< 호흡기계건강문제와간호 > 호흡기계는전도영역과폐포로구성된호흡영역으로나누며환기 (ventilation: 공기를마시고이산화탄소와물을내 보내는것 ) 와가스교환 (gas exchange: 폐포와모세혈관막을통한산소와이산화탄소의이동 ) 이라는두가지기본 기능을한다. 1. 호흡기계구조 A. 상부기도 (upper respiratory ) 1) 코의구조와기능 (1) 코의구조 - 코는한가운데비중격에의해두개의콧구멍으로나뉜다. - 비중격 (nasal septum); 연골과뼈로구성 - 비강은입천정과전두골, 사골, 접형골사이에위치, 비강의벽은점막으로덮힌뼈로구성 - 비강점막-호흡부와후부로크게나뉜다.. Respiratory portion호흡부 ; 섬모있는상피세포 goblet cell. Olfactory portion후부 ; 섬모가없는점막세포와후각세포이점막의혈관분포는들어온공기에습기와열을공급한다. 이곳의혈액공급은내 외경동맥에서온다. - 비강측벽 ; 상악골이근간. 상중하비갑개 Turbinate 혹은 conchae. 비갑개아래로비도 meatus superior, middle, inferior 비강의면적을넓힌다. 공기의흐름을느리게한다. - 부비동paranasal sinus; 두개골의무게를가볍게한다. 소리의공명을하게한다.. 전두동frontal, 접형동sphenoid, 사골동ethmoid, 상악동maxillary - 신경 ; 삼차신경의한가지인안신경이담당 (2) 코의기능 - 호흡 ; 호흡기도. 온도조절, 가습 ( 구강호흡과대조 ); 가습작용으로하루 1000ml 정도의수분소실 -> 비인두에도착할때의온도는 36-37도, 습도는 75-80% 를유지. 정화작용 ; 점액 (lysozyme 효소 ) 의살균성질, 섬모운동으로인두로운반되어연하되어위액의염산에의해세균파괴, 반사작용 ( 반사성무호흡증과재채기 ) - 후각 ; 상비갑개대부분, 중비갑개일부, 비중격의윗부분 - 공명 ; 성대를통하여발성이되고인두, 구강, 비강을통하여공명하여개인의특유한음색을갖게된다. 2) 인두의구조와기능 (1) 인두의구조 1 구강과비강을후두와연결한다. - 1 -
2 구분 - 비강인두nasopharynx 코의뒤쪽에서연구개위까지, 제 1-2 경추높이인두편도adenoid or pharyngeal tonsils, 이관편도tubal tonsil, 이관인두구개구 - 구강인두oropharynx 제 3경추높이구강편도palatine tonsils, 설편도lingual tonsil - 후두인두 laryngopharynx 설골에서후두와식도입구까지, 제 4-5 경추높이후두입구에는후두개 (epiglottis) 3 신경분포 : 운동신경 ; vagal nerve, trigeminal nerve, accessory 지각신경 ; vagal, glossopharyngeal nerve 4 인두편도의배치 Waldeyer tonsillar ring (2) 인두의기능 - 호흡기도의역할 - 인체의보호 ; 인두는인체의일차방어 - 공명 - 연하 ; 구강에서인두로일차연하작용 3) 후두의구조와기능 (1) 후두의구조 - 후두의상부는제 4경추, 하부는제 6 경추높이에있다.. Thyroid cartilage( 갑상연골 ); 후두의앞부분을형성 laryngeal prominence or Adam s apple. Cricoid cartilage( 윤상연골 ); 갑상연골과제 1 기관륜사이에위치, 후두강유지역할. Hyoid bone( 설골 ); 갑상연골위에있어후두와혀나다른근육을부착시킨다.. Arythenoid cartilage( 피열연골 ); 윤상연골위에위치하며성대사이의공간인성문을열고닫는다.. Corniculate( 소각연골 ), Cuneiform( 설상연골 ) - 후두개 (epiglottis); 괄약근의역할로기도내흡인방지하고흉곽내압력을증가시킨다. - 신경분포 미주신경의가지로상후두신경과하후두신경의지배 (2) 후두의기능 - 호흡기도 ; 성문열이성대운동으로열리고닫힌다 - 방어작용 ; 후두구의폐쇄및후두강의수축, 기침반사로기도로음식물이들어가는것을막고이물을배출한다. - 발성작용 ; 성대의진동에의해소리를창조하고인두, 구강, 비강, 부비동에서공명하여회화음이된다. 