호흡계통 – 구조와 기능 01 상부호흡계통 하부호흡계통

상부호흡계통 or 위호흡계통(upper respiration system)에는 코(nose), 코안(비강, nasal cavity), 코곁굴(부비동, paranasal cavity), 인두 (pharynx), 후두로 이루어져 있고 기능적으로 공기전도(air conduction) 부분에 속한다.

위호흡계통의 감염을 임상에서 일반적으로 상기도감염(upper respiratory infection: URI)이라고 한다.

코, 비강, 인두, 후두
흡입한 공기 통로
섬모에 의한 이물질 여과
온도와 습도조절

코

코(nose)는 얼굴 중앙에 돌출한 원뿔형의 구조물로 호흡계통의 시작이며, 후각에도 관여.

코의 천장은 한 쌍의 코 뼈(비골, nasal bone)로 되어 있어 콧대를 만들고, 콧대의 앞 아래쪽은 연한 연골로 구성된 콧등(비배, dorsum nasi)이 있다. 콧등은 한 쌍의 가쪽코연골(lateral cartilage)과 두 쌍의 콧방울연골(비익연골, alar cartilage)로 구성되어 있고 콧등을 지나 코의 아랫면에 콧구멍이 양쪽으로 열려 있다

코안

코안(비강, nasal cavity)은 점막(mucosa)으로 덮여 있어, 들숨을 쉴 때 들어오는 공기의 온도와 습도를 조절하고 섞여 있는 이물질을 제거하게 되는 공간.

코안의 뒤쪽은 뒤 콧구멍(후비공, choana)이라는 구멍을 통해 코인두(비인두, nasopharynx)로 이어진다. 코안의 앞부분을 코안뜰(비전정, nasal vestibule)이라 하고 그 주변으로 코털(비모, vibrissa) 이 나 있어 커다란 입자를 걸러준다.

코안의 가장 윗부분은 후각상피(olfactory epithelium)가 있어 냄새를 인지한다. 코안은 코중격(비중격, nasal septum)에 의해 양쪽 으로 나뉘고 코안의 가쪽벽에는 위·중간·아래코선반 (sup.·mid.·inf. nasal conchae)이라는 뼈가 튀어나온 구조 를 통해 들이 마신 공기를 코안에 오래 머물게 해서, 온도와 습도를 조절.

코곁굴

코곁굴(부비동, paranasal sinus)은 코안 주변에 있는 뼈의 공기 공간으로 머리뼈의 무게를 줄이고 발성에서 공명을 일으키는 공간.

위에서부터 이마굴(전두동, frontal sinus), 벌집굴(사골동, ethmoidal sinus), 나비굴(접형동, sphenoidal sinus), 위턱굴(상악동, maxillary sinus)이 있어 코곁굴 염(부비동염, sinusitis)과 축농증(empyema)이 잘 일어나는 곳이 된다. 모든 코곁굴은 관을 통해 코안과 연결되어 있다

인두

인두(pharynx)는 숨쉬는 공기와 섭취한 음식이 공통으로 사용하는 통로로, 코안과 입안의 뒤에서부터 후두(larynx) 와 식도(esophagus)가 갈라지는 부위까지를 말한다.

인두 또한 점막으로 덮여 있고 앞에서부터 코인두(비인두, nasophaynx), 입인두(구인두, oropharynx), 후두인두(laryngopharynx) 순서로 나눌 수 있다.

코인두(비인두, nasophaynx)는 인두의 가장 윗부분으로, 평상시에 음식을 삼킬 때 물렁입천장이 위로 올라가서 음 식이 코인두로 가지 못하게 막지만, 가끔 웃으면서 음식을 먹다가 코인두로 음식이 올라가면 불편함을 느낄 수 있다.

코인두의 가쪽벽에 귀관(이관, auditory tube [eustachian tube])이 있어 가운데귀와 연결되어 공기압의 평형을 맞추는 역할을 하게 된다.

후두

후두(larynx)는 많은 후두연골(laryngeal cartilage)로 둘러 싸인 길이 약 4cm의 짧은 원통 모양으로, 위로는 후두인두 (laryngopharynx), 아래로는 기관(trachea)과 연결되고, 식도(esophagus) 앞에 위치.

후두입구(laryngeal opening)의 앞 벽에는 잎사귀 모양의 후두덮개(후두개, epiglottis)가 있어 삼키는 동안 음식물이 후두로 들어가는 것을 막아주고, 삼킴이 끝나면 다시 제자리로 돌아간다.

