폐는 어떻게 숨을 쉴까 — 우리가 모르게 일어나는 정교한 호흡의 과정

우리는 하루 평균 2만 번 이상 숨을 쉽니다. 이 평범한 호흡 한 번에 폐와 온몸의 근육, 신경, 혈관, 화학물질이 정교하게 작동하고 있다는 사실은 잘 느끼지 못하고 살죠. 하지만 이 단순해 보이는 '숨쉬기'는 생명을 유지하는 가장 중요한 생리 작용 중 하나입니다. 그렇다면 폐는 어떻게 호흡을 할까요? 폐는 스스로 움직이지 않습니다. 대신 우리 몸은 폐를 둘러싼 횡격막과 갈비뼈 사이 근육을 이용해 흉강의 압력을 조절합니다. 흡기(들이마시기) 숨을 들이마실 때는 횡격막이 수축하면서 아래로 내려가고, 갈비뼈 사이의 근육이 확장되면서 흉강의 부피가 커집니다. 그 결과 폐 안의 압력이 낮아지고, 바깥 공기가 폐로 들어옵니다. 호기(내쉬기) 숨을 내쉴 때는 횡격막이 이완되어 올라가고, 흉곽이 원래대로 돌아가면서 폐의 부피가 줄어듭니다. 이때 폐 안의 압력이 높아지고, 이산화탄소를 포함한 공기가 바깥으로 밀려 나갑니다. 이 과정은 대부분 자동 조절됩니다. 숨을 쉬는 속도와 깊이는 연수와 뇌간의 호흡중추에 의해 조절되며, 혈액 속 이산화탄소 농도, 산소 농도, pH 변화에 반응해 자동으로 속도가 조절됩니다. 호흡은 단순히 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내보내는 과정만이 아닙니다. 폐 속에는 약 3억 개의 폐포가 존재하는데, 이곳에서 혈액과 공기 사이의 가스 교환이 일어납니다. 산소는 폐포를 통해 모세혈관으로 들어가고, 이산화탄소는 혈액에서 폐포로 이동해 밖으로 내보내집니다. 이러한 가스 교환은 확산(diffusion)이라는 물리적 원리에 의해 일어납니다. 기체는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 성질이 있기 때문에, 산소가 풍부한 폐포에서 산소가 적은 혈액으로 자연스럽게 이동하게 됩니다. 이처럼 우리가 아무 생각 없이 들이쉬고 내쉬는 숨 속에는 근육의 움직임, 신경의 조절, 혈액 속 화학 반응, 기체의 확산 작용까지 복잡하고 정교한 과정이 숨어 있습니다. 숨을 쉬는 건 너무도 당연한 일이지만, 사실은 하나의 작은 생명 과학이 몸 안에서 매 순간 벌어지고 있는 셈이죠. 폐와 호흡에 대한 더 흥미로운 이야기가 있다면 함께 나눠주세요. 호흡은 우리가 가장 자주 하면서도 가장 잊기 쉬운 과학 중 하나일지도 모릅니다.

1일 전

좋은 설명 감사합니다. 그런데 많은 분들이 궁금해할 수 있는 부분이라 산소와 이산화탄소가 어떻게 교환되는지 조금 더 자세히 덧붙이고 싶습니다. 폐포 안에는 공기가 들어오고, 폐포를 감싸고 있는 모세혈관에는 이산화탄소를 많이 포함한 정맥혈이 흐릅니다. 이때 폐포의 산소 농도는 높고, 혈액의 산소 농도는 낮기 때문에 산소는 자연스럽게 폐포에서 혈액 쪽으로 이동하게 됩니다. 반대로 혈액 속에는 이산화탄소 농도가 더 높기 때문에 이산화탄소는 모세혈관에서 폐포로 이동해서 숨을 내쉴 때 함께 빠져나갑니다. 이 과정을 가능하게 해주는 건 바로 기체의 확산 작용입니다. 별도의 에너지 없이도 기체는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 성질이 있기 때문에, 별다른 노력 없이도 매 순간 이 가스 교환이 이루어지는 것이죠. 이 단순한 교환 덕분에 산소는 온몸으로 보내지고, 이산화탄소는 몸 밖으로 배출되면서 생명을 유지하게 됩니다. 이 작용이 원활하지 않으면 호흡이 아무리 정상처럼 보여도 실제로는 몸 안에 산소가 부족해지고 이산화탄소가 쌓이는 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 그래서 폐 건강이 나빠지면 단순한 숨쉬기조차 버거운 일이 되는 거겠죠.

1일 전