후두적출시는식도발성이나인공후두로회화가가능하다. - 연하작용 B. 하부기도 (lower respiratory) 1. 하부호흡기계구조 1) 기관 (trachea): 11cm의튜브모양의관으로, C자모양의연골링에의해지지되어있어기관벽이허탈되지않게되어있다. 2) 기관지및세기관지 (bronchi and bronchiole) - 기관이좌우로나누어지는부위를분기부 (carina) - 우측기관지가좌측보다 4cm정도짧고수직형태로이물질이들어가기쉽다. - 2 -
- 좌폐는 2개폐엽, 우폐는 3개의엽으로나누어지고다시분절 (segment) 를형성하는데우폐는 10분절, 좌폐는 8분절로나누어진다. - 기관은평활근으로이루어져자율신경계에의해지배된다. 교감신경이자극되면베타수용체에의해서기관지가확장되는반면, 부교감신경이자극되면기관지가수축한다. - 연골이없으며직경이 1mm이하인기도는세기관지 종말세기관지 호흡세기관지 폐포관 (alveolar duct) 폐포 (alveoli) - 기관내강은섬모 (cilia) 가분포되어있는상피세포로되어있고이세포사이에있는배상세포 (goblet cell) 에서점액을분비한다. 3) 폐와폐실질 - 제 1 늑골위에폐의첨부 (apex) 가있고횡격막에폐의기저부가있다. - 폐문 (hilus): 폐를지배하는신경과폐혈관, 기관지가통과하는폐의중간부위 - 폐조직은폐포와모세혈관이서로그물처럼얽혀있어벌집형상을하고있다. - 폐포는편평세포조직으로서고무풍선모양의얇은막 (0.5µ) 으로형성된주머니로보통 3억개의폐포가있으며총표면적은 70-80m 2 이다. 0.25-0.5mm 크기의기낭 - 폐실질 : 상피세포, 간질, 내피세포로구성 - 호흡영역 (acinus, 세엽 ): 호흡세기관지, 폐포관 ( 가스교환의 35%), 폐포낭 (65%) - 폐포상피세포 : typeⅠ(90-95% 차지 ) 세포, typeⅡ세포, 그리고폐포대식세포 (alveolar macrophage) 로이루어짐, typeⅡ에서폐포표면장력을감소시키는계면활성제 (pul. surfactant) 를생성 4) 흉벽 (chest wall) - 흉벽 : 흉부외곽 (thoracic cage, 12개의늑골과흉골 ), 흉막, 호흡근육 - 늑막 (pleura): 폐싸는두겹의막 : 벽측늑막 (parietal pleura), 장측늑막 (visceral pleura) - 두막사이에늑막강형성 : 20-25ml 정도의늑막액이있는데호흡하는동안두면의마찰을감소시키고폐허탈을막아준다. - 폐로대기중의공기가들어오기위해서는흉강의크기가증가하여흉강내압력이대기압보다감소되어야한다. 공기는압력이높은곳에서낮은곳으로이동하므로외늑골간근 (external intercostals muscle) 과횡격막이수축하면 ( 에너지소비 ) 흉곽이커지므로폐내는 1-2mmHg만큼더음압이되어흡기가이루어지고이완하면 ( 수동적운동 ) 폐내는 2-3mmHg 만큼더양압이되어호기가이루어진다 2. 하부호흡기계기능 1) 호흡생리 1 환기 (ventilation): 기도를따라폐로드나드는공기의움직임. - 흡기와호기에의해산화된신선한공기는폐로들어가고사용된공기는밖으로나가는순환과정이다. - 안정시의폐포를드나드는공기량은 4L/min이다. 환기량-혈류량비율이 4/5 즉 0.8일때가스교환이가장효과적으로이루어진다. 2 확산 - 폐포에서가스교환이일어나는것은산소분압차에의해확산이일어나기때문으로분압이높은곳에서낮은곳으로확산한다. - 폐포내의산소분압은 100mmHg이고정맥혈의산소분압은 40mmHg이므로분압차에의해산소가정맥혈로확산하여들어간다. 3 가스교환 : 가스교환은호흡세기관지나폐포에서일어나는호흡과정 - 3 -
