심장의 활동전위(action potential)는 세포 유형에 따라 탈분극을 일으키는 주된 이온 통로가 다르다. 동방결절(sinoatrial node, SA node)은 자동능(automaticity)을 가진 박동조율 세포(pacemaker cell)이고, 심실근(ventricular myocyte)은 빠른 전도와 강한 수축을 담당하는 작업근 세포(working myocyte)이다. 두 세포 모두 활동전위를 만들지만, 탈분극의 속도와 모양이 다른 이유는
탈분극을 주도하는 이온이 서로 다르기 때문이다.
동방결절 세포의 느린 탈분극
동방결절 세포의 활동전위 0기(phase 0)는
칼슘 이온(Ca²⁺)의 유입으로 만들어진다. 동방결절 세포에는 심실근처럼 빠른 나트륨 통로(fast Na⁺ channel)가 거의 없고, 대신
L형 칼슘 통로(L-type Ca²⁺ channel)가 열리면서 탈분극이 일어난다. 칼슘 통로는 나트륨 통로보다 열리는 속도가 느리고, 유입되는 이온의 양도 적어서 활동전위의 기울기가 완만하다. 또한 동방결절의 4기(phase 4)에서는
재미있는 전류(funny current, If)와 T형 칼슘 통로(T-type Ca²⁺ channel)를 통해 서서히 탈분극이 진행되는데, 이것이
동방결절이 스스로 박동을 만들어내는 자동능의 핵심 기전이다.
[1]에서 동방결절의 자동능이 cAMP-PDE4 경로에 의해 조절된다고 보고한 것은, 동방결절의 박동 생성이 이온 통로의 활성 변화에 민감하게 반응함을 보여준다.
심실근 세포의 빠른 탈분극
심실근 세포의 활동전위 0기는
나트륨 이온(Na⁺)의 빠른 유입으로 만들어진다. 심실근 세포막에는
전압 개폐성 나트륨 통로(voltage-gated Na⁺ channel)가 매우 풍부하게 분포한다. 막전위가 역치(threshold)에 도달하면 이 통로들이 순간적으로 열리면서 나트륨 이온이 세포 안으로 폭발적으로 유입되고, 막전위가 급격히 상승한다.
[4]는 심실근 세포에서 후기 나트륨 전류(late Na⁺ current, I
NaL)가 활동전위 지속시간(action potential duration, APD)에 기여한다고 보고하였다.
[3]에서도 심부전 상태에서 후기 나트륨 전류가 증가하면 심실근의 활동전위가 비정상적으로 길어져 부정맥이 유발될 수 있다고 설명한다. 이는
심실근의 탈분극과 활동전위 모양이 나트륨 이온의 흐름에 크게 의존함을 보여준다.
| 구분 | 동방결절 세포 | 심실근 세포 |
|---|
| 주요 탈분극 이온 | 칼슘 이온(Ca²⁺) | 나트륨 이온(Na⁺) |
| 탈분극 속도 | 느림(완만한 기울기) | 빠름(가파른 기울기) |
| 자동능 | 있음(박동조율 세포) | 없음(자극 전도에 의존) |
| 0기 담당 통로 | L형 칼슘 통로 | 전압 개폐성 나트륨 통로 |
혼동 주의! 동방결절의 4기 자발적 탈분극에는 나트륨 이온이 관여하는 재미있는 전류(I
f)가 기여하지만, 문제에서 묻는
0기 탈분극을 주로 만드는 이온은 칼슘이다. 심실근의 재분극에는 칼륨 이온(K⁺)이 중요하지만, 빠른 탈분극을 만드는 이온은 나트륨이다.
핵심! 동방결절은 칼슘, 심실근은 나트륨이 0기 탈분극의 주된 이온이다.
참고 문헌 (논문 출처)
- [1]
Differential control of cardiac pacemaker activity by PDE4 subfamily members.일반논문Pereira De Vasconcelos W, Mesirca P, Breidenstein A, Varin A, Torre E, Morais-Pinto E, Bouchard L, Bouadjel K, Leroy J, Lechène P, Lefebvre F, Fournier N, Algalarrondo V, Conti M, Rochais F, Benitah JP, Pidoux G, Fischmeister R, Gomez AM, Mangoni ME, Vandecasteele G, Mika D. (2026) · DOI: 10.1093/cvr/cvag201
- [3]
Targeting Arrhythmogenic Late Sodium Current by FHF1A-Derivative FixR in Heart Failure Cardiomyocytes.일반논문Hegyi B, Angsutararux P, Chakouri N, Mahling RW, Fossier L, Nguyen HM (2026) · DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.126.328204
- [4]
Basal late sodium current is a significant contributor to the duration of action potential of guinea pig ventricular myocytes.일반논문Song Y, Belardinelli L (2017) · DOI: 10.14814/phy2.13295