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예수그리스도 피의 능력
사진출처 울산 막내동생 인체여행중
출처https://mirchimin.tistory.com/m/1003
출처https://m.blog.naver.com/jaesou/70025032349
정의
(alveolus)란 보통 허파꽈리라고 부르며 기도의 맨 끝부분에 있는 포도송이 모양의 작은 공기주머니를 말한다.
기능
실질적인 호흡 즉, 가스교환을 한다. 혈액에 녹아 있는 이산화탄소와 산소를 교환하는 역할을 한다.
https://www.insunet.co.kr/disease-terms/2360
폐포는 폐에 있는 작은 공기주머니로 이산화탄소가 혈액에서 빠져나오고 산소가 혈액으로 들어가는 장소입니다. 숨을 들이쉴 때 폐로 들어간 공기는 기관지를 지나 세기관지, 즉 더욱 가느다란 통로 끝에 달린 약 3억 개에 이르는 폐포 속으로 흘러들어갑니다.
https://amc.seoul.kr/asan/healthinfo/easymediterm/easyMediTermDetail.do?dictId=4462
출처 https://creation.kr/Topic104/?idx=13901293&bmode=view
사람의 호흡기관을 먼저 살펴보자. 폐는 좌우 한 쌍으로 갈비뼈 안쪽 흉강 속에 다소곳이 자리하고 있다. 길이는 약 25cm, 무게는 약 1kg 정도이다. 위에서 언급한 기관(windpipe, 공기가 들어가는 관)은 수많은 가지로 나누어지고 또 나누어지고 하면서, 결국 미세한 가지들은 허파꽈리(alveoli)라는 산소와 이산화탄소의 교환이 직접적으로 일어나는 구조와 연결이 된다. 직경 0.1-0.2mm 정도인 폐포는 성인의 경우 한쪽 폐에 약 3억 개나 되며, 많은 주름이 접혀진 상피 세포들로서 폐의 내부 면적을 최대한으로 넓혀 공기와 접촉을 크게 한다. 또한 그 둘레를 모세혈관이 치밀하게 둘러싸서 산소와 탄산가스 교환이 효과적으로 이루어지도록 설계되어 있다. 허파의 전체 표면적인 피부 면적의 약 50배 즉 핸드볼 구장만큼의 넓은 표면적을 갖고 있다. 좁은 공간에서 이렇게 큰 면적을 확보할 수 있도록 되어 있다는 자체가 경이롭다. 허파꽈리는 쉽게 포도송이의 포도알 하나하나라고 생각하고, 이 포도송이에 연결된 큰 가지부터 작은 가지들을 공기가 들어가는 관(pipe)으로 생각하면 된다. 다시 쉽게 설명하면 수많은 포도송이처럼 생긴 허파꽈리가 큰 통에 꽉 차 있다고 생각하면 된다. 허파꽈리를 둘러싸고 있는 혈관의 길이를 다 합치면 얼마나 될까? 약 1,000km나 되는 방대한 길이로 모세 혈관들이 허파 속의 하나하나의 허파꽈리 주변을 빽빽이 둘러싸고 있다.
정상 호흡을 할 경우 사람은 1분간 15-18회의 호흡운동을 하게 되며, 1회에 출입하는 공기의 양인 호흡 용량은 약 5백cc 정도이다. 폐가 최대로 심호흡을 할 때 성인의 경우 호흡량은 약 4천cc에 달한다. 이것을 보통 폐활량이라고 부르는데, 폐활량은 신장, 연령, 성별에 따라 상당한 차이가 있을 뿐만 아니라 활동 상태에 따라서도 달라진다. 호흡운동은 뇌의 연수에 있는 호흡중추에 의하여 반사적으로 조절되는데, 이곳엔 탄산가스 농도 변화에 민감하게 반응하는 세포들이 있어서 혈액 속에 녹아 있는 탄산가스의 양이 증가하면 호흡중추의 흥분이 커지며 따라서 호흡 횟수가 증가해 산소를 많이 흡수하게 된다.
