1. 호흡계통의 기능과 구조
1) 호흡계통의 기능
ㆍ 가스교환
ㆍ 의사소통
ㆍ 후각
ㆍ 산염기 균형
: 이산화탄소를 제거해서 체액의 pH 조절을 도움. 과다한 이산화탄소는 물과 반응해서 산을 축적하며 pH가 비정상적으로 낮아진 경우를 산증이라고 함.
ㆍ 복부 내용물의 배출
: 발살바조작(Valsalva maneuver), 일시적으로 숨을 참는 것은 배뇨, 배변, 출산 동안의 복부 내용물을 배출함.
2) 호흡계통의 구조
■ 상부호흡기계와 하부호흡기계
① 상부호흡기계(Upper respiratory system) : 머리부터 인두까지
② 하부호흡기계(Lower respiratroy system) : 후두덮개부터 폐까지
(1) 코
코의 콧대는 뼈로 형성되어 있어 있음.
① 부비동(paranasal sinus)
콧구멍과 연결되어 얼굴 뼈 안에 있는 빈 공간으로 머리 뼈 안에 있는 눈과 뇌를 외부 충격으로부터 보호함.
외부에서 들어오는 공기를 가온 및 가습하며, 비강 내 압력 조절을 돕고 점막에서 생성된 분비물을 배출함.
(2) 인두(pharynx)
인두, 즉 목구멍은 후두의 뒤쪽 비공에서 확장된 근육형 깔때기임. 비인두(nasopharynx), 구강인두(oropharynx), 후두인두(laryngopharynx)로 구성되어 있음.
비인두(nasopharynx)는 연구개 위쪽 공간으로 공기 통로 역할을 하며, 인두편도(림프조직)가 있음. 중이(가운데 귀)에서 비인두로 귀인두관(유스타키오관)이 열려 있는데, 이는 코와 목에서의 감염이 중이염을 야기할 수 있다는 점을 설명해줌.
(3) 후두(larynx)
후두, 즉 음성 상자는 9개의 연골과 근육으로 구성된 방임. 음식물이 기도로 들어가는 것을 방지하고 소리를 생성함.
갑상연골은 9개의 연골 중 가장 큰 연골로 방패 모양이라 방패연골이라고도 칭함. 여기에는 흔히 아담의 사과라고 말하는 후두융기, 즉 울대뼈가 위치해있는데 음성 상자의 대부분을 구성하며 성대 앞쪽의 고정을 담당함.
후두개는 후두덮개라고도 부르며 숟가락 모양의 판임. 삼키는 동안 음식물이 기도로 들어가지 않도록 후두 구멍을 덮어주는 역할을 함. 후두
(4) 기관(trachea)
기관, 즉 바람관이라고도 하며 길이는 약 12cm, 직경 2.5cm이다. 기관은 16~20개의 C자 형태의 유리연골 고리로 지탱되는데, 연골 고리는 기관을 강화하고 우리가 흡입할 때 기관이 붕괴 되는 것을 방지함. C자 형태의 열린 부분은 뒤쪽을 향해 있어서 음식을 삼킴 때 식도가 확장되어 기관근육의 뒤쪽 벽으로 돌출될 수 있게 함.
기관은 오른기관지(right bronchi)와 왼기관지(left bronchi)로 분지됨. 오른기관지(right bronchi)는 왼쪽보다 약간 더 넓고 곧추서 있음. 왼기관지(left bronchi)는 오른기관지보다 기울어짐.
기관에는 점액을 생산하는 술잔세포가 풍부한 섬모 상피가 늘어서 있음. 섬모는 점액과 이물질을 폐에서 멀리 목구멍을 향해 위쪽으로 쓸어냄.
(5) 폐, 흉막
폐(허파, lung)는 흉곽의 대부분을 차지하고 있음. 위쪽 최고점인 폐첨(apex)은 쇄골 약간 위쪽으로 돌출되어 있음.
폐는 종격(가슴세로칸, mediastinum)이라는 격막에 의해 서로 분리되어 있으며 심장, 식도, 주요 혈관이 포함됨. 좌폐에는 왼쪽으로 기울어진 심장의 꼭대기를 수용하는 심장압흔이라는 함입부가 있음.
장막, 즉 흉막(pleurae)은 폐에 밀착되어 있음. 폐의 표면을 형성하는 곳에서 막은 장측흉막(visceral pleura)이라고 불림. 벽측흉막(벽쪽 가슴막, parietal pleura)은 흉곽벽과 횡격막의 위쪽 표면에 밀착되어 있음. 벽측흉막과 장측흉막 사이의 공간은 흉막강(가슴막안, pleural cavity)이 있음. 이 안에는 윤활제로 작용하는 흉수(pleural fluid)인 가슴막삼출액이 존재함.