하부호흡계통

하부호흡계통 or 아래호흡계통(lower respiration system)은 기관, 기관지, 세기관지의 공기전도 부분과 호흡세기관지, 허파꽈리관, 허파꽈리로 구성된 호흡 부분(허파 부분)으로 나뉜다.

기관, 기관지, 세기관지, 폐포관, 폐포
가스교환

기관

기관(trachea)은 반지연골(윤상연골, cricoid cartilage) 아래 에서 일차기관지(기관용골, carina) 위 까지를 말하며 식도 (esophagus)의 앞에 위치.

길이는 약 12~14cm이고 평 균 지름은 약 2.5cm이다. 기관은 약 15~20개의 기관연골(tracheal cartilage)에 의 해 지지되고 ‘C’자 형태의 모양에 의해 항상 기관이 열려 있게 된다.

기관연골은 아래위로 고리인대(윤상인대, annular ligament)에 의해 연결되어 있고, 기관의 뒤에 있는 식도 쪽 으로 열려 있는 부위는 기관근(trachealis m.)이라는 탄력성 있는 막으로 막혀 있어 큰 음식을 넘길 때 불편함이 없게 된다.

기관을 덮고 있는 점막(mucosa)에는 술잔세포(배상세포, goblet cell)와 고유판의 점액 분비샘들이 있어 점액을 분비 하고 섬모(cilium)가 움직이면서 먼지와 이물질이 있는 점액 을 후두와 인두 쪽으로 밀어낸다.

점막 아래의 점막밑층(점막하층, submucosa)에는 기관샘(tracheal gland)이 있어 기관 안에 들어온 공기의 습도를 유지한다. 기관은 복장뼈각(흉골각, sternal angle) 높이에서 처음으로 오른쪽과 왼쪽으로 갈라지게 되어 일차기관지(primary bronchi)가 되는데, 처음 갈라지는 부위를 기관용골(carina of trachea)이라 한다. 오른기관지(우기관지, right main bronchus)는 왼기관지(좌기관지, left main bronchus)에 비해 길이도 짧고 수직으로 향하고 있어 흡인성폐렴(aspiration pneumonia)의 경우 왼쪽에 비해 오른쪽 허파에 많이 생긴다.

기관지

기관지(bronchus)는 기관용골(carina) 아래의 오른·왼기관지로부터 시작해서 허파 속의 종말세기관지가 될 때까지 무수히 갈라지는 공기가 지나는 통로로 기관지나무(기관지 목, bronchial tree)라고도 부른다.

기관에서 분지된 첫 가지인 오른기관지(right main bronchus)와 왼기관지(left main bronchus)를 ‘1차 기관지’라 하고 허파의 바깥 부분이 된다. 오른기관지와 왼기관지는 허파동맥, 정맥, 림프관, 신경 과 함께 허파문(폐문, hilum)으로 들어간 뒤 엽기관지(lobar bronchus)로 갈라진다.

이것을 ‘2차 기관지’라 부르고, 엽기 관지는 오른허파(우폐, right lung)에 3개, 왼허파(좌폐, left lung)에 2개가 있다. 엽기관지(lobar bronchus)가 더 갈라져서 구역기관지 (segmental bronchus)가 되는데, 이것을 ‘3차 기관지’라 부르고, 구역기관지는 오른허파에 10개, 왼허파에 8~10개가 있다. 기관지는 더 작은 관으로 가지를 치고, 직경이 1mm 이하 인 기관지를 세기관지(bronchiole)라 한다. 세기관지가 더 분지한 것을 종말세기관지(terminal bronchiole)라 하고 공기전도부분의 마지막이 된다.

허파

허파(lung)는 양쪽 가슴안(thoracic cavity)을 채우고 있는 한 쌍의 반원뿔형 기관으로, 가스교환이라는 호흡의 가장 중요한 역할을 수행한다. 허파는 실질에 공기가 차 있어 비중이 낮아 마치 스펀지 같고 오른쪽 허파가 왼쪽보다 약간 크다.

허파(폐, lung)는 얇은 내장쪽가슴막(내장측흉막, visceral pleura)으로 전체가 싸여 있고, 가로막 위에 놓인 편평한 부 위를 바닥(base)이라 하고, 허파 위끝의 뾰족한 부위를 꼭대기(apex)라 하는데, 꼭대기는 빗장뼈보다 약 2cm 이상 솟아 있다.

허파는 둥글게 감싸는 갈비뼈와 접하고 있는 갈비면(늑골면, costal surface), 가로막과 접하고 있는 가로막면(횡격막면, diaphragmatic surface), 안쪽을 향해 마주보는 세로칸면(mediastinal surface)이 있고, 세로칸면에는 푹 들어간 허파문(폐문, hilum)이 있어 이곳으로 기관지, 허파혈관, 림프관, 신경 등이 드나든다.

