호흡계의 시스템은 신체에서 가스교환 즉 산소와 이산화탄소를 신체외부의 공기와 혈액 그리고 조직세포에서 교환해 신체의 항상성 유지에 기여한다
- 또한, 혈액의 pH를 조절하고 공기를 흡입해 인체에 필요하지 않거나 해로운 입자들을 걸러내고 신체 수용기를 통해 냄새를 맡으며, 소리를 생산하고, 물과 열을 공기를 내뱉는 과정에서 없애는 역할을 한다.
- 호흡은 자율신경기능들의 한 부분으로서, 자발적으로 의식적으로 조정할 수 도 있다.
호흡계를 구조적으로 나누어 볼 수 있다.
upper respiratory tract- 코와 구강,인두(咽頭: 식도와 후두에 붙어 있는 깔때기 모양의 부분) 를 포함한다.
lower respiratory tract- 후두(larynix)(목소리를 내는곳), 기도(trachea), 기관지(bronchi) 들을 포함하고 있다.
기능적으로도 나누어 볼 수 있는데,
1) conducting zone- 외부의 공기를 가지고 오는 장소이다.
( 코, 구강(oral cavity), 비강(nasal cavity), 인두(phraynx), 후두(larynx), 기도(trachea), 기관지(bronchi), 종말 세기관지(terminal bronchioles) 를 포함한다.
2) respiratory zone- 가스가 교환되는 메인 장소이다.
기관지(bronchioles) 의 폐포관(alveolar ducts),폐포소낭( alveolar sacs), and 폐포(alveoli).
**여기서 중요한 점은 70%의 공기만 respirated zone 에 닿을 수 있고, 나머지 30 % 는 conducting zone 에 남아 있는데 이를 해부 사각 지대(anatomic dead space) 라고 부른다.
호흡의 통로는 기도부터 폐포관 까지 23개의 기관지를 지나게 된다.
Conducting zone
외부의 공기가 신체의 비공 또는 콧구멍(nostrils)을 통해 비강으로 들어간다. 구강을 통해서도 들어갈 수 있다.
비강(nasal cavity)은 코사이뼈를 기준으로 왼쪽과 오른쪽으로 나뉘고, 구개골에 의해 구강으로부터 분리되어 있다.
** 휘어진 코 뼈는 코사이뼈가 한쪽으로 휘어질 때 발생하고, 이 현상이 심하면 공기가 들어오는 양이 줄어들 수 있다.
스크롤 모양의 비개골(nasal conchae or turbinate)이 비강안에 자리잡고 있다.
비부개강(paranasal sinuses;부비강(두개골 속의, 코 안쪽으로 이어지는 구멍))은 비어 있을때 두개골을 가볍게 해주고, 주요기능은 점액을 분비하는 것이다.
공기를 들이 마실 때, 냄새 분자들이 후각상피 (olfactory epithelium;비강의 후각 감지부의 내면을 덮고 있는 다열상피(多列上皮)로서 냄새에 대한 수용체를 갖추고 있다_)에서 분자들을 녹아져 들어간다.
냄새 분자들이 수용체와 후각신경 끝에서 결합하여 이 정보가 뇌의 냄새를 인지하는 곳에서 전달되게 된다.
냄새는 적절한 대뇌피질에 전달되기 전까지 시상에 의해 걸러지지 않는 유일한 감각이라고 할 수 있다.
후각 정보는 측두엽(temporal lobe)과 변연계(limbic system:인체의 기본적인 감정·욕구 등을 관장하는 신경계) 바로 받아들이기 되어 있다. 그렇기 때문에, 냄새는 배우는 것과 기억과 감정과 매우 강하게 연결 되어 있다. 측두엽에서 담당하고 있는 기능들이기 때문이다.
1.공기를 들이 마시게 되면 공기는 비강으로 들어와 비강 뒤쪽을 통해 콧구멍을 들어가 인두(목)로 들어가게 된다.
인두(목) 은 콧구멍에서 후두 까지 13cm 튜브 처럼 연결 되어 있는데, 3 지역으로 나누어 볼 수 있다.
-비인두(nasopharynx) -가장 위쪽에 있음
- 인두 중앙부(oropharynx)- 중간에 있음
- 후두 인두(Laryngopharynx)- 가장 안쪽에 있음
후두 인두 끝에는 뒤쪽으로 식도가 앞쪽으로 후두가 자리잡고 있다.
