방통대, 농학과, 생물학 등 족보 필수과목 생리학 요점 요약 정리 4. 호흡계

제4장 호흡계

 

4.1 호흡의 전반적인 구조와 기능

세포호흡 : 유기화합물이 산소에 의해서 산화될 때 에너지가 방출되며 부산물로 이산화탄소가 생성되는 과정

그림5-1 (호흡의 단계를 보여주는 그림) 참조

 

1.호흡의 여러단계

⑴숨시기 : 폐속으로 공기가 들어오는 과정(호흡환기)

⑵폐와 혈액사이의 기체교환 : 산소가 폐->모세혈관, 이산화탄소가 모세혈관->폐 속으로 확산(외호흡 또는 폐호흡)

⑶기체의 수송 : 산소가 폐->조직세포, 이산화탄가 조직세포->폐로 운반, 헤모글로빈(호흡세포)이 중요한 역활

⑷혈액과 조직세포 사이의 기체교환

⑸세포에 의한 산소의 생성 : 세포내에서 에너지가 방출되는 과정(세포호흡, 세포산화)

 

2.호흡계의 기능적 구조

숨쉬기를 가능케 하는 구조는 횡경막의 횡문근과 늑골사이에 있는 늑간근이다.

⑴기관 : 공기는 코 속과 인두를 지나 기관에 이른다.

⑵후두

⑶폐 : 기관 -> 좌우의 기관지 -> 소기관지 -> 포도송이 같은 폐포(허파꽈리)

기체교환이 대단히 효과적으로 일어날 수 있는 폐포의 3가지 특징

- 페포수는 약 3억 , 폐포의 표면적은 인체 표면적의 40배

- 폐포의 막은 두께는 1~4㎛정도로 매우 얇아서 기체교환이 신속히 일어난다.

- 폐포 속에는 표면활성제가 있어서 가 확장하는 데 필요한 에너지는 대단히 작다

⑷폐포와 소기관지에 대한 신경지배

폐포에는 근육이 없어 운동신경은 분포되어 있지 않다.

폐포에 있는 확장수용기로부터 감각신경섬유를 통해서 연수에 연락을 취하고 있다

 

3.호흡운동의 기작

⑴호기와 흡기

①조용한 흡기

②조용한 호기

③깊은 흡기

④깊은 호기

⑵호흡하는 동안 폐내압의 변화

⑶호흡하는 동안 일어나는 흉막내압의 변화

 

4.폐용적과 폐용량

1회 호흡기양 - 숨을 한번 들이쉴 때 허파 속으로 들어가는 공기의 양

휴지상태에서 1회 호흡기량은 500ml 정도, 최대로 호흡을 할 경우, 거의 10배까지 증가

폐활양 - 1회 호흡기양이 최대로 가능한 호흡량

흡기 예비량 - 한번의 흡기 후에 다시 더 들이마실 수 있는 여분의 공기량

호기 예비량 - 한번의 호기 후에 더 뿜어낼 수 있는, 여분의 공기량을

1회 호흡량이 많아지면 흡기 예비량과 호기 예비량은 줄어들게 된다.

폐활량 = 1회 호흡기량 + 흡기 예비량 + 호기 예비량

⑴폐환기량

⑵사강과 폐포 환기량

폐포 환기량은 1분동안 폐포에 도달하는 신선한 공의 양, 숨쉬기 종류에 영향(깊고 느린 숨수기-하품)

⑶폐기능 검사

 

4.2 호흡운동의 조절

1.호흡중추 : 연수

⑴연수의 호흡중추 : 흡기중추와 호기중추는 따로따로 존재

⑵뇌교에 있는 호흡중추

2.호흡의 깊이와 호흡률의 변화

⑴화학적조절

- 혈액내의 물질의 변화를 감지할 수 있는 화학수용기는 말초현관과 중추신경계에 분포

①말초 화학수용기

②연수에 있는 화학수용기 : 연수의 호흡중추 근처에 별개의 화학수용기 -> 호흡중추에 전달

⑵영향을 미치는 기타수용기

①허파에있는 확장수용기

②골격근에 있는 수용기

③기타의 수용기

④뇌의 다른 부위의 영향

 

4.3 기체의 교환과 운반

폐에서 기체교환이 일어나는 곳은 폐포뿐

1.기체교환

허파와 조직세포에서 일어나는 산소와 이산화탄소의 교환은 이들 기체의 압력차에 따른 확산

⑴혼합기체의 분압

돌턴의법칙 - 혼합기체 속의 각 기체의 분압은 그 기체가 차지하고 있는 부피 백분율에 비례

해면에서의 대기압은 1기압(760mmHg)

기체의 분압경사가 기체의 이동에 가장 중요한 요인

⑵용액 속 기체의 분압

핸리의 법칙 - 일정온도에서 어떤 기체가 수용액에 용해되는 양은 그 기체의 압력에 비례

⑶허파와 조직에서의 기체교환

기체분자는 압력이 포은 곳에서 낮은 곳으로 확산된다.

확산률은 압력경사가 클수록 커지며, 이런 확산에 의해 폐포와 조직내에서 기체교환이 이루어진다.

그림5-16 참조

 

2.허파와 조직 사이의 기체운반

산소와 이산화탄소가는 혈액내의 적혈구에 의해 수송

⑴적혈구의 구조와 생활사

①적혈구의 구조 :

- 옆구리가 오목 들어간 원반모양의 구조

- 핵이 없다. 대신 산소와 결합한 헤모글로빈으로 가득 차있다.

②호흡색소 -헤모글로빈

색소와 단백질이 결합한 복합단백질

③적혈구의 생활사

- 골수 속에 있는 미분화상태 세포로부터 생성

- 세포가 헤모글로빈으로 가득 차감에 따라 핵은 분해되어 없어진다.

- 적혈구가 생성되기 위해 비타민B12, 엽산 그리고 철이 필요하다.

- 혈액 내에서 평균 수명은 120일

- 1mm3의 혈액에는 500만개의 적혈구가 들어있다.

④적혈구 생성의 조절

⑵적혈구에 의한 산소운반

- 적혈구가 산소 운반에 중요한 구실을 할 수 있는 것은 적혈구 속에 헤모글로빈이 들어 있기 때문

- 적혈구는 산소와 약하게 결합하면 산소 헤모글로빈이 된다.

- 헤모글로빈의 햄 속의 철은 2가 철

- 산소와 헤모글로빈의 반응시간은 0.01초 이내

①산소헤모글로빈의 해리곡선

②Bohr효과

⑶이산화탄소의 운반

- 약 5%의 이산화탄소는 직접 혈장에 용해된 상태로 운반

- 20%의 이산화탄소는 적혈구 속으로 확산해 들어가 헤모글로빈과 약하게 결합해 카르바미노 헤모글로빈의 형태로 허파까지 운반

- 75%는 탄산수소이온의 형태로 운반

①혈액 완충제로서의 헤모글로빈

⑷산소의 결함

①동맥피의 산소분압이 낮을때 일어나는 저산소증

②혈액의 산소운반의 저하에 따른 저산소상태

③혈액순환 결함에 인한 저산소증

④산소처리