26.10 : 흉강 내 압력 관계

폐환기라고도 알려진 호흡은 폐 안팎으로 공기가 이동하는 과정입니다. 폐호흡을 추진하는 주요 메커니즘은 폐포 내 대기압(P_atm), 폐내압(P_pul) 또는 폐포내압(P_alv), 흉막강 내 흉막내압(P_ip)입니다.

호흡 메커니즘

폐포내압과 흉막내압은 모두 특정 폐 특성에 의존합니다. 호흡 능력(들이마시는 동안 공기가 폐로 들어가고 호기하는 동안 나가는 것을 허용함)은 대기압에 비해 폐 내부의 기압에 따라 달라집니다.

압력 역학

들숨(흡기)과 날숨(호기)은 대기와 폐 사이의 압력 차이에 따라 달라집니다. 가스에서는 제한된 가스 분자의 움직임으로 인해 압력이 발생합니다. 예를 들어, 부피가 줄어들기 때문에 동일한 양의 가스 분자가 2리터 용기보다 1리터 용기에 더 많은 압력을 가하게 됩니다. 일정한 온도에서 가스의 부피와 압력 사이의 관계는 압력과 부피가 반비례한다는 보일의 법칙(P = k/V)으로 설명됩니다. 부피가 증가하면 압력이 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다.

세 가지 유형의 압력(대기압, 폐포내 및 흉막내)이 폐 환기를 지시합니다. 대기압은 특정 표면을 둘러싼 공기 가스에 의해 가해지는 힘을 나타냅니다. 대기압(atm) 또는 수은 밀리미터(mmHg)로 표시할 수 있습니다. 여기서 1atm은 해수면 대기압인 760mmHg에 해당합니다. 대기압과 같은 다른 압력 값은 일반적으로 호흡에서 논의됩니다.

폐포 내압(폐내압)은 폐포 내의 기압을 나타내며, 이는 다양한 호흡 단계에서 변동됩니다. 폐포는 기도를 통해 대기와 연결되어 있기 때문에 폐내압은 대기압과 지속적으로 동일해집니다.

흉막내압은 내장흉막과 정수리흉막 사이의 흉막강 내 공기압입니다. 이는 다양한 호흡 단계에서 변동하며 특정 폐 특성으로 인해 폐포 내 압력과 비교하여 항상 음의 상태를 유지합니다. 흉막내압은 호흡주기 내내 약 –4mmHg로 유지됩니다. 이는 폐 탄력 섬유의 안쪽 반동과 흉벽의 바깥쪽으로 당기는 힘에 의해 유지됩니다. . 이러한 반대 힘 사이의 균형에 따라 폐포 내압에 비해 –4mmHg 흉막내압이 결정됩니다. 흉막내압과 폐포내압의 차이인 경폐압이 폐 크기를 결정합니다.

환기에 영향을 미치는 요인

압력 차이 외에도 호흡은 횡격막과 흉부 근육 섬유의 수축과 이완에 따라 달라집니다. 횡경막과 늑간 근육의 움직임은 주로 흡기 및 호기를 담당하는 압력 변화를 유발합니다.

다른 폐 특성도 호흡에 영향을 미칩니다. 저항은 움직임, 즉 가스의 흐름을 느리게 하는 힘입니다. 기도 크기는 저항에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 관 직경이 작을수록 공기가 더 작은 공간을 통과하게 되어 기도 벽과 공기 분자의 충돌이 더 많이 발생합니다. F=ΔP/R 공식은 압력 변화와 기도 저항 사이의 관계를 설명합니다.

폐포 내벽에 존재하는 물로 인해 발생하는 폐포 내 표면 장력은 폐포 확장을 제한하는 경향이 있습니다. 제2형 폐세포에서 분비되는 폐 계면활성제는 물과 혼합되어 표면 장력을 감소시키고 호기 중 폐포 붕괴를 방지합니다.

흉벽 유연성, 즉 압력을 가할 때 흉벽이 늘어나는 능력은 호흡에 필요한 노력에 영향을 미칩니다. 흡기가 발생하려면 흉강이 확장되어야 하며 이는 폐활량에 직접적인 영향을 미칩니다. 흉벽의 유연성이 부족하면(확장할 수 없음) 태아의 흉벽과 폐 발달이 어려워집니다.