2009년 1월 16일 금요일 밤9시 50분
산소를 얻고 이산화탄소를 방출하는 것은 모든 동물에게 필수적인 일이지만 가스 교환의 속도와 양은 동물의 종류나 활동정도에 따라 다르다.
원생동물과 같은 작은 생물들은 체표면 전체를 통해 산소와 이산화탄소를 교환하지만 다세포생물에서는 확산거리가 멀어져 다른 방법을 사용해야 한다. 예를 들어 수생벌레들은 몸을 길고 납작하게 하여 체표를 통해 산소를 얻고, 해파리는 대사담 당세포가 체표 바로 밑에 있어 확산거리가 매우 짧기 때문에 산소 농도가 낮아도 크게 문제되지 않는다. 그 외에 크기가 큰 생물은 아가미·폐·장이나 인두의 일부분, 기관 등 특수화된 호흡구조를 갖고 있다. 호흡구조는 대개 표면이 반투과성이고 그 안에는 체액이 순환하고 있다. 보통 2종류의 펌프 메커니즘이 호흡에 관여하는데 하나는 산소를 포함하고 있는 매질을 계속 새로이 바꾸는 것이고, 다른 하나는 체액을 호흡구조로 적절히 순환시키는 것이다. 공기호흡을 하는 척추동물에서는 근육이 교대로 수축하면서 폐의 팽창에 필요한 압력차를 만들어준다. 심장은 폐 속의 호흡면으로 혈액을 펌프시키며 산소가 공급된 혈액은 심장으로 돌아가 혈관을 통해 산소 소비가 활발한 여러 조직으로 보내진다.
류·다묵장어류), 경골어류 등에서 볼 수 있다. 혈관이 많이 분포하면 피부도 호흡면으로 작용할 수 있다. 그러나 호흡면은 얇고, 습기가 많고, 혈관이 풍부히 분포해야 하는데, 피부가 그렇게 되면 적에게 공격당할 위험성이 커진다. 또한 육상동물에서는 축축한 표피가 수분 손실의 주요통로가 될 수 있다.
F. N. White W. W. Burggren 글 | 具惠映 참조집필
). 폐의 팽창 상태를 유지하고 공기의 흐름을 일으키는 힘은 흉곽과 횡격막에 의해 생성되는데, 폐-흉곽계는 서로 다른 방향으로 배열되어 있는 용수철과 같아서 각각의 길이는 상호 영향을 받게 된다.
호흡은 기도를 통해 일어나는 주기적인 현상이므로 흡입된 공기가 모두 가스 교환에 참여하는 것은 아니고 일부분만이 가스 교환이 일어나는 폐포까지 도달하게 된다. 즉 휴식시에는 1회 호흡량의 약 1/3, 운동시에는 약 10%가 폐포까지 이르지 못하게 된다. 그러나 이러한 호흡의 주기적 특성과는 달리 폐에서의 혈액흐름은 연속적인 것이어서 폐에 도달한 모든 혈액은 가스 교환에 참여하게 된다. 폐에서 가스 교환의 효율성은 혈액의 흐름과 흡입된 공기가 폐의 전지역에 얼마나 균일하게 분포되는가에 따라 좌우된다.