈분극, 심실 탈분극, 심실 재분극)을 연결하는 문제가 자주 출제됩니다. 또한, 허혈(Ischemia), 손상(Injury), 괴사(Infarction)에 따른 ST분절 변화나 T파 역전(T wave inversion) 같은 심전도 이상 소견과 활동전위 단계를 연결하는 고난도 문제도 대비하세요.
기출 변형 주의!
"심근경색(Myocardial Infarction, MI) 환자의 심전도에서 ST분절 상승(STEMI)이 나타나는 이유는?" → 이는 활동전위 2기(평형기)의 지속 시간이 단축되거나 소실되어, 정상 심근과 허혈 심근 사이에 전위차가 발생하기 때문입니다. 단순히 이온만 외우지 말고, 병태생리와 연결 지어 이해해야 합니다.