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호흡기계구조

우리 몸의 살아있는 세포는 산소를 필요로 하며 인간은 호흡을 통해 공기중에서 산소를 얻습니다 홉기란 폐에서 공기를 들이마시는 것을 말하며 호기란 폐에서 공기를 배출하는 것을 말합니다. 호흡은 코를 통해 들어온 산소를 인체에 공급하고 신진대사를 통해 생긴 노폐물을 이산화탄소의 형태로 배출하는 과정으로, 흉곽을 형성하는 골격과 근육과 신경, 공기가 드나드는 전달 통로, 그리고 가스의 교환이 일어나는 폐포와 폐의 상호 협동 작용에 의해서 일어나고 있습니다.

호흡기계는 코에서부터 시작하여 폐포 표면에서 끝나는 공기의 전달 통로로 상부기도와 하부기도로 나누어집니다.

  • 상부기도 - 코, 인두, 후두
  • 하부기도 - 기관, 좌우기관지, 세기관지, 하부세기관지, 말단세기관지
  • 폐 조직 - 폐포관, 페포낭, 페포로 구성되어 있습니다. 그 외 호흡기계의 부속구조는 흉막, 횡격막, 흉벽 및 호흡기계를 움직이게 하는 근육이 있습니다.

1) 흉곽

흉강을 둘러싸며 폐장과 심장을 보호, 수용하는 커다란 바구니 모양의 골격을 말한다 흉곽은 4개의 하부조직으로 나누어지는데 장벽늑막과 체벽늑막으로 둘러싸이고 우측폐가 들어있는 우폐공간과 좌측폐를 포함하는 좌폐공간, 심장과 심낭을 포함하는 심낭공간, 심장, 식도, 및 기관과 큰 혈관들을 포함하는 흉곽의 중심부위인 종격동으로 나누어 집니다.

폐(Lung)
폐는 심장을 가운데로 두고 좌우에 2개가 있습니다. 폐는 가볍고 스펀지 같은 모양으로 구멍이 많이 있고 공기를 많이 포함하고 있어, 가볍고 탄력성이 높은 장기입니다. 이처럼 폐 조직은 실질 조직은 거의 없고 공기를 채우는 공간구조로 되어 있으며, 폐포와 모세혈관이 서로 그물처럼 얽혀있어 벌집 형상(honey comb)을 하고 있습니다. 공기의 이동경로는 콧구멍 -> 비강 ->기관 ->기관지 ->폐포로 이어진다 . 폐에서의 가스교환이 효과적으로 행해지기 위해서는, 들여 마신 공기가 폐 실질에 잘 전달되어야 하고 폐포벽내 모세혈관의 혈류가 충분하게 공급되어야 합니다. 폐의 중량은 오른쪽이 왼쪽보다 약간 무거우며, 정상 성인은 좌우 합쳐서 약400g 입니다.
폐엽(Lobe)
폐는 다시 몇 개의 영역으로 갈라지는데 우측폐는 3엽이고 좌측폐는 2엽으로 갈라집니다.
분절(Segment)
폐엽은 다시 몇 개의 분절로 나눠지는데 우측폐는 10절로 나눠지고 좌측폐는 8절로 나누어집니다.
신경(Nerve)
자율신경계로서 교감신경(sympathetic nerve)과 부교감신경(parasympathetic nerve)이 분포되어 있습니다.

♣ 정상적인 기관지와 폐포의 모습
기관지는 큰 원통으로 되어있고, 이곳으로 공기가 들락날락합니다. 기관지는 작은 폐포세포로 구성되어 있고, 이것은 그림에서 보는 바와 같이 촘촘하게 둘러싸여 있습니다. 그 주변을 근육이나 혈관들이 얽혀 있습니다.

혈관(Blood supply)
폐는 폐동맥과 기관지동맥에 의해 혈액을 공급 받고 있습니다.
늑막(Pleura)
폐와 흉곽을 싸고 있는 막으로써 2층으로 구성되어 있습니다. 흉곽을 둘러싸고 있는 막을 체벽늑막(parietal pleura)이라 하고 폐를 둘러싸고 있는 막을 장벽늑막(visceral pleura)이라고 합니다.
이들 막 사이에는 잠재적인 공간이 있는데 이것을 늑막강(pleural space)이라고 하며 약간의 장액성 액체가 있고 이 액체는 얇은 액체막과 같은 형태로 두 늑막 사이에 윤활제 역할을 하고 또 축축한 늑막은 흡기시에 폐가 팽창되어 있는 상태를 유지하도록 도와줍니다.
횡경막(Diaphragm)
호흡에 관여하는 중요한 근육층 입니다. 중심 부분은 점막이며 가장자리는 근육으로 되어 있고 복강과 흉곽을 구분시키는 근육성 구획입니다. 횡경막 신경(phrenic nerve)의 지배를 받으며 숨을 들이 쉴 때(흡기)에는 수축하여 복강을 아래로 내려 밀면서 흉곽을 크게 하여 쉽게 공기가 빨려 들어오게 하고, 반대로 숨을 내쉴 때(호기)는 이완되어 공기가 잘 나가도록 합니다.
종격동(Mediastinum)
종격동은 옆으로는 양폐와 앞으로는 흉골, 뒤로는 척추골, 밑으로는 횡경막으로 연결되는 하나의 공간입니다. 이 종격동 안에는 심장, 큰혈관 및 임파선, 흉선(thymus)기관, 기관지, 식도, 미주신경 등의 중요한 기관들이 들어있습니다.

