호흡의 단계

호흡은 신체에 가장 필수적인 과정이다. 항상 호흡을 자각하는 것은 아니지만, 호흡은 다양한 단계를 통해 이루어진다. 이에 관해 알고 있었는가? 이 글에서 호흡의 단계를 자세히 살펴보자.

호흡에도 단계가 있다는 사실을 알고 있었는가? 호흡은 생명 유지에 필수적인 생리적 과정이다. 항상 호흡을 자각하고 있는 것은 아니지만, 호흡을 하지 않으면 금방 숨이 멎게 된다. 이 글에서 호흡의 단계 및 구성에 관해 알아보자.

호흡이란?

호흡은 모든 생명체에 포함된 생리적 과정이다. 호흡을 통해 가스를 환경과 교환하면 신체의 모든 세포가 제대로 기능하는 데 필요한 산소가 체내로 들어온다.

산소가 들어오면 대사 과정을 통해 이산화탄소가 배출된다. 세포는 산소를 사용하여 이산화탄소를 생성한다. 하지만 체내 이산화탄소의 농도가 높으면 독성이 있을 수 있으므로, 호흡을 통해 몸 밖으로 배출된다.

전체 호흡 과정은 의식 여부와 관계없이 계속해서 이루어진다. 짧은 시간이라도 호흡이 중단되면 세포가 산소를 공급받지 못해 기능을 멈추면서 사망에 이를 수 있다.

호흡은 의식적으로든 무의식적으로든 항상 수행하는 중요한 기능이다.

호흡의 단계

호흡의 단계는 두 유형으로 나눌 수 있다. 하나는 육안으로 볼 수 있는 현상을 바탕으로 한 일반적인 단계이며, 또 다른 하나는 신체 기관에서 이루어지는 유기적 단계다. 이를 통해 호흡을 하는 동안 세포 수준에서 발생하는 과정을 분류할 수 있다.

호흡의 일반적인 단계

앞서 언급했듯이, 이 단계는 육안으로 관찰할 수 있는 과정을 바탕으로 한다. 이 단계에는 흉곽 근육이 수행하는 움직임과 동작이 포함된다.

흡입

흡입 단계에서는 공기가 외부에서 유기체로 들어간다. 공기는 사람의 코와 입을 통해 후두를 지나 기관지로 전달된다. 기관지는 기도의 말단부에서 폐의 입구까지 이르는 관이다.

이때 흉부 근육이 팽창하는 활성 단계가 시작된다. 근육이 팽창하면 흉곽이 커지고 폐가 확장하면서 횡격막이 아래로 내려간다. 이렇게 되면 폐의 압력이 외부 압력보다 낮아져 외부 공기가 문제 없이 들어갈 수 있다.

호기

호기 단계에서는 이산화탄소가 외부로 배출된다. 이 가스는 체내로 들어오는 공기와 반대 방향으로 이동한다. 전체 기관지 나무를 통과하여 코나 입을 통해 배출된다. 또한 흉곽 근육이 이완 위치로 돌아간다.

한편 흉곽이 작아지면 폐가 수축하고 횡격막도 다시 올라간다. 이렇게 되면 흉부 내부 압력이 외부 압력보다 높아지면서 공기가 빠져나가는 경향이 있다. 이는 호흡의 비활성 단계다.

호흡의 유기적 단계

호흡의 유기적 단계는 호흡을 하는 동안 세포 수준에서 발생하는 과정을 의미한다.

이는 유기체의 세포에서 더 작은 규모로 나타나는 현상을 바탕으로 한다.

외호흡

외호흡에서는 유기체와 환경 사이에서 가스가 교환되는 단계다. 앞서 언급했듯이, 공기는 코에서부터 전체 기관지 나무를 통과하여 기관지에 도달한다. 또한 폐에 맞닿는 기관지는 폐포로 이어진다.

실제로 가스 교환이 이루어지는 곳은 폐포다. 폐포는 혈관을 통해 신체의 나머지 구조로부터 산소 농도가 낮고 이산화탄소 농도가 높은 혈액을 전달받는다. 한편 산소가 풍부한 외부 공기도 함께 전달된다.

이렇게 되면 교환 과정이 시작된다. 특히 적혈구를 포함한 혈액은 남아 있는 이산화탄소를 폐포로 전달하고 이 구조를 통해 외부로부터 산소를 흡수한다. 산화된 혈액은 신체의 나머지 부위로 이동하여 산소를 통해 모든 조직의 세포에 영양을 공급한다. 그리고 이산화탄소는 몸 밖으로 배출된다.

내호흡

내호흡은 적혈구와 세포 간의 가스 교환으로 이루어진다. 폐에서 들어오는 산소가 풍부한 혈액은 가스의 농도 차이로 인해 세포에 산소를 공급한다. 이산화탄소도 마찬가지다.

또한 대사를 통해 이산화탄소를 생성한 세포에는 가스가 매우 풍부하다. 마찬가지로 조직의 세포와 적혈구는 이산화탄소 농도의 차이가 있어, 가스가 혈액으로 전달된다.

산소 함량이 낮고 이산화탄소 함량이 높은 혈액은 심장으로 이동한다. 그 후 심장은 혈액을 펌프질하여 폐로 전달한 뒤 산소를 다시 공급하며 이 과정을 반복한다.