혈관(血管, blood vessel)은 동물의 체내에서 혈액이 흐르는 관(管) 구조로, 심장과 함께 순환계를 구성하여 산소와 영양분을 온몸의 조직에 공급하고 이산화탄소와 노폐물을 수거하는 역할을 한다.
구조
혈관은 크게 동맥(artery), 정맥(vein), 모세혈관(capillary)으로 나뉜다.
동맥과 정맥의 혈관벽은 일반적으로 세 층으로 이루어져 있다.
- 내막(tunica intima): 가장 안쪽 층으로, 혈관 내강과 직접 맞닿는 단층 편평상피(내피세포, endothelium)와 그 아래의 얇은 결합조직층으로 구성된다.
- 중막(tunica media): 중간층으로, 주로 고리 모양으로 배열된 민무늬근(smooth muscle)과 탄성섬유로 이루어져 있다. 자율신경의 조절을 받아 수축·이완하며 혈관 직경과 혈류를 조절한다.
- 외막(tunica adventitia): 가장 바깥층으로, 콜라겐 섬유와 탄성 섬유가 포함된 결합조직으로 이루어져 있으며 혈관을 주변 조직에 고정시킨다.
모세혈관은 내피세포 한 층과 그 기저막만으로 이루어져 있어 중막과 외막이 없으며, 이 얇은 구조 덕분에 조직과의 물질 교환이 원활하게 일어난다.
분류
동맥(Artery)
심장에서 나온 혈액을 온몸의 조직으로 보내는 혈관이다. 심장 수축의 높은 압력을 견디도록 벽이 두껍고 탄력성이 풍부하다. 대동맥(aorta)과 같은 큰 동맥은 탄성 동맥(elastic artery)으로 분류되며, 중막에 다수의 탄성판이 있어 혈압 변동을 흡수한다. 말초로 갈수록 근육 동맥(muscular artery)으로 바뀌어 민무늬근이 발달하며 혈류 조절 기능이 강화된다. 동맥은 점차 가늘어져 세동맥(arteriole)이 되고, 이후 모세혈관으로 이어진다.
정맥(Verin)
조직에서 사용된 혈액을 다시 심장으로 되돌리는 혈관이다. 동맥에 비해 혈압이 낮으므로 혈관벽이 얇고 탄력성이 적다. 많은 정맥에는 혈액의 역류를 방지하는 정맥판(venous valve)이 있어, 특히 사지(팔, 다리)에서 혈액이 중력에 역류하지 않도록 돕는다. 정맥은 동맥보다 내강 직경이 크고, 혈액량의 약 64%가 정맥계에 분포한다.
모세혈관(Capillary)
세동맥과 세정맥을 연결하는 가장 가느다란 혈관으로, 직경이 약 5~10μm 정도이다. 혈관벽이 단층 내피세포로만 이루어져 있어 산소, 이산화탄소, 영양소, 노폐물이 확산을 통해 조직과 혈액 사이에서 자유롭게 교환된다. 모세혈관은 온몸에 그물망처럼 퍼져 있으며, 총 단면적이 가장 넓어 혈류 속도가 가장 느리다(약 0.3mm/s).
기능
- 물질 운반: 산소, 영양분, 호르몬 등을 조직에 공급하고 이산화탄소와 노폐물을 제거한다.
- 혈압 유지: 동맥과 세동맥의 수축·이완을 통해 혈압을 조절한다.
- 체온 조절: 피부 혈관의 확장과 수축을 통해 열 방출을 조절한다.
- 생리적 감지: 혈관벽에 분포한 압력 수용체(baroreceptor)가 혈압 변화를 감지하여 심혈관계 반사를 유도한다.
혈류역학
혈류량(Q)은 혈관 양 끝의 압력차(ΔP)에 비례하고 혈관 저항(R)에 반비례한다. 푸아죄유 법칙(Poiseuille's law)에 따르면 혈관 저항은 반지름의 네제곱에 반비례하므로, 혈관 직경의 미세한 변화만으로도 혈류량이 크게 조절될 수 있다. 혈압은 대동맥에서 가장 높고(수축기 약 120mmHg, 이완기 약 80mmHg), 모세혈관을 거치면서 점차 낮아져 대정맥에서는 약 2~5mmHg 수준이 된다.
관련 질환
- 죽상경화증(atherosclerosis): 동맥벽에 콜레스테롤, 지방, 칼슘 등이 침착되어 혈관이 좁아지거나 막히는 질환.
- 고혈압(hypertension): 혈관 내 압력이 지속적으로 높은 상태로, 혈관벽 손상과 각종 심혈관 질환의 위험 요인이다.
- 동맥류(aneurysm): 혈관벽의 약한 부위가 풍선처럼 부풀어 오르는 상태로, 파열 시 심각한 출혈을 유발할 수 있다.
- 혈전증(thrombosis): 혈관 내에 혈전(blood clot)이 형성되어 혈류를 막는 상태.
- 정맥류(varicose vein): 정맥판의 기능 부전으로 혈액이 역류하여 정맥이 비정상적으로 확장되고 꼬이는 상태.
어원
한자어 '혈관(血管)'은 '피 혈(血)'과 '대롱/피리 관(管)'의 합성어로, '피가 흐르는 관'이라는 뜻이다.