2) 흉곽을 형성하는 골격

좌우 12개씩의 늑골과 흉골, 12개의 흉추, 2개의 쇄골 및 2개의 견갑골로 구성되어 있습니다. 첫번째 늑골에서 일곱번째까지는 흉추에서 나와서 각각 흉골에 붙습니다. 늑골이 흉골과 붙는 부분은 연골로 되어 있으며 이 부분을 늑연골접합점(costochondral junction)이라고 합니다. 여덟번째에서 열번째까지의 늑골은 흉골의 검상돌기에서 서로 융합되어 붙어있으며, 열한번째와 열두번째의 흉골은 붙지 않고 떨어져 있습니다.

호흡운동에 참여하는 근육
늑간근(intercostal muscle)과 횡경막은 호흡운동을 일으키는 주된 근육입니다.
늑간근은 바깥늑골사이근과 속늑골사이근의 두 가지가 있으며 두 근육의 방향은 서로 직각을 이루고 있습니다.
속늑골사이근은 평상시에는 별로 사용되지 않고 깊게 숨을 내쉴 때만 근육이 수축합니다.
횡경막은 횡문근으로 된 두꺼운 막으로 평상시에는 dome의 형상입니다. 흡기시에는 바깥늑골사이근과 횡경막이 모두 수축을 하면서 흉곽이 커지고 그 결과 폐 내는 음압이 되며, 이 음압에 의해 외부공기가 폐내로 흘러 들어옵니다.
한편 호기시에는 수축했던 두 근육이 이완하면서 흉곽의 용적은 적어지고 양압이 되어 폐 속의 공기는 밖으로 흘러 나가게 됩니다.

3) 하부기도

기관(Trachea)
기관은 하기도가 시작되는 구역으로 후두 바로 아래에서 시작하여 양측 주 기관지로 분지되기 전까지의 기도를 의미하며 엄지손가락 굵기인 약 2cm정도이며 길이는 11cm정도의 관 모양이다. 제 5흉추의 높이에서 2개의 기관지 관으로 갈라집니다. 기관은 뒷면이 약간 납작한 원형의 관으로 16~20개의 말굽 모양의 연골로 이루어져 있으며 뒤는 완전한 연골이 아니고 결체조직으로 이어져 있습니다. 자율신경계의 지배를 받으며 교감신경의 흥분으로 이완되어 내강이 넓어지고 부교감신경의 흥분으로 수축되어 좁아집니다. 내강은 섬모(cilia)가 분포되어 있는 상피세포로 되어 있고 이 세포들 사이에 있는 배상세포에서 점액을 분비합니다.
기관지(Main stem bronchus)
기관지는 좌측의 길이가 5cm이고 직경이 10~14mm이며 우측에 비해 경사가 완만하고 우측은 2.5cm의 길이, 12~16mm의 직경으로 경사가 급격하고 좌측보다 넓고 짧습니다.
세기관지(Bronchial tree)
이것은 기관지가 마치 나뭇가지 모양으로 더 세분되어 나뉘어진 모습으로 각 폐엽을 따라 나누어져 있어서 우측폐는 3가지, 좌측폐는 2가지로 나뉩니다. 관모양이 전달통로로서 기관지로부터 모세기관지 사이에 공기를 전달합니다.
모세기관지(Bronchioles)
가장 말단기관지로서 세기관지로부터 폐포로 공기를 전달하는 통로입니다. 이 세기관지의 마지막 부분인 말단 호흡세기관지는 폐포송이와 직접적으로 연결되어 있습니다. 모세기관지의 평활근도 자율신경계의 지배를 받는데 교감신경은 이완을 증진시키고 부교감신경은 수축을 증진시킵니다.
폐포(Alveoli)
기관으로부터 말단기관지까지는 다만 공기의 전달통로이고, 호흡세기관지로부터 폐포에서 가스의 교환이 일어납니다. 폐포는 고무풍선 모양의 얇은 막으로 형성된 주머니인데 가스교환의 가장 중요한 구조입니다.

4) 호흡기계 방어 기전

호흡기계는 위험에 방어하는 기전이 5가지 있습니다. 즉 점액분비, 섬모운동, 대식세포(macrophages), 계면활성제(surfactant) 그리고 기침입니다.
  • 점액은 기관과 기관지벽에 분포되어 있는 술잔세포에서 분비되는데 이들은 기도로 흡입되는 모든 해로운 물질들을 붙잡아서 섬모운동에 의해 밖으로 내보냅니다. 성인의 하루 점액양은 보통 100ml정도로 분비되나 질병이 발생되면 1,000ml도 분비됩니다.
  • 섬모는 머리털과 같은 것으로 한 방향으로 움직여 끈적끈적한 점액이 균이나 먼지 등을 붙잡아 기관 쪽으로 옮겨줍니다. 섬모운동은 점액이 진해지던가 또는 점액분비가 많을 때, 산소가 부족하다거나, 또는 너무 많을 때, 탈수되었을 때, 담배연기 등의 오염물질에 의해 영향을 받아 운동이 느려지며, 수액을 주든가 기관지 확장제를 투여할 때 향상됩니다.
  • 대식세포는 폐포조직의 한 군으로서 폐포에 존재합니다. 이들은 밖에서 들어온 균이나 해로운 물질과 안에 있는 균들을 흡식 해서 감염을 방지합니다. 이들은 폐안에 균이 나타나면 5~10분안에 잡아 먹습니다.
  • 계면활성제(surfactant)는 폐포에서 생성되는 가장 중요한 물질의 하나로서 흡기와 호기중에 폐의 팽창이나 수축시 각 폐포의 압력을 같게 해줍니다.
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