본문내용
1. 호흡기계 구조와 기능
1.1. 상부기도
1.1.1. 비강과 부비동
비강과 부비동은 상부기도에 속하는 구조물로, 호흡기계에서 중요한 역할을 담당한다. 비강은 코 안쪽의 공간을 말하며, 부비동은 비강을 둘러싼 뼈 속의 빈 공간을 의미한다.
비강은 코중격에 의해 좌우로 나뉘어 있으며, 상부에는 후각신경(제1뇌신경)이 분포되어 냄새를 맡는 기능을 담당한다. 비강의 내측벽에는 3개의 비갑개가 있는데, 이는 비강 내로 들어온 공기가 이를 따라 흐르면서 공기의 온도와 습도가 조절되도록 한다. 또한 비강 내 점막에는 혈관이 풍부하여 흡입된 공기를 데워주는 역할을 한다. 이처럼 비강은 공기 여과, 가온, 가습 등의 기능을 수행하여 하부기도로 내려가는 공기의 상태를 준비시킨다.
부비동은 비강을 둘러싸고 있는 뼈 속의 빈 공간으로, 공기로 가득 차 있다. 부비동에는 사골동, 전두동, 접형동, 상악동의 4개 종류가 있으며, 이들 부비동의 점막은 편평상피세포로 덮여 있다. 부비동은 발성 시 공명효과를 내며 두개골의 무게를 가볍게 해주는 역할을 한다. 또한 부비동으로부터 점액이 분비되어 비강 내로 배출됨으로써 기도 청결을 유지하는 데에도 기여한다.
이처럼 비강과 부비동은 호흡기 전반에 걸쳐 중요한 기능을 담당하고 있다. 비강은 공기 여과, 가온, 가습 등을 통해 하부기도로 내려가는 공기의 상태를 준비시키며, 부비동은 발성과 두개골 무게 경감에 기여하고 비강 청결 유지에 도움을 준다. 이러한 호흡기계 상부의 구조와 기능은 전체 호흡기능의 유지와 건강한 호흡에 필수적인 역할을 하고 있다고 할 수 있다."
1.1.2. 인두
인두는 구강과 비강 뒤쪽에 위치한 부위로, 비인두, 구인두, 후인두로 구분된다. 비인두에는 아데노이드와 유스타키오관의 개구부가 있다. 아데노이드는 비강 혹은 구강을 통해 침입하는 미생물을 포획하는 중요한 방어 작용을 하며, 유스타키오관은 중이와 비인두를 연결하여 음식을 씹거나 삼키는 동안 중이와 대기와의 기압 평형을 유지하기 위해 열려 있다. 구인두는 공기와 음식이 통과하며, 구개편도가 위치한다. 후인두는 혀 기저부에서 식도까지 위치한다. 따라서 인두는 호흡과 연하에 관여하는 중요한 상부기도 부분이라 할 수 있다.
1.1.3. 후두
후두는 인두와 기관 사이에 위치하며 상, 하 하두동맥으로부터 혈액을 공급받고 미주신경의 지배를 받는다. 후두는 아담의 사과라고 하는 갑상연골과 2개의 피열연골로 구성되어 있다. 후두 안쪽에는 가성대와 진성대가 있으며 진성대 사이의 개구부를 성문이라 한다. 후두의 성대는 발성 기능뿐만 아니라 호흡기도 안에 축적된 분비물 및 이물질을 배출하기 위한 기침반사에도 관여한다. 후두개는 지렛대 역할을 하는 나뭇잎 모양의 탄련성 있는 구조로 후두 위쪽에 위치하여 음식물을 삼키는 동안 성문을 덮어 음식물이 기도로 들어가지 못하게 하고 호흡과 기침을 하는 동안에는 열려 있다.
1.2. 하부기도
1.2.1. 기관
기관은 식도 앞쪽에 위치하며, 후두의 윤상연골 하부에서 시작하여 가슴앞쪽에서는 흉골각에서, 뒤쪽에서는 제 4흉추에서 좌우 기관지로 갈라지는 곳이 기관지 분기점이다. 기관은 6~10개의 C모양 연골로 구성되어 있으며, 섬모 운동으로 기도내 이물질을 인두까지 밀어내는 역할을 한다. 또한 자율신경계의 영향을 받아 호흡에 필요한 흡입된 공기의 온도와 습도를 조절한다."