목젖(uvula) 은입천장끝에서 연장되어 있는 구조로 되어 있는데, 음식이 구강에서 비강, 즉 입에서 코로 넘어가게 하지 않게 하기 위해서이다.
2. 공기는 후두인두와 기도(trachea)를 연결하는 짧은 통로인 후두(larynx) 로 들어가게 된다.
----여기서 공기가 후두로 들어가기전에 반드시 나뭇잎 모양처럼 생긴 후두개(epiglottis)를 지나야 한다.
----숨을 들이 마시는 동안 후두개가 열리고 공기가 후두로 들어올 수 있게 한다. 음식을 삼킬때는 후두개를 닫아서 음식이 식도로 들어갈 수 있게 해준다(esophagus).
후두는 성대목청(vocal code); 진동을 통해 목소리를 생산하는 곳, 을 포함하고 있다.
소리의 높낮이는 성대 목청의 긴장 정도에 따라 컨트롤 되고 이는 후두의 고유 근육에 의해 조절된다.
3. 공기는 계속해서 기도(trachea) 로 들어가게 되는데 2.5cm 직경과 10-13cm 의 길이의 관으로 되어 있다.
- 기도는 식도의 앞쪽에 자리잡고 있고, 기관연결고리들의 뒤쪽에 자리잡고 있다.
점액섬모청소(Mucociliary clearance) 는 신체의 단일 방향의 움직임이고, 호흡을 하는 통로의 점액에 불필요한 입자들과 가스들을 녹이는 것을 말한다. 가장 기본적인 폐의 역학적 방어 시스템이라고 할 수 있다.
점액(mucus)들은 공기가 들어올 때 , 잔해물들을 가두는 역할을 한다.
섬모(cilia)는 세포기관으로 상피세포에서 돌출되어 있고, 움직인다. 기침과 침을 뱉는 과정을 통해 잔해물들을 입밖을 나오게 한다.
기도는 16-20개의 C 모양의 투명질 연골이 기도 바깥 표면에 둘러 싸고 있다.
이러한 연골은 기도의 안정성을 지지해주고 숨을 쉴때 기도가 무너지는 것을 막아주고, 과하게 확장되는 것도 막아준다.
또, 층분한 유연함을 제공해 숨을 쉬거나 몸을 움직일때 부드럽게 움직일 수 있게 해준다.
---연골의 뒤쪽부분을 불완전한 상태인데 숨을 쉴때 기도의 직경이 미묘하게 변할 수 있도록 해주는데, 이는 공기의 흐름에 굉장히 효율적인 역할을 한다.
이는 음식을 삼낄때 식도 또한 기도를 압박할 수 있는데, 직경이 변하므로 부드럽게 넘어갈 수 있게 해준다.
더 깊숙히 들어가면
기도는 왼쪽과 오른쪽 기관지(bronchus)로 나눌 수 있다.
융골(carina)이 있는데 융골은 두개의 주요 기관지가 갈라지는 곳을 가리킨다.
기관지는 양쪽 폐와 연결되어 있다.
오른쪽 기관지가 더 짧은 길이를 가지고 있는반면에, 직경은 더 큰 특징을 가지고 있다.
오른쪽 기관지가 왼쪽 기관지보다 더 수직으로 뻗어 있는 모습을 볼 수 있다.
공기로 폐로 들어가가되면 주요 기관지 양쪽에서 엽기관지(second bronchi)로 이어진다.
오른쪽 폐는 3개의 엽기관지가 있고, 왼쪽 폐에는 2개의 엽기관지가 있다.
엽기관지는 에서 더 깊이 들어가면 삼엽기관지로 가지 구조를 하고 있다. 삼엽기관지에서 또 삼엽기관지(bronchioles)로 가지치기처럼 나누어져있다.
깊이 들어갈수록 감싸고 있던 투명질의 연골은 사라지게 된다. 더 많은 양의 부드러운 근육으로 변하게 된다.
이 근육이 수축하고 손상이 일어날 경우 천식이나 발작이 일어날 수 있다. 기관지의 직경이 좁아져 제대로 숨쉬기가 힘들어지기 때문이다.
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