호흡 생리학의 대한 두 관점: 해부생리학과 요가생리학
호흡 수련의 기초학문은 호흡기 계통의 해부생리학적 원리와 기능에 있다. 그러므로 호흡기 계통의 해부생리학적 원리를 파악하는 것은 호흡 수련의 이해도를 높이는데 반드시 필요하다. 이에 보건학과 체육학에서 다루어지던 인체의 호흡기능과 생리학적 요소로서의 호흡과정을 고찰한다.
1.해부생리학적 관점
호흡에서 폐는 스펀지처럼 움직이고 그 주변 근육들이 움직여서 끊임없이 외부로부터 산소를 섭취하고 이것을 신체의 세포에 보내어 물질대사를 영위하는 한편 동시에 대사의 결과로 생긴 탄산가스를 체외로 배출한다. 이 작용을 호흡(respiration)으로 부른다. 호흡의 과정에 대한 의문은 그 안으로 공기를 들여오기 위해서 폐를 확장하기 위해 사용하는 근육들에 대한 것이다. 호흡의 또 다른 표현을 보면 우리들의 입으로 들어온 영양소를 연소하여 그물질의 대사로 얻어지는 에너지를 이용하여 생명 활동을 영위하고 있다. 이 영양소를 연소시키는데 산소가 필요하므로 산소를 취하는 것이 들숨이며, 연소시키는 과정에서 생기는 이산화탄소를 배출하는 가스교환이 날숨이다.
그 중에서 호흡기는 혈액과 대기(atmosphere大氣)사이에서 산소와 이산화탄소를 교환하는 기능을 외호흡이라 한다. 그리고 체순환에서 나온 모세혈관과 모세혈관이 지나가는 조직사이에서 이루어지는 가스교환을 내호흡이라 한다. 산소를 받아들이고 이산화탄소를 밖으로 내보내는 곳을 호흡표면(respiratory surface)이라고 하는데 호흡표면은 살아있는 세포로 덮여 있고 산소와 이산화탄소는 세포막을 통하여 확산되므로 호흡표면은 축축하게 젖어 있어야 기능을 할 수 있다. 따라서 기체는 확산에 의해 들어오거나 나가기 전에 반드시 물에 녹아야 한다. 순환계 및 조직세포에서 호흡표면은 얇고 젖어 있어서 확산에 의해 빠르게 산소를 받아들이고 이산화탄소를 내보낼 수 있다.
1)호흡계의 구조
호흡계의 구조는 체외에서 폐포(肺胞)까지 외부공기를 받아들이는 통로인 기도(氣道, airway)와 가스교환이 이루어지는 폐(肺)로 구분된다. 비강(鼻腔), 인두(咽頭), 후두(喉頭)를 상기도(上氣道)라 하고 기관(trachea氣管), 기관지(bronchus氣管支)를 하기도(下氣道)라 하며 공기의 출입에 관여한다. 폐는 세기관지(bronchiole細氣管支), 종미기관지(終末氣管支), 호흡세기관지(呼吸細氣管支), 폐포기관(肺胞氣管), 폐포낭(肺胞囊), 폐포로 구성되며 가스교환에 관여한다.
전도영역(傳導領域)은 상기도로부터 종말세기관까지이고, 공기 통로로서의 역할만 하고 가스교환이 일어나지 않으므로 해부학적 사강(deadspace)이라 한다. 호흡영역은 가스교환이 가능한 호흡세기관지 이후의 부위를 말한다.
(1)비강(Nasalcavity: 鼻腔)
비강은 비중격(nasal septum)에 의해 2개의 공간으로 나누어져 있고, 점액을 분비하는 술잔세포(goblet cell)를 갖고 있는 거짓중층섬모원주상피로 덮혀 있다. 비강은 공기를 가열, 가습하여 먼지를 제거하고, 공명작용이 있으며 상비갑개의 점막에는 후각의 수용기가 분포되어 있어 냄새를 감지한다.
(2)인두(Pharynx: 咽頭)
인두(咽頭)는 비강에서 이어져 계속되는 기도로 소화기와 호흡기의 교차점인 코인두(nasopharynx), 입인두(oropharynx), 후두인두(laryngopharynx)로 구분된다. 인두 밑에는 후두덮계(epiglottis)가 있어 음식물이 지나갈 때 후두를 막아 음식물이 후두로 들어가는 것을 막는다.
(3)후두(Larynx: 喉頭)
후두(喉頭)는 인두의 후두부에서 시작되어 기관까지이며 기도 및 발성기로서 작용한다. 후두연골로서는 후두융기연골이 있어 발성에 관여하는 연골이 있다.
(4)기관과 기관지(Trachea and bronchus)
기관은 제 6경추에서 시작되어 식도의 앞을 하행하여 제 5흉추에서 좌ㆍ우기관지로 갈라진다. 기관은 길이가 10cm이고, 15~20개의 C자형 기관연골로 구성된다.
기관은 좌ㆍ우기관지로 나누어지고 기관에서 폐포까지 도달하는 사이에 기도는 23회나 분지한다. 기관의 섬모원주상피는 점액을 후두 쪽으로 밀어내며, 기침과 함께 폐에서 불순물이나 흡입된 먼지 등을 내보내는데 중요한 역할을 한다. 기관지 중 우기관지는 3지(枝)이고 굵고 짧은데 비해, 좌기관지는 2지(枝)이고 길고 가늘다.