1.2.2. 폐
폐는 가볍고 스펀지 모양의 탄력성 있는 원추형 기관으로, 가슴 안쪽에 위치하고 있다. 폐는 폐포와 폐포관, 세기관지, 기관지로 구성되어 있으며, 우측 폐는 3엽, 좌측 폐는 2엽으로 나뉜다. 흉막은 폐와 흉곽을 싸고 있는 두 겹의 장막으로 벽측흉막과 장측흉막이 있으며, 이 두 흉막 사이의 공간을 흉막강이라고 한다. 흉막강 내에는 약간의 장액성 흉막액이 존재하여 호흡 시 마찰을 줄여주는 역할을 한다.
기관지는 좌, 우 폐로 나뉘며, 우측 기관지가 좌측 기관지보다 짧고 굵으며 수직에 가깝기 때문에 이물질이 쉽게 들어가고 기관 삽관 시 우측으로 잘못 들어가기 쉽다. 기관지의 상피세포에는 섬모가 있어 하부기도에서 기관쪽으로 점액을 밀어낸다. 폐포관은 호흡세기관지에서 나오는 포도송이 모양의 관이며, 폐포 바깥쪽에는 많은 모세혈관 망이 접촉하고 있어 가스교환이 쉽게 이루어진다. 폐포는 편평세포조직으로 된 구무풍선 모양의 얇은 막으로 가스교환에서 가장 중요한 역할을 한다. 호흡기의 말단부위인 호흡세기관지, 폐포관, 폐포를 세엽이라 부른다.
폐포벽의 분비선에는 폐포의 표면장력을 감소시키는 표면활성제를 생산한다. 표면활성제는 폐포 내 용액의 표면장력을 저하시키는 물질이며, 표면장력은 분자들끼리 서로 당기는 힘으로서 폐포를 안쪽으로 잡아당기는 힘이다. 따라서 표면활성제에 의해 폐포는 허탈되지 않는다.
폐는 폐순환과 기관지순환의 두 체계와 관련된다. 기관지 동맥은 흉부대동맥에서 가지가 나와 기관과 기관지 조직, 폐조직에 혈액을 공급하여 대사요구를 충족시킨다. 폐순환은 우심실의 산소화 되지 않은 혈액의 폐동맥을 거쳐 모세혈관으로 퍼진다. 효율적인 가스교환이 이루어지기 위해서는 폐포에 적절한 혈액의 흐름(관류)과 공기의 흐름(환기)이 있어야 한다.
이처럼 폐는 산소 공급과 이산화탄소 제거를 담당하는 중요한 호흡기 기관으로, 다양한 구조와 기능을 가지고 있다."
1.2.3. 늑막
늑막은 20 ㎛ 정도 두께의 아주 얇은 막으로, 폐의 겉표면을 덮고 있는 장측흉막과 가슴 안 공간 내 구조물들(갈비뼈, 횡격막, 심장)의 표면을 덮고 있는 벽측흉막으로 나뉜다. 두 개의 흉막 사이의 작은 공간을 흉강이라고 하며, 이 흉강에는 흉수라고 부르는 소량(5~10 cc)의 액체가 들어 있다. 이 소량의 흉수는 윤활유와 같은 역할을 하여 호흡이 원활하게 이루어지도록 도와주는데, 우리가 호흡을 할 때 폐가 수축과 팽창을 반복하여도 폐의 표면이 직접 가슴벽에 맞닿지 않게 하여 폐와 가슴벽의 마찰을 줄여준다. 정상적으로 흉수는 두 개의 흉막 사이에서 생성되어 벽측흉막에 존재하는 림프관을 통해 몸속으로 흡수된다. 정상적인 경우에는 만들어지는 흉수의 생성과 흡수가 적절하게 조절되어 균형을 이루기 때문에 흉강 내에는 소량의 흉수만 존재하게 되지만 어떤 원인으로 인해 흉수의 생성이 증가하거나 흡수가 감소하게 되면 흉강 내에 흉수가 고이게 되는데, 이러한 상태를 흉막염 혹은 늑막염이라고 한다.
1.2.4. 횡경막
횡경막은 복강과 흉곽을 구분하는 중요한 구조물이다. 횡경막은 복강의 바닥을 이루고 있으며, 흡기 시 수축하여 복강을 아래로 밀어 내려 흉곽 내 압력을 낮춰 공기가 폐로 들어가게 한다. 호기 시 이완하여 복부 장기가 위로 올라가면서 폐를 압박하여 공기가 밖으로 나오게 한다. 즉, 횡경막의 수축과 이완이 흡기와 호기를 조절하는 핵심적인 역할을 하는 것이다.