이러한 사람의 멋진 허파구조에 비해 양서류나 파충류는 허파가 통처럼 되어 있는 구조 속에 격벽이 쳐져 있다. 즉 사람(포유류)에서처럼 허파꽈리 구조를 갖고 있지 않아 이산화탄소와 산소의 교환이 이루어질 수 있는 표면적이 극히 감소되어 있어 급격히 호흡률이 떨어진다.
하지만 이러한 정교하고 아름다운 사람의 호흡기관도 어류나 조류에 비하면 아무것도 아니다 라고 할 수 있다. 왜냐 하면 호흡 시에 산소가 허파 쪽으로 들어오는 길과 이산화탄소가 외부로 배출될 때 같은 통로(windpipe)를 사용하고 있다는 점이다. 즉 코에서 허파꽈리까지가 양방향성(two way)이라는 것인데, 이것으로 인해 통로 내에 언제나 사용된 공기가 남아 있게끔 되어 있다. 공기 중의 산소가 21%인데, 코로 이 21%의 산소가 들어가서 허파꽈리에 이를 때쯤이면 같은 통로를 이용하여 밖으로 나오는 이산화탄소의 양 때문에 허파꽈리에는 14%의 산소만 존재하고 대신 5.6%의 이산화탄소가 허파꽈리에 차 있게 된다. 참고로 공기 중의 이산화탄소는 0.04%이다. 실제로 우리가 정상 호흡을 할 때 허파에 있는 공기 중 약 1/5만 새로 밖에서 들어가는 공기이고 나머지는 이미 잔존해 있는 공기들이다. 쉽게 말해 아무리 숨을 밖으로 내 뱉어도 허파에는 약 20-35%의 공기가 차 있으므로, 완전히 밖에서 새로운 공기로만 허파를 채울 수 없게 되어있다. 이러한 것들이 허파에서 산소와 이산화탄소의 교환 시 효율성을 떨어뜨리고 있다.
만약 산소가 들어가는 길과 이산화탄소가 나오는 길이 틀리다면 어떻게 될까? 이것은 허파에 늘 새로운 공기(fresh air)를 공급하기 때문에 호흡률을 높임으로써 몸에 더욱 더 많은 산소를 공급할 수 있고, 따라서 더욱더 활발한 대사 활동을 해주게끔 함은 물론이다. 이러한 (포유류와는 완전히 다른) 시스템(system)을 갖고 있는 것이 조류, 어류이다. 먼저 새는 몸속에 기낭(air sac)이라는 공기 주머니를 갖고 있는데 (보통 5-9개), 이 기낭들은 크게 전기낭과 후기낭으로 나누어진다. 새가 공기를 들이쉴 때(inspire)에 공기는 먼저 후기낭으로 들어간 후 내쉴 때(expire) 전기낭으로 왔다가 다음에 기관을 통해서 빠져나간다. 이 전체 과정은 2개의 과정(그림 참조)으로 이루어져 있다. 이렇게 함으로써 조류는 놀랍게도 허파에서 공기의 흐름을 일방향(one way)으로 흐르게 하는데, 결과적으로 사람에서와는 달리 허파에 늘 이산화탄소와 섞이지 않은 새로운 공기를 제공한다. 다음으로 전기낭과 후기낭 사이에 놓여 있는 허파의 구조가 사람과는 판이하게 되어 있다. 조류의 허파는 부기관(parabronchi)이라는 아주 미세한 수많은 관으로 되어 있다. 이 부기관 사이로 공기가 일 방향으로 끊임없이 흐르고, 이 부기관 둘레에 혈관들이 공기가 흐르는 반대방향(이것을 counter-current flow라고 한다)으로 배열되어 있어, 공기 중의 산소의 확산을 크게 증가시켜 준다. 이 원리는 간단하다 (그림 참조). 공기 중의 산소와 핏속의 이산화탄소의 교환은 각각의 압력 차에 의한 확산에 의해서 이루어지는데, 만약 공기와 피가 같은 방향으로 흐른다면 공기에서 핏속으로 확산되어진 산소가 핏속에 50%에 달하게 되면 공기 중에 남아 있는 50%의 산소는 더 이상 확산 할 수 없게 되어 이용되지 못하는 산소가 된다.
