심장주기를 묘사하는 다른 방법은 그림 14-17b에서 볼 수 있는 압력-부피 그래프를 이용하여 설명하는 것이다. 이 그림은 심장주기 동안에 일어나는 부피의 변화를 X 축에, 압력의 변화를 y 축에 나타냈다. 심장을 통한 혈액의 흐름은 모든 액체와 기체의 흐름을 지배하는 원리와 같은 원리로 이해해야 한다. 즉, 유동은 고압력 부위에서 저압력 부위로 흐른다. 심장이 수축할 때 압력은 상승하고 혈액은 심장 밖으로 흘러나와 저압력 부위로 흐른다. 그림 14-17b에서는 체순환으로 혈액을 보내는 좌심실에서 일어나는 압력과 부피의 변화를 볼 수 있다. 심장의 좌측은 더 짧은 폐순환으로 보내는 우측보다 고압력이 된다.
주기는 A 지점에서 시작한다. 심실은 수축이 끝나면 한 주기 동안 가질 수 있는 최소량의 혈액을 가진다. 이완되면 압력은 최소점에 이른다. 혈액은 폐정맥에서 심방으로 들어온다.
일단 심방의 압력이 심실의 압력을 초과하면, 심방과 심실 사이에 있는 승모판(이첨판, 방실판)이 열린다(그림 14-17b, A 지점). 심방의 혈액은 이제 심실로 들어오고 심실의 부피는 증가한다(A 지점에서 A’ 지점으로). 혈액이 안으로 들어오면 이완하고 있는 심실은 팽창하여 들어오는 혈액을 받아들인다. 결과적으로 심실의 부피는 증가하지만 압력은 거의 올라가지 않는다.
심실 유입의 마지막 단계는 심방 수축에 의해 이루어진다. 심실은 이제 심장주기 동안에 채울 수 있는 혈액의 최대 부피에 도달하게된다(B 지점). 최대 부피는 심실 이완(확장기)의 끝에 일어나기 때문에 이때의 부피를 확장기말 부피(end-diastolic volume, EDV)라고 한다. 휴식 중인 70 kg의 성인 남자의 경우 확장기말 부피는약 135 mL이다. EDV는 조건에 따라 달라진다. 예를 들어 가장 높은 심장박동 속도를 갖는 시기의 심실은 박동 사이에 혈액이 완전히 채워질 시간이 없기 때문에 확장기말 부피는 135 mL보다 적어진다.
심실 수축이 시작될 때 승모판은 닫힌다. 방실판과 반월판이 모두 닫히면 심실에 있는 혈액은 어느 곳으로도 가지 못한다. 그럼에도 불구하고 심실은 계속해서 수축한다. 이런 등적성 수축은 심실의 압력을 빠르게 상승시킨다(그림 14-17b의 B → C). 일단 심실의 압력이 대동맥보다 커지면 대동맥판이 열린다(C 지점). 심실이 더욱 수축하면서 심실의 압력은 증가하지만 혈액이 심실에서 대동맥으로 나가면 심실의 부피는 감소한다(C → D).
심장에서 심실이 수축할 때 혈액이 완전히 제거되지는 않는다. 수축의 종말 시기에 심실에 남아 있는 혈액량을 수축기말 부피(endsystolicvolume, ESV) 라고 한다. ESV(D 지점)는 한 주기 동안에 심실이 수용할 수 있는 혈액의 최소량이다. 쉬고 있는 사람이 갖는 평균 ESV는 65 mL이다. 이는 수축의 초기 지점에서의 심실의 부피인 135 mL의 반으로 수축이 거의 끝났을 때 남아 있는 양이다.
심실 수축의 종말에는 심실이 이완된다. 그렇게 되면 심실의 압력은 떨어진다. 심실의 압력이 대동맥의 압력보다 떨어지면 반월판은 닫히고 심실은 다시 완전히 봉합된 방이 된다. 이완의 나머지 단계는 혈액 부피의 변화 없이 진행한다. 따라서 이 시기를 등적성 이완(isovolumic relaxation)이라 한다(그림 14-17b의 D → A). 심실의 압력이 심방의 압력보다 낮아지는 지점에 이르면 승모판(이첨판)이 열리고 다시 심장주기는 시작한다. 심장주기에서 일어나는 전기적，물리적 사건들을 그림 14-18에 요약하였다. 이는 이 그림을 만든 생리학자의 이름을 따서 위거스그림 (Wiggers diagram) 이라 한다.
참고자료: 인체생리학 제7판, 지은이 Dee Unglaub Silverthorn, 옮긴이 고영규 김명준 김재호 민계식 박세호 박헌용 백자현 설원기 윤계순 윤치영 윤화경 장종수 조쌍구
