26.16 : 외부 및 내부 호흡

외부 호흡은 폐에서 발생하며, 신체 내부로 산소가 이동하는 첫 단계입니다. 우리가 숨을 들이마실 때, 산소는 폐로 들어가 얇은 폐포막을 통해 확산됩니다. 폐포는 작고 공기로 가득 찬 주머니로, 가스 교환을 위한 광대한 표면적을 제공합니다. 폐포의 산소는 인접한 폐 모세혈관(40mmHg)보다 분압(105mmHg)이 높아 압력 기울기가 형성됩니다. 그 결과, 산소 분자는 폐포에서 혈액으로 이동하여 적혈구의 헤모글로빈과 결합합니다.

동시에 세포 대사의 노폐물로 생성된 이산화탄소는 혈액에서 폐포로 이동합니다. 혈액의 PCO_2는 폐포 공기(40 mmHg)보다 약간 더 높으며(45 mmHg) 이 교환을 주도합니다. 교환이 완료되면 산소가 공급된 혈액은 심장으로 돌아와 몸 전체로 펌핑되고 ​​CO_2는 호기 중에 배출됩니다.

내부 호흡은 전신 가스 교환이라고도 하며, 신체 조직 수준에서 발생합니다. 여기서 좌심실에서 펌핑된 산소화된 혈액은 전신 동맥을 통과하여 결국 전신 모세관에 도달합니다. 목표는 조직 세포에 산소를 공급하고 노폐물인 이산화탄소를 모으는 것입니다. 전신 모세관은 조직 세포보다 PO_2가 높은데, 산소가 세포에서 ATP를 생성하는 데 사용되어 산소가 모세관에서 세포로 확산되기 때문입니다. 반대로 세포 호흡과 같은 활성 대사에 의한 CO_2 생성은 전신 모세관보다 세포에서 PCO_2가 더 높아 세포에서 이러한 모세관으로 확산됩니다.

내부 및 외부 호흡의 확산 속도에 영향을 미치는 요인

분압의 기울기: 분압의 차이가 클수록 가스 확산 속도가 향상됩니다. 폐포 공기의 O_2와 CO_2 분압도 폐 기류에 의존합니다. 모르핀과 같은 특정 약물은 호흡 속도를 느리게 하여 O_2와 CO_2 교환을 줄입니다. 고지대에서는 대기압과 O_2 분압이 모두 감소하여 혈액으로의 O_2 확산이 느려집니다. 그 결과 고지대에서 발생하는 질병은 혈액 산소 수치가 감소하여 호흡곤란, 두통, 피로, 불면증, 메스꺼움, 현기증을 유발합니다.

사용 가능한 표면적: 폐포의 넓은 표면적과 이를 둘러싼 풍부한 모세혈관으로 효율적인 가스 교환이 가능합니다. 폐기종과 같이 이 표면적을 감소시키는 조건은 교환 속도를 늦춥니다.

확산 거리: 얇은 호흡막과 좁은 모세혈관을 통한 적혈구의 단일 통로는 확산 거리를 최소화합니다. 폐부종에서 볼 수 있듯이 폐포 사이의 간질액 축적은 확산 거리를 늘려 가스 교환을 방해합니다.