마스크 Part 5

[K김상수(인천)]

1. 산소와 이산화탄소 농도 기울기 감소에 의한 저산소혈증과 저산소증

마스크에 의한 호흡 저항은 폐 안으로 유입되는 산소의 양과 인체 밖으로 배출되는 이산화탄소의 양을 감소시킨다.1)2) 이 결과 폐포 내부 산소분압은 감소하고 이산화탄소분압은 증가한다. 

폐에서의 산소와 이산화탄소 교환은 폐포와 모세혈관 사이 기체 입자의 분압 차이(농도구배=농도 기울기)로 일어나는 물질의 확산현상이다.3) 물질의 확산은 두 지점의 농도 기울기가 클수록 더 빨리 더 많이 일어나므로 폐포의 산소분압이 감소하여 모세혈관 속 산소분압과의 농도 기울기가 감소하면 폐포에서 모세혈관으로 산소 공급량 또한 감소한다. 

물질의 확산

모세혈관에서 폐포로의 이산화탄소 이동도 같은 이유로 감소한다. 체외로 배출되지 못한 이산화탄소의 양이 증가하여 폐포 내 이산화탄소분압이 상승하면 모세혈관과 폐포 사이 이산화탄소의 농도 기울기가 감소하여 혈관에서 폐포로의 이산화탄소 배출량이 감소한다.  

결과적으로 혈액 속 산소분압이 감소하는 저산소혈증과 이산화탄소분압이 증가하는 과탄산혈증이 유발되고 혈액이 신체 각 조직에 충분한 산소 공급을 할 수 없는 저산소증이 유발된다.

많은 사람들이 혈중 산소가 부족한데 왜 불편을 못 느끼는지 궁금해 하지만 ‘숨 가쁨’이라고 말하는 호흡곤란은 다양한 감각으로 구성된 불편한 호흡에 대한 주관적 느낌4)으로 이에 대한 반응은 나이, 복용약물, 기저질환 및 유전적 소인에 따라 천차만별이다. 

또한 우리 몸에는 저산소증에 의한 호흡곤란을 억제하는 기전이 있기 때문에 운동을 하거나 부정맥이나 빈맥 등 심장 관련 증상5)을 일부러 확인하기 전에는 자신의 몸에 산소 농도가 얼마나 떨어졌는지 확인하기 어렵다.6)

2. 호흡 저항에 의한 폐포 사강3)의 증가와 저산소성 폐혈관 수축7)8)에 의한 폐동맥고혈압

심장의 구조는 좌측과 우측의 구분이 있으며, 혈액이 돌아오는 심방과 혈액을 내보내는 심실의 상하 구분이 있다. 

심장의 구조

좌심실은 산소가 풍부한 혈액을 대동맥으로 내보내고 전신을 순환한 혈액은 이산화탄소를 담아 우심방으로 들어온다. 우심방의 혈액은 우심실로 들어가고 우심실은 혈액을 폐로 보내 혈중 이산화탄소를 버리고 산소를 받아오게 한다. 폐를 통과한 혈액은 좌심방으로 들어가고 좌심실을 통해 다시 전신으로 뿌려진다. 

폐순환과 전신순환

저산소성 폐혈관 수축은 인체의 산소 수준을 일정하게 유지하기 위해 폐 혈관계에 내재 된 항상성 메커니즘이다.7)  

산소와 이산화탄소가 직접 교환되는 폐포는 폐 속에 약 3억 개가 있는데 폐로의 산소 유입이 충분치 않은 경우 폐포 중 산소가 충분한 폐포와 그렇지 못한 폐포가 생긴다.(폐포 저환기, alveolar hypoventilation) 

이 경우 산소가 충분한 폐포를 지나는 혈액은 충분한 산소를 받아올 수 있으나 산소가 부족한 폐포를 지나는 혈액은 산소를 받지 못하고(폐 단락, pulmonary shunt) 심장으로 돌아가 다른 혈액과 섞이게 된다. 

이렇게 되면 폐순환을 마치고 돌아온 전체 혈액의 산소포화도가 떨어지므로 폐는 혈액의 산소포화도를 일정하게 유지하기 위해 산소량이 적은 구역의 폐포(사강, dead space)로 가는 혈관을 스스로 수축(저산소성 폐혈관 수축)하고 산소량이 많은 폐포로 가는 혈관을 넓혀 폐를 통화하는 혈액이 충분히 산소를 담아갈 수 있도록 유도한다.(환기 관류 일치, ventilation perfusion matching).9)

환기 관류 일치 vs 불일치

문제는 이러한 저산소증이 단기간에 끝나지 않을 때 발생한다. 

