백과사전 상세 본문
개요
공기는 압력의 차이에 의해 폐의 안팎으로 이동한다. 즉 폐포 안의 공기압력이 대기압보다 낮을 때는 공기가 폐 속으로 들어가고(흡기), 폐포 속이 높을 때는 공기가 밖으로 나온다(호기). 따라서 공기의 이동속도는 이러한 압력의 차이에 비례하는데, 대기압은 항상 일정하므로 폐 속의 기압이 어느 정도인가에 따라서 공기의 이동속도가 결정된다.
폐포의 압력변화는 흉곽이나 배에 있는 근육의 수축 및 이완에 의해 폐가 팽창하거나 수축함으로써 일어난다. 호흡근육이 수축하면 폐가 팽창하고 폐포 내의 압력은 떨어져 대기압과의 압력차이가 생김으로써 공기가 폐 속으로 유입되며, 호흡근육이 이완되면 그 반대현상이 일어나 공기는 폐 밖으로 배출된다(→ 복강).
폐-흉곽계
흉곽과 폐의 부피를 변화시키는 힘은 근육수축에 의해서뿐만 아니라 폐나 흉곽의 탄력성으로부터도 유래된다. 폐는 팽창에 저항한다는 점에서 풍선과 같은 기관으로서 안쪽과 바깥쪽의 압력 차이에 의해 팽창된 상태로 유지되지 않으면 완전히 수축하게 된다.
흉곽벽과 폐 사이의 압력, 즉 흉막강압은 폐의 압력이 대기압과 같을 경우 항상 대기압보다 낮게 나타나는데 이러한 음압은 폐를 팽창상태로 유지시키는 힘을 반영한다. 폐가 팽창하여 부피가 커지면 이를 유지시키기 위해 더 많은 힘이 필요하게 된다. 또한 흉막강압은 폐 안팎으로 공기를 흐르게 하기 위해 필요한 힘을 반영한다. 이러한 음압 때문에 어떤 이유로든 흉곽벽에 구멍이 뚫리게 되면 흉곽으로 공기가 유입되어 폐의 허탈(collapse)이 일어나게 된다(→ 기흉, 기흉).
폐의 팽창 상태를 유지하고 공기의 흐름을 일으키는 힘은 흉곽과 횡격막에 의해 생성되는데, 폐-흉곽계는 서로 다른 방향으로 배열되어 있는 용수철과 같아서 각각의 길이는 상호 영향을 받게 된다.
근육의 역할
호흡근육은 수축을 통해 흉곽과 폐 사이에 유지되는 탄력의 균형을 어느 한쪽 방향으로 이동하게 하는 역할을 한다. 즉 흡기 때는 근육이 수축함으로써 흉곽 바깥쪽으로의 탄력성을 증가시키며, 그결과 폐에 대한 견인력이 증가해 폐의 팽창이 일어나게 된다. 반면에 복부근육이 수축하면 증가된 복부압력이 폐를 수축시키고, 그결과 횡격막은 더욱 올라가게 되면서 호기가 일어난다. 정상적인 호흡에서는 흡기가 일어날 경우에만 근육의 수축이 일어나고 호기는 폐가 탄성반동에 의해 수동적으로 수축됨으로써 일어난다.
흡기근육과 호기근육이 완전히 이완되었을 때 폐는 총폐용량의 40% 정도 팽창된 상태로 유지되며(기능적 잔류용량), 흉곽과 복부의 호기근육이 최대로 수축되면 폐의 용량은 더욱 감소되어 총폐용량의 20%까지 수축된다(잔류용적).
호흡 펌프의 출력은 다양하여 정상적인 휴식기에는 1분에 6l를 배출하지만 필요할 경우에는 1분당 150l까지 배출할 수 있으며, 공기의 유통속도도 1분에 30l에서 400l까지 증가될 수 있다. 신생아의 1분 동안의 호흡수는 33회, 1회 호흡량은 15ml이며, 성인의 경우에는 각각 14회, 500ml의 평균치를 나타낸다.
본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단으로 이용하는 경우 저작권법에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.