(6) 기관지목(bronchial tree)
기관에서 폐 교환 부위의 표면으로 공기를 운반하는 분지 통로로 주기관지(main bronchi)에서 시작해서 오른기관지와 왼기관지로 나뉘어짐. 끝으로 가면서 고리보다 연골판에 의해 지탱되며 더 작은 통로로 갈라짐.
세기관지(bronchiole)는 평활근으로 이루어져 있으며, 팽창(기관지확장, bronchodilation)되고 수축(기관지수축, bronchoconstriction)되는 용량이 기관지보다 좀 더 많음.
(7) 폐포(alveoli)
폐포에는 주로 편평폐포세포(squamous alveolar cell)가 늘어서 있는데, 충분히 얇아서 공기와 혈액 간에 신속한 확산이 가능함. 폐포의 벽에는 서로 들러붙지 않도록 해주는 물질인 폐표면활성물질(pulmonary surfactant)가 분비됨.
표면활성물질이 없다면 폐포의 표면은 젖은 종이처럼 서로 들러붙어 흡기 시에 팽창하기 어려움.
폐포대식세포(alveolar macrophage)는 폐포를 오가며 점액섬모 에스컬레이터를 벗어난 먼지 입자나 병원체를 포식함.
2. 폐환기
1) 호흡기전
호흡, 즉 폐환기(pulmonary ventilation)은 흡기(들숨, inspiration)와 호기(날숨, expiration)으로 구성됨. 한 번의 완전한 흡기와 호기를 호흡주기(respiratory cycle)이라고 함.
폐로 드나드는 기류는 대기와 폐 간의 압력 차이에 의해 조종됨. 혈액 및 기타 체액과 마찬가지로 공기는 고압력 지점에서 저압력 지점으로 흐름. 만약 대기압이 폐내압 보다 더 높다면 공기는 폐로 흘러가고, 반대라면 폐에서 대기압으로 공기가 나가게 됨. 대기압은 사람이 마음대로 변화시킬 수 없으므로, 호흡할 수 있는 유일한 방법은 폐내압을 조절하는 것임.
폐내압 조절은 흉강의 압력을 변경함으로서 조절할 수 있는데, 횡격막과 다른 근육의 수축 및 이완에 의해 조절됨. 흉강의 호흡근육은 흉곽 내부의 용적과 압력 변화를 일으킴. 폐환기의 주요 근육은 횡경막(가로막, diaphragm)으로 흉강과 복강을 구분하는 근육성 덮개임.
횡격막은 이완된 흡기 시 약 1.5cm, 심호흡시 7cm로 떨어짐. 이는 흉강을 확장시키고 압력을 감소시켜 공기를 유입하게 만듦. 이외에 횡경막을 보조하는 주요 근육으로 외늑간근, 내늑간극, 복직근, 외복사근, 흉쇄유돌근이 있음.
2) 환기측정
폐환기 측정은 호흡기 질환의 중증도를 평가할 수 있는 지표이며 환자의 개선 정도 및 질병의 진행을 추적하는 데 사용함. 폐기능 측정시 폐활량계(spirometer)을 사용하여 호흡률, 흡입 및 배출 용적을 기록함.
일회호흡량은 평온한 호흡시 한 번의 호흡에 흡입하거나 내쉬는 공기의 양을 말함. 예비흡기량은 일상적인 흡기를 넘어 폐로 들어올 수 있는 공기의 양을 말함. 예비호기량은 일상적 호기를 넘어 분출할 수 있는 공기의 양을 말함. 폐활량은 가능한 한 가장 깊은 호흡 후에 내쉴 수 있는 공기의 최대량을 말하며 위에서 말한 일회호흡량과 예비흡기량 그리고 예비호기량을 더한 값임. 한 번의 호흡으로 폐가 환기할 수 있는 최대 능력을 의미하며, 폐 건강의 확인할 수 있는 중요한 측정치임. 이외로 잔기량은 폐포의 붕괴를 방지하고 흡기 간에도 가스 교환이 지속되도록 도움.
3) 질병과 폐환기의 관계
결핵과 진폐증 같은 폐에 흉터조직의 증대로 폐가 경화될 경우 폐의 탄성이 손상되고 저하되어 폐활량이 감소함.
천식, 폐기종, 만성 기관지염 등은 기도를 축소시키고 기류 흐름 방해 등으로 호흡이 어려워 폐쇄성 장애를 가져옴.
폐활량의 배출은 건강한 성인의 경우 1초에 폐활량의 75~85%를 배출함. 그러나 폐쇄성 장애를 의심할 경우 1초 폐활량의 75% 미만을 배출함.