지속적인 저산소증은 폐 혈관 수축을 강화하고 폐혈관 재형성과 폐동맥고혈압을 유발한다.7)10)11)12)13) 폐동맥고혈압이란 심장에서 산소를 받기 위해 폐로 혈액을 보내는 혈관인 폐동맥의 압력이 높아지는 것을 의미한다. 

마스크에 의한 호흡저항으로 장기간 폐로의 산소유입이 감소하면 폐내 산소를 받지 못하는 폐포가 증가1)하여 폐혈관 수축이 지속된다. 이 경우 우심실을 떠나 폐로 가는 혈액에 정체가 발생한다.14)

혈액의 정체는 우심실과 폐를 연결해주는 폐동맥의 압력 상승으로 이어지고 폐동맥의 압력 상승은 결국 우심실의 혈액 정체를 유발한다. 우심실의 혈액 정체가 장기간 지속되면 우심실 비대와 우심실부전이 발생해 생명을 위협할 수 있다.

3. 저산소혈증에 의한 부정맥15)

폐포 저환기로 폐포막을 통한 기체의 확산이 제한되고 이로 인해 저산소혈증이 유발되면 혈액 내 산소는 인체 조직이 요구하는 산소량을 감당할 수 없어 조직 저산소증이 유발된다. 

폐와 함께 인체 조직으로 정상적인 산소 공급이라는 공통 목적을 가진 심장은 폐가 정상적인 작동을 하지 못할 때 이를 보상하기 위한 노력을 하게 된다. 16)17)전신에 혈액을 공급하는 심장은 전신 순환을 담당하는 좌측 심장으로 저산소혈증 및 저산소증은 좌측 심장에 부담을 주어 심장 박동에 이상이 생기는 부정맥을 유발한다.18)19)

문제는 이 부정맥이 지속되거나 빈번히 발생할 경우 혈소판의 응집과 응고를 활성화하여 혈전이 유발하는 데 있다.20) 좌측 심장의 문제로 생성된 혈전은 뇌혈관이 막히는 중풍과 기타 전신 혈관 사건의 원인이 되며21) 심장마비를 유발하여 심장돌연사의 원인이 될 수 있다.22) 심방세동은 가장 일반적인 부정맥의 증상이며 뇌졸중, 심근경색, 심부전, 치매 및 만성 신장질환의 위험을 높이고 사망률을 증가시킨다.23)

4. 호흡 저항과 COPD

만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, 이하 COPD)는 국내 45세 이상 성인 5명 중 1명, 65세 이상 노인 3명 중 1명이 앓고 있을 정도로 흔한 질환으로 의학계는 이 질환이 2050년 전 세계 사망 원인 1위가 될 것으로 전망하고 있다.24)

1997년 세계보건기구(WHO)와 미국 국립심장폐혈액연구소(National Heart, Lung and Blood Institute)는 앞으로 COPD 환자가 급증할 것을 예측하여 COPD에 대한 글로벌 이니셔티브(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease, 이하 GOLD)라는 비영리단체를 조직했으며 GOLD는 2001년 이후 매년 COPD 치료를 위한 공식 리포트를 발표하고 있다.25)

2022년 11월에 발표된 GOLD 리포트를 따르면 COPD의 정의는 “지속적인(또는 점진적으로 증가하는) 기류 방해를 유발하는 기도 이상(기관지염, 세기관지염) 및/또는 폐포 이상(폐기종)으로 인해 발생하는 만성 호흡기 증상(호흡곤란, 기침, 가래 생성 및/또는 이러한 증상의 악화)으로 특징지어지는 이질적인 폐 질환”을 뜻한다.26)

이를 좀 더 간단히 말하면 기도와 기관지 또는 폐포의 문제로 호흡 시 공기의 배출에 문제가 발생하여 폐에 새로운 공기의 유입이 어려워진 상태, 즉 폐로의 공기 출입이 지속적으로 제한된 상태로 말할 수 있다.

호흡시 공기의 이동 경로

호흡 시 들이쉰 공기는 코를 통해 들어와 기도를 통과하고 직경이 점점 좁아지는 기관지, 세기관지 종말 세기관지를 지나 폐포까지 도달한다. 또한 내쉬는 공기도 폐포를 떠나 호기의 역순으로 여러 경로를 지나 몸 밖으로 나간다. 

이때 공기는 기도 및 기관지 벽과 마찰(기도저항)을 일으키는데27) 우리는 호흡근을 사용하고 폐포의 탄력(확장되었다 줄어드는 힘)에 일부 의존하여 공기의 흐름을 만들어 기도저항을 이겨내고 공기를 내뱉고 들이쉬는 호흡 운동을 하게 된다.

공기의 통로인 기관지에 염증이 발생하면 기관지 점막이 부풀어 오르고 분비물이 증가하여 기관지 내경이 줄어들고 기도저항은 증가한다. 

