# 안정 상태에서 미주신경 활동이 증가할 때 동방결절에서 일반적으로 나타나는 반응은?

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> subject: 국민연금공단 심사직 전공 모의고사 6회

## 문제

안정 상태에서 미주신경 활동이 증가할 때 동방결절에서 일반적으로 나타나는 반응은?

## 보기

1. 발화 빈도 증가
2. 발화 빈도 감소 **✔ 정답**
3. 심실 근육으로 구조 전환
4. 활동전위 진폭의 무한 증가
5. 심실 판막의 능동적 개방

**정답: 2**

## 해설

미주신경의 부교감 자극은 동방결절의 발화 빈도를 줄여 심박수를 낮춘다. 판막은 압력차에 따라 수동적으로 열리고 닫힌다. 신경 자극은 세포의 기능을 조절하며 세포 종류를 바꾸지 않는다.

[근거] OpenStax Anatomy and Physiology 2e, Chapter 19 — https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e/pages/19-chapter-review

## 심화 해설

미주신경은 심장의 동방결절(sinoatrial node, SAN)에 작용하여 심박수를 낮추는 방향으로 자율신경계 균형을 조절합니다. 안정 상태에서 미주신경 활동이 증가하면 동방결절 박동조율 세포(pacemaker cell)의 자발적 발화 빈도가 감소하는데, 이는 활동전압의 4상 탈분극(phase 4 depolarization) 기울기가 완만해지기 때문입니다.

미주신경 말단에서 분비된 아세틸콜린(acetylcholine)은 동방결절 세포막의 M2 무스카린 수용체에 결합하고, 이는 Gαi/o 신호전달을 활성화합니다. 이후 G 단백질 βγ 소단위(Gβγ)가 직접 아세틸콜린 활성 칼륨 통로(K_ACh)를 열어 칼륨 유출을 증가시키고, 동시에 HCN4 통로를 비롯한 재미있는 전류(funny current, I_f)와 칼슘 전류를 억제합니다. 그 결과 확장기 탈분극 속도가 느려져 다음 활동전압이 발생하기까지의 시간이 길어지므로 발화 빈도가 감소합니다 [2][4].

미주신경 자극에 의한 동방결절 발화 억제는 Gβγ-K_ACh 경로가 핵심이며, 이 경로가 차단되면 부교감신경에 의한 심박수 감소 효과가 약화됩니다. Gβγ 기능이 저하된 형질전환 생쥐에서는 부교감신경 자극에 대한 심박수 반응이 손상되었고 [4], 동방결절에서 RGS4 단백질은 Gαi/o 신호를 억제하여 부교감신경 긴장도를 조절하는 역할을 했습니다 [2].

흥미로운 점은 HCN4 통로가 부교감신경 반응의 크기를 제한하는 완충 역할을 한다는 것입니다. HCN4 발현을 조건부로 억제(knockdown)한 생쥐에서는 경부 미주신경 자극(cervical vagus nerve stimulation, CVNS)에 대한 반응이 강화되어 동방결절 발화가 더 쉽게 억제되었고, 심한 경우 완전한 동정지(sinus pause)까지 유발되었습니다 [1]. 이는 HCN4가 정상적으로는 과도한 미주신경 억제로부터 동방결절의 자발적 발화를 안정화한다는 것을 의미합니다.

혼동 주의! 미주신경은 동방결절의 발화 빈도를 낮추지만, 심실 근육세포로의 구조 전환이나 활동전압 진폭 증가, 심실 판막의 능동적 개방과는 무관합니다. 판막은 압력 차이에 의해 수동적으로 열리고 닫히며, 활동전압 진폭은 미주신경 자극으로 무한히 증가하지 않습니다.

핵심! 동방결절에서 미주신경 활성 증가는 발화 빈도 감소로 나타나며, 이는 K_ACh 통로 개방과 I_f 억제를 통한 확장기 탈분극 지연으로 설명됩니다 [2][4]. HCN4 통로는 이러한 부교감신경 반응을 약화시켜 동방결절 발화의 안정성을 유지하는 조절 인자입니다 [1].참고 문헌 (논문 출처)

- [1]HCN4 pacemaker channels attenuate the parasympathetic response and stabilize the spontaneous firing of the sinoatrial node.일반논문Kozasa Y, Nakashima N, Ito M, Ishikawa T, Kimoto H, Ushijima K (2018) · DOI: 10.1113/JP275303

- [2]RGS4 regulates parasympathetic signaling and heart rate control in the sinoatrial node.일반논문Cifelli C, Rose RA, Zhang H, Voigtlaender-Bolz J, Bolz SS, Backx PH (2008) · DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.108.180984

- [4]Impaired parasympathetic heart rate control in mice with a reduction of functional G protein betagamma-subunits.일반논문Gehrmann J, Meister M, Maguire CT, Martins DC, Hammer PE, Neer EJ (2002) · DOI: 10.1152/ajpheart.00565.2001

## 임상 시나리오

미주신경과 동방결절 발화 조절부교감신경 활성 시 심박수 감소 기전
미주신경 말단에서 분비된 아세틸콜린은 동방결절의 M2 무스카린 수용체에 결합하여 Gβγ 신호를 활성화한다.

Gβγ는 K_ACh 통로를 직접 열어 칼륨 유출을 증가시키고 HCN4와 칼슘 전류를 억제하여 4상 탈분극 기울기를 완만하게 만든다.

그 결과 다음 활동전위까지의 시간이 길어져 동방결절 발화 빈도가 감소하며 심박수가 낮아진다.

주의HCN4 통로는 과도한 미주신경 억제를 제한하는 완충 역할을 하므로, HCN4 기능 저하 시 경부 미주신경 자극에 의해 동정지가 유발될 수 있다.

## 핵심 개념

- **동방결절** — 우심방에 위치한 심장의 박동조율 조직으로 자발적 활동전위를 생성한다.
- **미주신경** — 부교감신경의 주요 경로로 심장에 작용하여 심박수를 감소시킨다.
- **4상 탈분극** — 박동조율 세포의 확장기 전압 상승 단계로 발화 빈도를 결정한다.
- **K_ACh 통로** — 아세틸콜린에 의해 열리는 칼륨 통로로 과분극을 유도해 발화를 억제한다.
- **HCN4 통로** — 재미있는 전류를 담당하는 통로로 확장기 탈분극에 기여하며 미주신경 반응을 조절한다.

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