0. 목차
- 들숨과 날숨
- 폐의 구조
- 폐의 질병
1. 들숨과 날숨
성인 남성의 경우, '폐에 들어오는 공기의 양(전 폐활량)'은 4~5L라고 한다. 그리고 '최대한으로 공기를 들이마니고 내쉴 때의 공기의 양(폐활량)'은 3~4L라고 한다. 즉, 우리가 폐 속의 공기를 힘껏 내쉬어도 폐 속에는 1L 정도의 공기가 남아 있는 것이다. 보통 안정되었을 때 1회 호흡으로 출입하는 공기의 양은 약 500mL 정도이다. 또 원래 들이쉬는 공기(들숨)에 들어 있는 산소의 비율은 약 21% 지만, '날숨(내쉬는 공기)'에서는 약 15%로 감소된다. 반면, 이산화탄소는 공기에 0.04% 정도밖에 들어 있지 않지만, 날숨 속에는 4% 정도가 들어있다.
폐는 공기의 출입에 의해 신축하는 풍선 같은 기관이다. 폐는 단독으로 공기를 들이마시는 능력은 없지만, 풍선처럼 탄력이 있어 부풀어 오른 뒤, 찌부러지는 힘을 이용해 공기를 내쉴 수 있다. '폐가 들어있는 가슴 공간(흉간)'을 크게 해서 폐를 넓히면 기관을 통해 폐 속으로 공기가 들어간다. 이때 흉강의 크기를 조절하는 것은 '갈비뼈(늑골)'를 움직이는 근육인 '늑간근'과 가로막인 '횡격막'이다. 가로막이란 흉부와 복부 사이를 나누는 근육 모양, 돔 모양의 막이다.
1-1. 복식 호흡과 가슴 호흡
숨을 들이쉴 때는 갈비뼈가 끌려 올라감과 동시에 가로막이 내려간다. 그 결과, 폐가 부풀어 올라 폐 속으로 공기가 흘러든다. 숨을 내쉴 때는 기본적으로 폐가 원래의 크기로 찌부러지려는 힘에 의해 공기가 밀려든다. 그에 따라 갈비뼈와 가로막도 원래의 위치로 돌아가고 흉강의 용적은 다시 작아진다. 여기서 갈비뼈의 상하 움직임을 사용하는 호흡을 '가슴 호흡(Costal Respiration)'이라고 하고, 가로막의 상하 움직임을 사용하는 호흡을 '복식 호흡(Abdominal Type of Respiration)'이라고 한다. 보통 안정되었을 때는 '복식 호흡' 중심이다. 하지만 격렬한 운동을 할 때 공기가 필요할 때는 적극적으로 갈비뼈가 위아래로 움직이는 '가슴 호흡'을 사용한다.
2. 폐의 구조
코나 입으로 들어간 공기는 '기관'을 통해 폐로 들어간다. 기관은 바깥지름 2cm 전후, 길이 10cm 정도의 관 모양이다. 기관은 관이 찌부러져 공기의 통로가 좁아지지 않도록, 주위가 연골로 보강되어 있다.기관은 폐로 들어오기 전에 두 개의 '기관지'로 나뉘어 갈라지는데, 폐에 들어온 뒤에도 '미세 기관지'를 뻗어 가지치기를 되풀이해 폐의 구석구석까지 뻗어나간다. 기관은 가지치기를 할 때마다 점점 가늘어지고, 20회 이상 가지치기를 되풀이한 뒤 최종적으로는 지름 0.1mm 정도까지 가늘어진다.
2-1. 허파 꽈리
가지치기가 된 기관지의 말단에는 포도알같이 생긴 '허파 꽈리(폐포)'가 붙어있다. 허파 꽈리는 이산화탄소화 산소의 교환이 이루어지는 곳으로, 공기가 들어오면 풍선처럼 부풀어 오른다.