이것을 역으로 생각해서 공기와 피가 반대 방향으로 흐르게 되면 항상 기관 내의 소 압력이 핏속의 산소압력보다 높아서 기관과 핏줄이 만나는 전 부위에서 산소의 확산이 이루어지게 되어 있어 공기 중의 대부분의 산소가 지속적으로 확산되어지게 된다 (그림 참조). 이러한 일방향 공기흐름 및 역방향 피흐름의 구조를 갖고 있는 조류는 그야말로 완전한 호흡계를 갖고 있다고 할 수 있다. 이러한 이유로 인해 참새는 6,000m 상공에서도 호흡에 지장이 없이 날수 있지만, 생쥐(포유류)는 충분한 산소의 확산이 이루어지지 못하기에 살아남지 못하게 된다. 또한 새의 본분인 날 때에 필요한 많은 양의 에너지를 위해 필요한 충분한 산소를 공급해 주게 되어 있다.
이제 어류를 한번 살펴보자. 물 속에 사는 고기는 사람에서처럼 허파꽈리의 구조도 새에서처럼 부기관으로 되어 있는 허파의 구조도 갖고 있지 않다. 그들 나름대로의 특이한 호흡기관인 아가미를 갖는데, 어류도 조류와 마찬가지로 일방향 공기(물)흐름과 역방향 피 흐름 구조를 갖도록 역시 멋지게 설계되어져 있다. 물은 입으로 들어와 아기미로 빠져나간다. 그림에서 보듯이 이 아가미는 멋지고 아름다운 미세한 층판구조(lamella)로 이루어져 있는데, 산소를 함유한 물은 항상 핏줄이 지나가는 층판 사이로 피가 흐르는 반대 방향으로 흐름으로써 조류에서와 마찬가지로 물 속의 산소의 확산을 크게 증대 시킨다 (그림 참조). 이산화탄소가 섞여 있는 포유류에서와는 달리 늘 신선한 산소만을 공급하고 있다. 고기는 이렇게 함으로써 산소의 확산을 85%까지 이루는 것으로 알려져 있다. 이 얼마나 완벽한 설계인가? 물고기가 아무리 멋진 모습의 아가미를 갖고 있다고 하더라도 물을 떠나서는 살수가 없다. 비록 공기 중의 산소가 물 속의 산소보다 많다 할지라도 공기는 물처럼 부력이 없기에 아가미를 펼 수도 없고 아가미를 이루는 쇄사(gill filament)들은 곧 말라 서로 달라붙게 도리어 더 이상 살 수가 없게 된다.
지금까지 사람(포유류), 조류 어류에서 살펴보았듯이, 모든 호흡 기관들은 각 종류의 생활 방식에 너무나 아름답게 설계되어져 있다. 이들 각각은 호흡 기관들(사람은 허파꽈리, 조류는 부기관, 어류는 아가미)은 아무런 유사성도 없이 각각 완전히 다른 설계 구조 속에 디자인되어 있다. 물 속에 각종 물고기들은 그 환경에 맞는 아가미라는 호흡기관을, 하늘에 각종 나는 새들은 하늘을 나는 새에 맞는 또 다른 멋진 모습의 호흡기관을, 우리 사람들은 땅에서 살기에 조금도 지장이 없는 모습으로 모든 기관들을, 최고의 걸작품으로 설계되어 있다. 아무리 살펴보아도 아가미에서 사람의 허파까지 진화를 보여주는 점진적인 변이란 찾아볼 수가 없다.
