간호조무사, 간호사 간호직 등 대비 성인간호학 요약 정리 2. 하부호흡기계 구조와 기능

Ⅰ. 구조와 기능
1) 기관(trachea)
• 16~20개 기관 연골고리로 구성
- 흉곽 내(가슴안) 압력이 음압일 때 기도 허탈 방지
• 기침 수용체 있음
- 기관과 기관지 점막 분포
➜ 후두, 기관 용골, 주큰기관지, 분절기관지 분기부에 더 많이 분포
- 기관내 삽관, 흡인카테터 삽입했을때 쉽게 자극


1. 구조
• 기관의 내강
- 섬모(cilia)가 붙어 있는 상피세포로 구성
➜ 삼키기, 기침 또는 재채기 통해 배출되어 기도 청결 작용
- 술잔세포(배상세포, goblet cell)에서 점액 분비

2) 기관지와 세기관지(Bronchus and bronchioles)
• 기관지 : 좌·우로 나뉨
- 우측 기관지
* 좌측보다 짧고 굵으며 수직에 가까워 이물질 쉽게 들어감
* 수직축에서 25° 정도의 각도로 경사가 급해 흡인 용이,
기관내 삽관할 때 오른쪽 기관지로 삽입하기 쉬움
- 좌측 기관지
* 오른쪽 기관보다 길고 좁으며, 경사도 낮기 때문에
* 흡인카테터 삽입 어려워 왼쪽 폐에서 가래, 이물질 제거어려움
• 세기관지
- 엽(lobar) 기관지
* 구역기관지(segmental bronchus)로 분지
* 체위배액과 흉부 물리요법 적용

• 폐포관(alveolar duct)
- 폐의 기관으로 부터 갈리며, 호흡 세기관지에서 나오는
포도송이 모양의 관
- 가스교환의 약 35% 담당
• 폐포(Alveoli)
- 폐 모세혈관으로 둘러싸여 있고, 1mm 정도의 세포간 공간에
의해 폐포와 모세혈관 구분
- 산소와 이산화탄소 교환
* 산소 : 폐포에서 모세혈관으로 확산되어 조직 세포로 공급
* 이산화탄소 : 모세혈관에서 폐포로 확산되어 외기로 배출
➜폐포 바깥쪽에 많은 모세혈관 망이 있어 가스교환 쉽게 됨

• 폐포낭(alveolar sac)
- 폐포에서 이루어지는 가스교환의 약 35% 담당
- 3가지 종류의 세포

1형 폐포세포	. 편평세포로 폐포의 상피를 형성하는 세포 . 가스가 확산되는 가스교환 부위(95-97%)
2형 폐포세포	. 표면활성제(surfactant) 생산하는 세포 - 지질단백질로 폐포의 표면장력 감소, 폐 조직에 탄력유지하여 폐포의 허탈 방지 - 한 숨, 능동적인 환기, 적절한 1회 호흡량(tidal volume), 폐포 확장 : 표면활성제 생성, 분비하는 중요한 역할
3형 폐포세포	. 대식세포로 폐포낭에 존재 - 세균, 이물질을 폐포 표면으로부터 포식하여 제거 - 미생물을 림프관으로 운반, 세기관지로 이동시켜 점액섬 모로 배출

3) 폐(Lung)
• 우측 3엽, 좌측 2엽으로 구분
- 오른쪽 폐 : 정상 폐기능의 55% 담당
• 가스교환(외호흡 : 폐포와 모세혈관) 이루어지는 호흡기관
• 혈액공급
- 기관지 순환
: 기관기관지 나무 조직에 영양 공급, 흡입된 공기를 따뜻하게,
습기 공급
- 폐순환
: 종말세기관지 기도의 환기량과 기체교환 실시
• 횡경막
- 폐 아래, 복강과 흉곽 분리, 늑간근과 함께 중요한 호흡근역할

• 호흡근
- 주 호흡근(Main respiratory muscles)
: 횡격막, 외늑간근
- 호흡 보조근(Accessory muscles of respiration)
* 첫째와 두번째 늑골 들어올리는 사각근(scalene muscle)
* 흉골 상승시키는 흉쇄유돌근(sternocleidomastoid muscle)
* 어깨 고정시키는 승모근(trapezius)과 흉근(pectoralis)
* abdominal rectus(복직근)

4) 흉곽(가슴우리, thoracic cage)
• 좌우 12개의 늑골, 흉골, 견갑골 및 척주로 구성
• 흉막(pleura)
- 폐와 흉곽 싸고있는 두 겹의 장막
- 흉막 내면 덮고 있는 벽측 흉막(parietal pleura, 바깥)+
폐 표면 싸고 있는 장측 흉막(visceral pleura, 안)
• 흉막강(pleural cavity)
- 흉막 사이의 좁은 공간
- 흉막액
* 흉막강 속에 소량의 액체존재
(10-20cc)
* 폐가 확장하고 수축할 때
생기는 마찰 줄임
* 호흡하는 동안 윤활제 역할