허파 꽈리 하나의 크기는 지름 0.2mm 정도로, 폐의 약 85%가 허파 꽈리로 파묻혀 있으며, 두 개의 폐를 합쳐 2억~7억 개의 허파 꽈리가 있다. 허파 꽈리가 많을수록 공기와 모세혈관이 맞닿는 표면적이 늘어나 가스 교환의 효율이 높아진다. 허파 꽈리의 표면적은 두 개의 폐를 합치면 100~140m2 정도가 된다. 이는 '테니스 코트(Tennis Court)'의 절반이나 되는 크기이다.
허파 꽈리 주위에는 모세 혈관이 둘러쳐져 있는데, 허파 꽈리의 벽(벽의 두께는 0.0002~0.0006mm밖에 안됨)을 통해 산소의 흡수와 이산화탄소의 배출이 이루어진다. 폐로 보내진 혈액은 산소의 농도는 낮고, 이산화탄소의 농도는 높은 온몸의 세포에 의해 산소가 소비된 뒤의 혈액이다. 그래서 이런 혈액이 공기와 맞닿으면 산소는 공기 속에서 혈액 속으로 이동하고, 이산화탄소는 혈액 속에서 공기 속으로 이동한다. 이것이 '허파 꽈리'에서 일어나는 '가스 교환'이다. '가스 교환'은 기체가 고농도에서 저농도로 자연스럽게 이동하는 '확산'의 성질에 의해 일어난다.
3. 폐의 질병
폐와 기관지는 외부의 공기와 맞닿아있으므로 병원균이나 오염 물질 등의 영향을 받기 쉽다.
'호흡기 감염증'에는 대표적으로 감기, 결핵, 폐렴이 있는데, 특히 폐렴은 사망 원인 상위권에 들어가는 질병이며, 사망률은 고령자에서 높다. 고령자 폐렴의 대부분은 음식물이나 침, 위액 등이 기관지에 잘못 들어가, 거기에 포함되어 있던 세균이 폐에 감염된다.
3-1. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)
'만성 폐쇄성 폐 질환'이란 흡연이나 대기 오염, 직업상 들이마신 분진, 화학물질, 담 등의 유해 물질을 장기간 흡입하면, 폐에 만성적인 염증이 생기고, 기도가 막히고 폐의 벽도 계속 망가져 그 결과, 호흡이 곤란해지는 증상을 말한다. 만성 폐쇄성 폐 질환 환자에게는 심한 기침과 진한 가래가 나타나고, 허파 꽈리가 파괴되는 '폐기종(Pulmonary Emphysema)'이 진행되면 숨이 차며, 심해지면 '호흡 부전(Respiratory Failure)'으로 이어진다. 파괴된 허파는 회복될 수 없기 때문에 더 이상 증상이 악화되지 않도록 위험 요인을 없애는 게 매우 중요하다. 치료로는 숨이 차지 않도록 증상을 진정시키기 위해 기관지 확장제를 사용하거나, 증상이 급격히 악화되지 않도록 '인플루엔자'나 '폐렴 구균'의 백신을 접종한다.
허파 꽈리가 망가져 탄성을 잃은 상태가 되면 가스 교환 기능이 떨어진다. 게다가 망가진 허파에 기관지가 눌리면 들어온 공기가 나가기 어려워져, 공기가 밖으로 나가기 어려워진다. 이 때문에 폐 안에 고인 공기에 의해 흉곽이 눌려 넓어지는데, 이 상태를 '폐기종'이라고 한다. 즉, 폐기종이란 폐포 벽의 파괴에 의해 비정상적이고 영구적으로 폐포 공간이 확장된 상태를 말하는 것이다.
3-2. 폐암
'기관'이나 '기관지' 혹은 '허파 꽈리'의 일부가 암이 된 것을 '폐암'이라고 한다. 폐암이 진행되면 혈액과 림프액을 타고 퍼져나간다. 폐암의 원인으로는 흡연이나 대기오염,환경 요인, 식생활 등이 있겠다. 폐암의 증상으로는 끈적한 가래, 피가 섞인 가래, 가슴 통증, 호흡할 때 '쌕쌕'하는 소리가 나며, 숨이 차고, 목이 쉬고, 열이 나고, 얼굴과 목이 붓는 것 등이 있다. 이를 치료하기 위해 다른 암과 마찬가지로 수술 요법, 화학 용법, 방사선 요법 등이 동원된다.