우리는 풍선처럼 늘어났다 줄어드는 폐포의 탄력과 흉곽의 부피를 키우고 줄이는 호흡근(늑간근, 횡격막)을 이용하여 공기를 내뱉는데 폐포에 문제가 생겨 탄력이 감소하거나 노화 등으로 호흡근이 약해지면 내뱉는 공기의 압력이 기관지염으로 증가한 기도저항을 이겨내지 못하고 호흡기 안에 갇히게 된다. 

의료계는 이런 현상이 지속되는 것을 COPD라고 정의하고 2050년 세계 사망 원인 1위가 될 것이라고 예상하고 있는 것이다.

현재 한국 45세 이상 성인 5명 중 1명, 65세 이상 3명 중 1명이 가지고 있다는 COPD가 앞으로 전 세계 사망률 1위가 될 수 있는 이유는 이 질환이 지속적인 산소부족을 야기하기 때문이다. 

지속적인 저산소증은 부정맥과 혈전28), 동맥경화29)30) 등을 유발하여 생명의 유지에 결정적인 역할을 하는 심장과 혈액, 그리고 심혈관과 뇌혈관에 문제를 일으켜 심근경색과 중풍, 치매를 유발한다.

기도저항의 증가와 호흡기 내 공기의 정체를 의미하는 COPD의 심각성을 강조하는 의학계가 호흡저항을 두 배 이상 유발1)하여 공기를 호흡기 내부에 가두는 마스크를 일반인에게 씌우는 것도 모자라 COPD로 진단받은 환자에게 씌우고, COPD가 부정맥을 포함한 심혈관 질환과 뇌혈관 질환을 유발한다는 것을 알고 있음에도 심혈관, 뇌혈관 질환자, 그리고 이런 질환을 염려하는 노인에게까지 씌우는 것은 도저히 이해할 수도 용납할 수도 없다.

=================(6편에 계속)

[참고 문헌]

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24) http://www.mdon.co.kr/news/article.html?no=31810

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25) https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Initiative_for_Chronic_Obstructive_Lung_Disease

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Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Wikipedia. last edited on 30 November 2021

26) https://goldcopd.org/2023-gold-report-2/

2023 골드 리포트. COPD의 예방, 진단 및 관리를 위한 글로벌 전략. 2023 GOLD REPORT. GLOBAL STRATEGY FOR PREVENTION, DIAGNOSIS AND MANAGEMENT OF COPD: 2023 Report. 13 Nov. 2022.

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[변정수 (청주)]

의학계도 입맛대로 해석하고 입장을 엿장수 처럼 바꾸는 행태가 패거리 정치꾼들과 다를바가 없는거 같네요.

[N이수정(운영팀장)]

감사합니다!

[이정수(경기)]

저희 회사에 대대로 히말라야 부근에 살아온 네팔인이 있어요. 고산지대에 살아온 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 적혈구가 많다고 하더군요. 이 친구가 작년 말, 폐 X-ray를 찍었는데, '폐 유착' 진단을 받았어요. 저는 그 친구에게 마스크에 원인이 있다고 했는데 도무지 벗지를 않네요 ㅠ 드디어 3월이되자 이 친구, 잔기침을 많이 해요 ㅠ 진행이 이렇게 빠르다는게 넘 무서워요 ㅜ 이 친구의 매커니즘이 궁금했는데 김상수 회장님 덕분에 알게되었어요, 감사한 마음 보냅니다~

[우은혜(서울)]

감사합니다

[김현주 (경북)]

마스크의 해악이 저리도 큰데 무려 3여년동안 쓰게하다니~~
아직도 마스크를 무적 방탄갑옷이라고 생각하고 벗지 않으려는 사람들이 의외로 많으니 에효~~~~

[우정식(서울)]

수고많으셨고 공유해갑니다

[이시윤(경기용인)]

감사합니다

[가현경(충남)]

김상수 원장님을 알게된 것이 큰 복입니다.
감사합니다 꾸벅 _()_

[장영임(남해)]

긴 논문 여러개를 참고하여 종합해서 글 올리신다고 수고가 많으십니다...

[정경아(일산)]

저역시도 원장님을 알게되어 얼마나 감사한지 모릅니다. 애쓰셨습니다.

[유한영(서울)]

원장님의 수고에 깊은 감사드립니다 우리 몸에 원활한 산소공급이 이렇게도 중요한데 전혀 마스크의 부작용을 인지조차 못하고 마스크를 착용해야한다는 사람이 아직도 많아요 학교에서 마스크를 안써서 코로나환자가 늘었다면서 불안해하는 학부모 어린 유아에게 마스크 씌우는 부모 대중교통에서 마스크 안쓰면 개념없다 댓글쓰는 사람들 보면 이 나라의 강제마스크 인권침해는 성공한 것으로 보입니다