뇌(brain)는 인체의 소우주이다. 어쩌면 새로운 밀레니엄(2000년대)은 뇌의 시대가 될지도 모르겠다. 하지만 뇌는 아직도 미지의 세계이면서 신비에 가득 찬 블랙박스일 뿐이다. 사람의 뇌의 용적은 약 1,500cc 이다. 우리가 흔히 뇌라고 하면 주름이 많아져 있고 양쪽으로 나뉘어진 대뇌(cerebrum)를 많이 떠올린다. 이것은 대뇌가 실제로 뇌의 많은 부분을 차지하고 있고, 기능 또한 다양하기 때문이다. 대뇌는 오른쪽 반구와 왼쪽 반구로 나뉘어져 있는데, 왼쪽 뇌는 오른쪽 신체의 운동을 조절하고 정보를 받으며, 오른쪽 뇌는 왼쪽 신체의 운동을 조절하고 정보를 받는다. 하지만, 두 반구간의 의사소통은 잘 된다. 이것은 뇌량(corpus callosum)이라 불리는 신경섬유 다발로 연결되어 있기 때문이다.
각 대뇌 반구는 전두엽(frontal lobe), 두정엽(parietal lobe), 후두엽(occipital lobe), 그리고 측두엽(temporal lone)의 네 개의 엽으로 구성되어 있다. 전두엽은 대뇌의 앞쪽에 위치하고 있는데, 주로 언어 중추와 의식적인 움직임을 조절한다. 두정엽은 전두엽의 뒤쪽에 위치하고 있고, 전두엽과는 중심렬(central fissure)로 구분되며, 감각 수용기에서 감각을 받는 부분과 몸의 자세나 위치를 감지하는 부위를 포함하고 있다. 후두엽은 대뇌의 뒤쪽에 위치해 있는데, 시신경에서 시각 정보를 받고 분석하는 기능을 담당하고 있다. 측두엽은 양측면에 위치하고 있는데, 청각과 후각뿐 아니라 후두엽에서 대략적으로 받아들인 시각 정보를 좀더 포괄적으로 받아들인다.
대뇌 피질은 뇌를 덥고 있는 표면 껍질을 말하는데, 뉴런과 기타 세포들로 구성되어 있으며, 그 두께는 2-3mm 정도 된다. 이곳에서는 뇌로 들어온 모든 외부 정보를 분석하고 판단하는 중추이다. 섬유에서 정보를 받아서 피질에 전달된 후 정보가 통합된 후 다시 다른 곳으로 보내진다. 감각령과 운동령으로 나눌 수 있다.
신경계의 기본단위를 이루는 세포가 신경세포인 뉴우런이다. 뉴욕시를 가보면 대부분의 대도시들이 그렇듯이 자정이 넘어도 여전히 차들이 움직이고 많은 상점이 열려 있으며 사람들이 들락날락하고 사무실에는 전화와 팩스 소리가 요란하다. 비록 낮시간 만큼은 아니지만 밤이 깊어도 도시는 죽어 있지 않고 쉬임없이 움직이고 있다. 마찬가지로 사람의 두뇌도 쉬지 않고 작용하고 있다. 우리가 자고 있는 동안에도 뇌의 신경망은 필요한 기능을 완벽하게 수행하고 있기 때문에 호흡도 하고 혈액 순환도 이루어진다.
사람의 두뇌는 약 천억 개의 신경세포로 구성되어 있다. 하나 하나의 신경세포는 마치 컴퓨터의 칩과 같은 역할을 하고 있다. 그러나 컴퓨터는 비교도 되지 않을 만큼 복잡하고 교묘한 기능을 수행하고 있다. 신경세포 하나를 살펴보면 유전 정보가 들어 있는 핵이 있고, 생화학적인 대사와 합성을 수행하는 여러 기관들이 존재하는 세포체가 있다. 그리고 일반 세포와는 달리 세포체에 수많은 가지들(dendrites)이 달려 있으며, 이중에 한 가지는 다른 가지에 비해 길이가 긴 축색(axon)이라고 불리는 가지가 있다. 축색은 마치 전기를 흐르게 하는 전선과 같은 역할을 하면서 다른 세포로 정보를 전달한다. 세포체에 달린 많은 가지들은 다른 신경세포들로부터 정보를 수용하는 기능을 가지며, 이 정보들이 세포체에 모이면 세포체에서 정보들을 종합하고 종합된 최종 신호는 축색을 따라 흐르며 다른 신경세포나 내분비 세포, 또는 근육세포 등으로 신호를 보낸다. 축색의 길이는 대개 수십 혹은 수백 마이크로미터(주: 마이크로미터 = 미터의 백만 분의 일)인데, 운동신경의 경우는 1미터가 넘는 것도 있어 자기 세포체 길이의 10만 배에 해당하는 먼 거리에 정보를 전한다. 이렇게 긴 가지를 가지고 있는 것은 위에서 언급했듯이 멀리 떨어져 있는 목적지에 정확한 정보를 전하기 위함이며 아무렇게나 연결되는 것이 아니라 원하는 세포와만 연결되어 독특한 신경망을 형성한다.