횡경막은 평활근으로 되어 있어 자율신경계의 조절을 받는다. 횡경막은 횡경막신경의 지배를 받으며, 이 신경의 흥분은 횡경막 수축을 유발한다. 따라서 횡경막신경이 손상되면 횡경막이 마비되어 호흡곤란이 발생할 수 있다.
흡기 시 횡경막이 수축하면 복부 내장이 밀려나가 흉곽의 용적이 증가하고, 폐포압이 감소하여 공기가 흡입된다. 호기 시에는 횡경막이 이완하여 복부 내장이 다시 올라와 흉곽 용적이 감소하고 폐포압이 상승하여 공기가 배출된다. 이와 같은 횡경막의 움직임이 정상적으로 이루어져야 효과적인 호흡이 가능하다.
따라서 횡경막은 호흡에 있어 매우 중요한 역할을 담당하고 있으며, 횡경막의 기능 저하나 손상은 호흡곤란을 야기할 수 있다. 특히 신경 손상이나 외상, 폐렴, COPD 등의 질환에서 횡경막 기능 장애가 발생할 수 있으므로 이에 대한 주의 깊은 관찰과 적절한 중재가 필요하다.
1.2.5. 호흡근육
호흡근육은 늑간근과 횡경막으로 구성된다. 늑간근은 12개의 늑골 사이에 위치하며 수축할 때 늑골을 들어올려 흉강 내 공간을 넓힌다. 이에 따라 폐가 팽창하여 공기가 들어간다. 호기 시에는 늑간근이 이완되면서 흉강 내 공간이 좁아져 공기가 밖으로 밀려나간다.
횡경막은 흉강과 복강을 구분하는 근육으로, 수축하면 아래로 내려가 흉강 내 공간을 넓혀 공기가 들어오게 하고, 이완하면 상승하여 흉강 내 공간을 좁혀 공기가 밖으로 나가게 한다. 따라서 늑간근과 횡경막의 상호작용에 의해 호흡운동이 이루어진다.
이 외에도 보조호흡근으로 흉쇄유돌근, 승모근, 흉근 등이 있다. 이들 근육은 주로 심한 호흡 곤란 시 보조적으로 작용하여 흉곽을 확장시키고 공기 유입을 돕는다.
요약하면, 호흡근육은 주로 늑간근과 횡경막으로 구성되어 있으며, 이들의 수축과 이완에 의해 흡기와 호기가 이루어진다. 보조호흡근은 보조적으로 작용하여 호흡을 돕는다. 이러한 호흡근육의 구조와 기능은 안정적인 호흡을 가능하게 하는 데 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.
1.2.6. 폐포
폐포(alveoli)는 편평세포로 구성된 얇은 막으로 된 구무풍선 모양의 공간이며, 호흡기의 말단부위로 가스교환이 가장 활발하게 이루어지는 곳이다. 폐포는 카운트를 하면 약 300~500개로 추정되며, 폐포벽에는 모세혈관이 촘촘히 분포되어 있어 폐포와 혈액 사이의 가스 교환이 용이하다.
폐포에서는 폐포 공기와 폐모세혈관 사이에서 산소와 이산화탄소의 기체교환이 일어난다. 폐포 내부의 공기는 분압차로 인해 폐모세혈관 내 혈액으로 산소가 확산되어 들어가고, 혈액 내 이산화탄소는 폐포 내부로 확산된다. 이를 통해 혈액 내 산소가 증가하고 이산화탄소가 제거된다.
이렇게 폐포는 가스 교환이 일어나는 가장 중요한 부위이며, 표면적이 넓고 모세혈관과 밀접하게 접하고 있어 효과적인 가스 교환이 가능하다. 폐포 내부에는 폐포의 표면장력을 줄여 폐포가 쉽게 허탈되지 않도록 하는 계면활성제(surfactant)가 분비되어 있다. 이를 통해 호흡 시 폐포의 반복적인 팽창과 수축이 가능하다.
1.2.7. 호흡생리
호흡생리는 대기와 폐 사이에서 일어나는 공기의 교환 및 가스 교환 과정을 말한다. 폐포와 모세혈관 사이에서 이산화탄소와 산소의 확산이 일어나며, 이를 통해 체내 산소 공급과 이산화탄소 배출이 이루어진다.
폐포 내 공기의 산소분압이 높고 이산화탄소 분압이 낮아서 산소는 폐포에서 모세혈관으로, 이산화탄소는 모세혈관에서 폐포로 확산된다. 이렇게 폐포와 모세혈관 사이의 농도차에 의해 가스교환이 ...
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