왼쪽 허파에는 특징적으로 심장에 의해 오목하게 패인 심장패임(심장절흔, cardiac notch)이 있다.

오른허파는 위엽(상엽, upper lobe), 중간엽(중엽, middle lobe), 아래엽(하엽, lower lobe)으로 구성되어 있고 위엽과 중간엽은 수평틈새(수평열, horizontal fissure), 중간엽과 아래엽은 빗틈새(경사열, oblique fissure)에 의해 나뉜다.

왼허파는 빗틈새(oblique fissure)에 의해 위엽(upper lobe)과 아래엽(lower lobe)으로만 나뉘고 오른허파의 중간엽에 해당하는 혀구역(lingular segment)이 있다.

오른허파에는 기관지허파구역(segment)이 10개 존재하 고, 왼허파에는 8~10개 존재한다. 기관지허파 구역은 하나 하나 동맥, 정맥, 기관지로 구성된 독립적인 단위이기 때문에 폐암의 수술적 치료에서 구역별로 절단하는 부분절제 (segmentectomy)가 가능해진다.

허파꽈리

허파꽈리(폐포, alveolus)는 기관지 가장 끝에 달려 있는 주 머니 모양을 하고 있는 가스교환이 이루어지는 기본적인 단위이다. 여러 개의 허파꽈리가 모여서 주머니를 형성하고 이것을 허파꽈리주머니(폐포낭, alveolar sac)라고 한다.

허파 꽈리는 약 3~4억 개 정도 있고 밀착한 허파꽈리들 사이에는 중격구멍(septal pore)이라는 작은 구멍이 있어 공기가 돌아 다닐 수 있다. 허파꽈리의 벽은 두 가지 세포로 이루어져 있고 그 중 다수인 허파꽈리세포(폐포세포, pneumocyte type I)는 단층 편평상피세포로 허파꽈리벽을 통해 가스가 빠르게 확산하게 한다.

세포 중 수가 더 적고 입방형을 하고 있는 과립허파 꽈리세포(pneumocyte type II)는 허파표면활성제(surfactant)라는 체액을 만들어 허파의 표면장력을 감소시키고 들 숨에 허파꽈리가 쭈그러져 달라붙는 것을 방지하여 공기의 흡입을 쉽게 한다.

허파꽈리 사이를 연결하는 허파꽈리구멍(폐포공, alveolar pore)에 존재하는 허파꽈리큰포식세포(폐포대식세포, alveolar macrophage)는 먼지세포(dust cell)라고 불리며, 허파 꽈리로 들어온 먼지와 이물질을 제거한다.

허파꽈리에는 술잔세포(배상세포, goblet cell)와 섬모가 없으므로 먼지세포의 기능이 중요하다.

가슴막

가슴막(흉막, pleura)은 허파의 표면을 싸고 있는 막(내장쪽 가슴막)과 가슴의 안쪽 벽면을 덮고 있는 얇은 막(벽쪽가슴 각막)으로 투명하고 얇은 장막이다.

내장쪽가슴막(내장측흉막, visceral pleura)과 벽쪽가슴막(벽측흉막, parietal pleura) 사이를 가슴막안(흉막강, pleural cavity)이라 하고, 가슴막액(흉막액, pleural fluid)이 들어 있다.

가슴막액(pleural fluid)은 허파가 확장, 수축할 때 마찰을 줄여주는 윤활유 역할을 하고, 질환에 의해서 가슴막액의 양이 늘수(가슴막삼출액, pleural effusion)도, 가슴막염 (pleuritis)에 의해 양이 줄 수도 있다.

가슴세로칸(종격, mediastinum)은 양쪽 가슴막 사이에서 양쪽 허파를 분리하는 곳으로, 위로는 인두, 밑으로는 가로 막, 앞으로는 복장뼈, 위로는 척추로 구분되는 공간이다.

위 세로칸(상종격, superior mediastinum)에는 기관, 식도, 가슴샘, 대동맥, 위대정맥이 있고 앞세로칸(전종격, anterior mediastinum)에는 가슴샘과 속가슴동맥/정맥이 놓인다.

중간세로칸(종격중부, middle mediastinum)에는 심장이 들어 있고 마지막 뒤세로칸(후종격, posterior mediastinum)에는 식도와 대동맥, 가슴림프관과 미주신경 등이 놓이게 된다.

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