- 외호흡 : 폐포와모세혈관사이에서일어나는산소와탄산가스의교환 - 내호흡 : 모세혈관과조직사이에서일어나는산소와탄산가스의교환 - 사강공기 (dead space air): 가스교환이되지않고기도에남아있는공기. 해부학적사강 : 비인두에서종말세기관지까지의공기이동통로로가스교환에참여하지않는공기로평균 150-200ml이다.. 생리학적사강 : 공기가폐포에도달하긴했지만혈액의공급이없어서실질적인환기가이루어지지않는경우 4 폐신장성, 탄성반동, 기도저항 - 폐신장성 (lung compliance): 압력을가했을때폐가팽창되는정도. 경폐압 ( 폐포내압력-흉막강내압력 ) 변화에따른폐용량변화를의미. 정상성인의양쪽폐신장성 ( 탄성 ): 200ml/cmH 2O - 탄성반동 (recoil): 폐가확장된시점에서폐를허탈시켜팽창되기이전으로되돌아가고자하는압력 - 기도저항 : 기관지를통해공기가흐를때공기에가해지는저항으로, 기도저항은기도직경에반비례한다. 구경이커지면공기흐름에대한저항은감소하고부종, 울혈, 종양, 기관지경련으로기도가좁아지면공기흐름에대한마찰저항이커진다. 5 가스운반 - 산소는적혈구내에있는혈색소와결합하여운반된다. - 약 98.5% 의산소는산화혈색소 (oxyhemoglobin, HbO 2) 가운반, 나머지 1.5% 는혈장에용해된상태로운반 - 혈색소는 100ml의혈액에 15gm이있으며혈색소 1gm은 1.34ml의산소와결합할수있다. - 혈색소는산소분압이높은곳에서는극히짧은시간 (0.01초) 내에산소와결합하고산소분압이낮은곳에서는쉽게산소를분리한다. - 산소해리곡선 : 혈색소와산소의결합량이산소분압변화에따라변하는모습을그린것. 산소해리곡선은 S자모양을하고있어서폐포의산소분압이 100mmHg에서는혈색소가결합할수있는산소와거의 100% 결합하지만말초조직에이르면조직산소분압이 20-60mmHg에서경사도는급하게내려오므로다량의산소를방출한다.. 산소의분리는조직의온도상승, 산증, PaCO2, 2.3-DPG의증가에따라상승 - 인체는세포대사에의해분당약 200ml의이산화탄소를생산하며폐포환기로배출 - CO 2 의약 5% 는혈장에용해된상태로운반, 나머지 95% 는혈색소와결합함 - 대부분의 CO 2 는적혈구내에서수분과결합하여탄산 (H 2CO 3) 를형성, 다시 H + 와 HCO - 3 로해리된후적혈구에서혈장으로나와약 1/3이혈장에서중탄산염형태로운반 (CO 2+H 2O H 2CO 3 H + + HCO - 3 ) 6 수소이온균형 - 폐는우리몸의수소이온의균형을유지한다. 호흡성산증은과탄산증 (hypercapnea) 으로인해오며호흡성알칼리증은이산화탄소부족으로온다. 2) 호흡조절 1 신경성조절. 일차호흡중추 (primary respiratory center): 연수에있으며흡기와호기중추있음 : 호흡중추에서나오는원심신경은횡격막신경과늑간근운동을지배하는흉수의척수신경이고구심성신경은미주신경내에있으며주로폐에서시작. 뇌교의하부 2/3 영역에는지속성흡식중추 (apneustic center), 뇌교의상부 1/3 영역에는호흡조정중추 (pneumotaxic center) 가있다 - 4 -
2 화학적조절. 중추화학감수체 : 연수에있으며탄산가스의농도와뇌척수액속의수소이온농도에민감하다.. 말초화학감수체 : 대동맥소체 (aortic body) 와경동맥소체 (carotid body) 로동맥혈액의탄산가스의증가에도반응하지만산소의결핍시에더잘반응한다.. 대동맥동 (aortic sinus) 과경동맥동 (carotid sinus) 에있는압력수용체는혈압의급격한상승에반응하여호흡중추를일시적으로억압하여호흡을느리고얕게함. progesterone: 환기를자극, 임신시에과호흡발생시킴. 혈액온도가높아지거나혈액이산성으로되면호흡빨라짐 3) 호흡기계방어기전 1 공기여과 2 점액분비 : 기관과기관지벽에분포되어있는배상세포에서분비, 하루점액량은 100ml 3 섬모 : 한방향으로움직여점액이균이나먼지등을붙잡으면기관쪽으로이동시킴. 4 대식세포 : 외부에서들어온균이나해로운물질, 내부균을탐식 5 기침반사 (cough reflex) 6 기관지수축반사 : 다량의자극물질 ( 먼지, aerosols) 의흡입을예방하기위한반사작용 - 5 -