축색은 길게 뻗어 나가 다른 신경세포체에 있는 가지들과 연결을 이루는데, 이를 시냅스(synapse)라 하며, 하나의 축색이 여러 개의 끝으로 나누어지면서 일반적으로 신경세포는 약 1만개의 시냅스를 이룬다. 이 시냅스는 두 신경세포의 가지 끝이 완전히 융합된 것이 아니고 20 나노미터(주: 나노미터는 1미터의 십억 분의 일)의 아주 작은 간격으로 떨어져 있는데, 전기적 신호가 축색을 따라 흘러 말단에 오면 축색의 말단에서 신경 전달 물질이 분비되고, 분비된 신경 전달 물질은 시냅스의 좁은 간격을 헤엄쳐 건너서 신경세포 가지의 세포막에 있는 수용체에 결합하여 정보를 전달한다. 마치 연락병이 대기하고 있다가 명령이 떨어지면 비밀문서를 휴대하고 다른 부대로 가서 정확하게 작전명령을 전달하듯이, 축색의 말단에는 지질막으로 둘러싸인 분비포안에 신경 전달 물질이 대기하고 있다가, 전기적 신호가 도착하면 시냅스의 간격을 가로질러 다음 세포에 신호를 전달하게 된다. 이러한 신경 전달 물질이 너무 많이 혹은 적게 합성되고 분비되면 심각한 정신병에 걸릴 수 있다. 우울증이나 정신분열증도 시냅스에 분비되는 신경 전달 물질의 균형이 깨어져 발생하게 된다. 우리의 뇌에서는 하나의 신경세포가 자신이 가지고 있는 수많은 가지들에 형성되어 있는 시냅스를 통해 수천 혹은 수만의 정보를 받아들이고 이를 종합하여 전기적 신호로 바꾼 다음 축색을 따라 보냄으로써 많은 다른 신경세포들을 자극하는 또 다른 시냅스를 이루고 있다. 이러한 시냅스는 우리의 뇌에 적어도 1014개 이상 존재하며 이들이 서로 다양하게 연결될 수 있는 경우의 수는 상상하기 힘들 정도로 크다. 이는 아무리 큰 컴퓨터라 할지라도 뇌에 존재하는 시냅스 회로망의 복잡함과는 비교가 될 수 없다.
조그만 방에 수천억 개의 전선이 뒤엉켜 있음에도 누전이 일어나지 않고 간섭을 받지 않는다는 것은 기적일 것이다. 이보다 더 복잡한 신경회로망이 존재하지만 정확하게 신호를 주고받으며 움직인다. 이렇게 복잡한 회로가 저절로 생겨날 수 있다는 것은 상상하기 힘들고, 또 이런 복잡 미묘한 회로망이 정보처리를 정확하면서도 적절하게 하고 있는 것을 볼 때 감탄하지 않을 수 없다. 그런데 신경회로망의 구성원인 신경세포가 죽어 가고 신경망 체계에 구멍이 나면, 자발적 움직임이 서툴게 되고 몸의 균형을 잡을 수 없는 파킨스씨 병이나 점차 기억이 상실하여 심지어 자기의 자녀조차도 알아보지 못하는 알츠하이머씨 병과 같은 퇴행성 정신질환을 앓게 된다.
신경조직에는 신경세포뿐만 아니라 신경조직을 지탱하여 주며 신경세포에 여러 대사 물질을 공급하고 조절하는 교질세포(glial cells)들이 있다. 이들 가운데는 신경세포의 정보 전달을 담당하는 축색의 바깥을 여러 겹의 지질막으로 둘러싸서