• 흉막강 내압(Intrapleural pressure)
- 안정상태에서 대기압(760 mmHg)보다 3∼5 mmHg 더 낮은
음압(755∼757 mmHg) 형성
- 항상 대기압(760mmHg)보다 낮은 음압 상태 유지
* 흡기 : -6~-9cmH2O(754~751mmHg)
* 호기 : -3~-5cmH2O(757~755mmHg)
☞ 음압으로 인해 호흡 운동과 폐팽창 가능
- 흡기 시
: 횡격막이 수축하여 복강쪽으로 내려가면서 대기압보다
6mmHg 더 낮은 음압(754~751mmHg)으로 폐 팽창
- 호기 시
: 횡격막이 다시 흉곽쪽으로 올라와 흉막강 내압은 안정상태
되어 다시 음압(755∼757 mmHg) 형성

2. 호흡기능
1) 호흡생리
• 호흡계 기능 : 산소 공급, 이산화탄소 제거
• 체외로 열 발산시켜 체온 조절
• 체내의 산-염기 균형 유지

(1)환기(ventilation)와 관류(perfusion)
❶ 환기(ventilation)
• 대기와 폐포사이 공기교환
• 환기가 원활하게 이루어지기 위해서는
- 기도 폐색 없음
- 폐 신장성 좋음
- 흉곽을 구성하는 근육 튼튼
➜ 근육의 협력작용과 폐와 흉곽 탄력성, 정상적 신경자극 전달
❷ 관류(perfusion)
• 폐 모세혈관에 흐르는 혈액의 양과 흐름
- 폐조직을 통과하는 혈액의 양은 가스교환에 영향
➜ 폐포가 충분히 산소를 포함하고 있더라도, 폐포 주변의 모세
혈관을 흐르는 혈액량 적으면 가스교환 이루어지지 않음
☞ 환기와 관류 모두 차단되면 더이상 가스교환 이루어지지 않음

(2) 가스교환 : 확산(diffusion)
• 폐포에서의 가스교환
- 가스의 분압 차에 의해 확산(diffusion) 발생
• 폐포와 모세혈관 가스교환
- 산소
. 폐포 분압 100mmHg, 정맥혈분압(모세혈관) 40mmHg
: 폐포 ⇉ 모세혈관 확산
- 이산화탄소
. 정맥혈 분압(모세혈관)46mmHg, 폐포 분압 40mmHg
: 모세혈관 ⇉ 폐포 확산
• 모세혈관과 조직 사이의 가스교환
- 산소 : 동맥혈 분압 100mmHg, 조직 30mmHg,
모세혈관에서 조직으로 확산
- 이산화탄소 : 조직 분압 50mmHg, 동맥혈 분압 40mmHg,
조직으로 부터 모세혈관으로 확산

(3) 가스교환(Gas exchange)
• 폐포 내 공기와 폐포벽의 모세혈관 사이에서 확산에 의해
가스교환 이루어짐
• 정상적인 가스교환 위해 다음 조건 필요
. 폐포내 충분한 산소 농도
. 산소와 결합할 수 있는 충분한 양의 혈색소
. 혈액을 충분히 포화시킬 수 있는 폐포 내 산소 확산
. 세포에 필요한 충분한 산화 혈색소의 운반 능력
. 운반된 산소를 사용하는 세포 능력
. 폐혈류 흐름 정상적
. 폐포에 적절한 혈액의 흐름(관류, perfusion)과 공기 흐름
(환기, ventilation)

(4) 폐순응도(폐탄성), 탄성반동, 기도저항
• 폐순응도(lung compliance)
- 폐가 확장되고 제자리로 되돌아오는 특성
- 폐포내 증가한 압력에 반응하여 폐와 흉곽 팽창시키는 능력
- 폐포 내 압력에서 흉막강 압력 차이
: 정상 성인의 양쪽 폐순응도 : 200ml/cmH2O
• 탄성반동(recoil)
- 폐가 확장된 시점에서 폐를 허탈시켜 팽창되기 이전으로
되돌아가고자 하는 압력
• 기도저항
- 기관지 통해 공기가 흐를때 공기에 가해지는 저항
- 기도저항은 기도직경에 반비례
☞ 기도 커지면 공기흐름에 대한 저항 감소
기도 좁아지면 공기흐름에 대한 마찰저항 커짐

(5) 가스운반
• 산소는 두 가지 방법으로 조직으로 운반
- 98.5% : 산소혈색소(oxyhemoglobin, HbO2)
- 1.5% : 혈장에 용해된 상태
• 산소포화도(SaO2, oxygen saturation)
- 산소와 실재 결합되어 있는 Hb(혈색소)가 차지하는 비율
• 산소 해리곡선(oxyhemoglobin dissociation curves)
- 동맥혈 산소분압과 혈색소의 산소포화도 관계 나타내는
S자형 곡선
- 혈색소와 산소의 친화성 의미
➜ 혈액에 용해되고 있는 산소량은 산소분압과 비례하기 때문에
산소분압 높아지면, 산소포화도 증가
• PaO2 20~60mmHg 급경사부분에서
산소분압 낮아지면, 산소포화도 급격
히 하강
➜ 산소 함유량 저하, 조직으로 산소
공급 저하
☞ 즉, 그래프상 일정한 수준까지는
산소포화도 유지되지만,
☞ PaO2 60mmHg이하로 감소되면,
산소포화도는 급격히 감소되어
조직으로 산소운반 저하

