심근세포 활동전위의 이해
심근세포의 활동전위(action potential)는 골격근과 달리
고원기(plateau phase, B 구간)를 가지는 것이 가장 큰 특징입니다. 이 고원기는 심근의 불응기를 길게 만들어 강직(tetanus)을 방지하고, 효율적인 박출을 가능하게 합니다. 문제에서 제시된 각 구간의 이온 기전을 정확히 이해하는 것이 중요합니다.
각 구간별 이온 기전 분석
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A 구간 (빠른 탈분극, phase 0): 전압 의존성
나트륨(Na⁺) 통로가 급격히 개방되어 Na⁺이 세포 내로 대량 유입되면서 형성됩니다. 따라서 "칼륨 유출만으로 형성된다"는 1번 보기는 틀렸습니다.
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B 구간 (고원기, phase 2): 이 구간의 핵심은
L형 칼슘(Ca²⁺) 통로를 통한 Ca²⁺의 지속적인 유입과,
칼륨(K⁺) 통로를 통한 K⁺ 유출이 균형을 이루는 것입니다. 특히, 세포 외부에서 유입된 소량의 Ca²⁺은 근소포체(sarcoplasmic reticulum)에 있는
라이노딘 수용체(ryanodine receptor, RyR2)를 자극하여 대량의 Ca²⁺을 방출시키는 '칼슘 유발 칼슘 방출(Calcium-induced calcium release, CICR)'을 일으킵니다. 이 기전을 통해 심근의 수축이 유지되므로, "칼슘 유입이 수축 지속에 관여한다"는 4번 보기가 옳습니다. 근거 자료 와
[3]은 RyR2가 심장의 흥분-수축 결합(excitation-contraction coupling)과 Ca²⁺ 항상성에 결정적인 역할을 한다는 사실을 뒷받침합니다.
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C 구간 (재분극, phase 3): L형 칼슘 통로가 닫히고, 다양한
칼륨(K⁺) 통로가 열려 K⁺이 세포 밖으로 빠져나가면서 막전위가 휴지기 전위로 돌아갑니다. 따라서 "나트륨 통로 개방이 주된 원인"이라는 3번 보기는 틀렸습니다.
오답 분석 및 임상적 의의
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2번 보기: 고원기는 동방결절(SA node) 세포가 아닌, 심실 및 심방의
작업심근세포(working cardiomyocyte)에서 뚜렷하게 나타납니다. 동방결절 세포는 느린 칼슘 통로에 의존하는 완만한 탈분극(pacemaker potential)이 특징입니다.
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5번 보기: 고원기는 심근의 활동전위 기간(action potential duration)을 길게 만들어 절대 불응기를 연장합니다. 만약 고원기가 사라지면 활동전위 기간이 짧아져 심근 수축 시간이 오히려
짧아집니다. 이는 조기 재분극 등 부정맥 발생의 기전과도 연결됩니다. 근거 자료 에서 언급된 ST분절의 변화는 심근 허혈이나 전해질 이상 시 이러한 활동전위 기간의 불균형(고원기 단축 또는 연장)이 심전도에 반영된 결과입니다.
참고 문헌 (논문 출처)
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Structural and Functional Regulation of RyR2 in Cardiac Calcium Handling and Arrhythmogenesis.일반논문Gao K, Wang W, Ling Y, Li B, Xing C, Li N, Yin X, Tao L, Li X, Qiu J, Wang X, Wei J. (2026) · DOI: 10.3390/biomedicines14030662