(5)폐(Lung: 肺)
폐의 무게는 우측폐가 630g, 좌측폐가 570g으로 체중의 1/40이다. 폐는 2겹의 흉막으로 싸여있고, 우폐는 상ㆍ중ㆍ하엽의 3엽으로 되어 있고, 좌폐는 상ㆍ하엽의 2엽으로 되어 있다. 폐포 표면적은 40~100㎡이고, 폐포벽의 두께가 얇아서 폐포공기와 모세혈관내의 혈액 사이에서 가스교환이 용이하다. 폐포 표면활성 물질은 인지질로 되어 있어 폐포의 표면장력을 줄여준다. 폐포를 싸고 있는 액체의 표면장력은 폐포의 크기를 줄이고 폐확장을 방해한다. 폐포세포의 폐 표면활성 물질인 계면활성제(surfactant)는 폐포를 둘러싼 액체의 표면장력을 줄여 흡식 운동이 일어나는 동안 폐포를 쉽게 확장시킴으로 흡식운동을 돕는다.
①폐의 위치
폐는 산소와 이산화탄소를 교환하는 호흡기계통 중에서 가장 중요한 기관으로서 흉강내의 위치하며 반원추형의 모양을 하고 있는 한쌍의 기관이다. 폐는 쇄골상방 2~4cm위쪽까지 돌출되어 있으며 밑으로는 횡격막과 맞닿아 있다. 폐의 전벽에는 흉골, 전후벽 및 측벽에는 늑골이, 후벽에는 흉추골이 있어서 폐를 보호해주고 있다. 소아의 폐는 장미색을 띠나 성인의 경우에는 암적색의 색깔을 띤다. 폐는 3개의 면으로 이루어져 있어서 이를 각각, 늑골면, 횡격막면 및 종격면이라고 하며, 이 중 내측인 종격면은 심장과 맞닿아 있다.
②폐의 외부구조
폐의 윗부분을 폐 꼭대기라고 하고, 넓은 아래 부분을 폐 바닥이라고 한다. 폐의 내측면의 중앙부에는 폐로 들어오는 구조물들의 입구가 있어서 이를 폐문이라고 하며, 이곳으로 들어오는 중요한 구조물로는 기관지, 폐동맥, 폐정맥, 기관지동맥, 기관지정맥, 림프관 및 신경 등이 있다. 왼쪽 폐와 오른쪽 폐는 외부구조상 서로 약간의 차이를 가지고 있다. 우폐의 용적은 약 1200cc정도로서 좌폐보다 약 10% 정도 크며, 바깥모양은 우폐가 굵고 짧으나 좌폐는 가늘고 약간 길다. 또한 우폐는 수평틈새와 경사틈새에 의하여 3개의 엽인 상엽, 중엽 및 하엽으로 나뉘고, 좌폐는 경사틈새에 의하여 2개의 엽인 상엽과 하엽으로 나뉜다.
③폐구역
기관지가 폐문으로 들어가고 난후 폐의 각 엽에 대한 엽기관지로 다시 갈라진 후, 다시 좌폐에서는 9개의 구역기관지로, 우폐에서는 10개의 구역기관지로 갈라진다. 폐에서 공기교환을 이루는 구역이 독립적인 영역을 구성함은 물론 혈액공급도 이에 따라 나누어지기 때문에 폐구역을 정할 수 있다.
④폐의 내부구조
구역기관지는 다시 폐 속에서 여러 번 갈라져서 직경이 1~2mm되는 작은 세기관지가 된다. 결국 세기관지의 끝은 여러 개의 폐포관에 의해 폐포와 연결되어 있다. 폐포는 지름이 0.1~0.2mm인 꽈리모양의 주머니로서 각각의 폐에 1억 5000만개의 폐포가 있으며 폐포의 용량을 합치면 90~100㎡에 이른다. 호흡에 의하여 폐포에 도달한 산소는 폐포의 호흡상피와 모세혈관의 내피세포를 통과하여 혈액 속으로 들어가며 탄산가스는 이와 반대의 경로를 통해 폐포로 배출된다. 폐포의 벽에는 계면활성제(surfactant)세포가 있어서 숨을 내쉴 때 폐포의 쭈그러짐을 방지하는 물질인 계면활성제(surfactant)를 분비한다.
또한 폐포에는 폐에 들어오는 동맥은 두 가지가 있는데 그 중 기관지 동맥은 폐의 영양동맥으로서의 역할을 담당하고 폐동맥은 가스교환을 담당하는 기능혈관으로서의 역할을 한다.
⑤흉막(Pleura)
폐는 얇고 투명한 장막인 2겹의 흉막에 의해 둘러싸여져 있다. 흉막은 흉강의 속벽에 붙어있는 벽쪽 흉막과 폐포면에 붙어있는 폐쪽 흉막으로 나뉜다.
이들 흉막은 폐문에서 반전되어 서로 연결되며 이 두 막 사이의 공간을 흉막강이라고 하고 이 안에는 약간의 흉막액이 들어있다. 흉막액은 호흡에 의해 폐가 움직일 때 벽쪽 흉막과 폐쪽 흉막이 서로 마찰되는 것을 방지하는 역할을 담당한다.
<하타요가 호흡 수련의 해부 생리적ㆍ요가 생리적 고찰/ 김혜경 원광대학교 동양학대학원 요가학과 요가학전공 문학석사학위논문>