(6) 산염기 균형
• 대사과정은 세포의 적절한 기능 위해 산과 염기 일정한
균형 필요
- 산염기 균형은 체액내 수소이온(H+) 항상성에 의해 좌우
- 수소이온(H+)
* 인체내에서 휘발성 탄산이온과 비휘발성 이온형태로 순환
* 수소이온 농도 pH로 표시
• 폐는 H+의 균형 유지
- 호흡 질환, 장애 발생 시 호흡성 산증 또는 호흡성 알칼리증,
H+ 불균형 발생
- 호흡성 산증
: CO2축적, 고탄산혈증 (hypercapnia) 발생
- 호흡성 알칼리증
: CO2 부족 발생

2) 호흡조절
• 호흡은 연수와 뇌교의 호흡중추, 호흡근육운동 및 대뇌피질의
작용으로 이루짐
- 폐의 기능 : 연수와 뇌교에 의해 조절
- 환기 : 신경성 반사(neural reflex)에 의해 조절
☞ 신경성 반사는 물리적·화학적 자극물질에 따라 작용
* 화학적 물질 수용체
a. 중추성 화학수용체
b. 말초성 화학수용체


* 물리적 자극
: 폐 신장수용체를 흥분시켜
기침 유발

Ⅱ. 호흡기계 방어기전

1. 공기여과
• 호흡기계 방어기전
- 먼지, 미생물, 독성가스의 흡입으로부터 폐 보호하는 작용
- 공기여과, 점액섬모체계, 기침반사, 기관지 수축반사, 폐포,
대식세포 등 있음


• 공기여과 기능
- 코털
* 흡입하는 공기 여과
* 비강점막 : 먼지흡착 ⇛ 코닦지
➜ 공기가 비인두와 후두 통과하는 동안 공기흐름이 거칠게
바뀌면서 5μm 이상의 먼지와 세균이 비강점막에 부착되어
제거


2. 점액섬모체계

• 점막	- 호흡기내 기도(기관, 기관지 등)의 내벽을 이루는 부드러운 조직 - 끈끈한 점액질로 덮인 섬모상피세포로 구성 - 역할 : 이물질과 병원성 미생물 제거
• 섬모	- 기관, 기관지 내강을 덮고 있는 상피세포 표면에 부착 - 역할 : 공기의 흐름과 반대방향인 폐쪽에서 구강쪽으로 계속 움직이므로 외부에서 호흡기로 흡입되는 먼지와 같은 이물질을 기도 밖으로 배출시킴 - 섬모활동 감소 : 탈수, 흡연, 고농도의 산소흡입, 감염, atropine, 마취제, 알코올, cocaine 등 약물섭취
• 점액 분비세포	- 기관과 기관지벽에 분포되어 있는 배상세포에서 하루 점액량 100ml 분비 - 역할 * 점액은 섬모의 위층을 덮음으로써 외부로부터 들어온 이물질을 흡착하여 기관 내부로 외부 이물질이 들어가지 못하게 막음 * 점액속에 함유되어 있는 IgA(면역살균항체) : 외부세균이 호흡기 내부로 침입하지 못하게 함 * 상피세포에 직접 닿지 못하게 하는 보호막 역할 * 외부에서 유입된 세균을 흡착하여 움직이지 못하게 함 - 먼지 등 이물질을 포집하여 가래(담)형태로 만듬 : 섬모는 1초당 약 15번 정도 운동을 하면서 먼지나 세균 등 이물질이 포함된 점액물질(가래) 10mm/분 속도로 구강쪽으로 이동시켜 기관지 깨끗하게 청소

3. 기침반사
• 정상적인 신체 방어 작용
• 자동적인 보호반사로 빠르게 나타나며, 기도 깨끗하게 함
• 기침 역할
- 유해 물질이 기도 내로 들어오는 것 방지
- 폐와 기관지에 존재하는 해로운 물질 제거
• 기침 유발되기 위해서는 기침 수용체 자극되어야 함
- 기관지, 인후두, 비강, 부비동, 흉막, 복부 장기 등에 분포
• 원인 질환에 따른 기침의 특성
- 감기, 습관성 기침, 기관지 천식, 위식도 역류, 만성기관지염 등

4. 기관지수축 반사
• 기관지수축
- 다량의 자극물질(먼지, aerosols)의 흡입 예방하기 위한
반사작용
- 천식 환자는 찬공기, 먼지, 강한 냄새와 같은 자극적인 물질
흡입한 후에 과도한 기관지수축 경험


5. 폐포 대식세포
• 폐포 수준에서 일차적인 방어기전
- 섬모세포는 호흡세기관지 아래에서는 발견되지 않기 때문
• 폐포의 대식세포 기능
- 죽은 세포와 단백질 제거하기 위해 적극적인 식균작용
하면서 세포합성을 위해 신진대사 작용 활발
- 면역체계 조절하는 물질 분비

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