제4부 호흡생리 | 마이메르시 MyMerci
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제4부 호흡생리

제4부 호흡생리

기초의학에서 가장 많이 출제되는 계통이다. 공기가 들어오는 역학, 기체가 건너는 확산, 실려 가는 운반, 그리고 그 전체를 조절하는 장치 순으로 본다.

CHAPTER 14 · ★★★

제14장 환기의 역학 — 흉막강 압력

폐는 스스로 부풀지 못한다. 흉곽이 넓어지면서 만든 음압에 끌려 들어갈 뿐이다. 이 전제가 깨지는 것이 기흉이다.

숨을 들이쉴 때

  • 가로막이 내려가고 갈비뼈가 올라가면 흉강 부피가 커진다.
  • 부피가 커지면 압력이 떨어져 폐포압이 대기압보다 낮아지고, 공기가 밀려 들어온다.
  • 흡기는 근육을 쓰는 능동 과정이고, 안정 시 호기는 탄성반동에 의한 수동 과정이다.

흉막강은 항상 음압이다

흉막강(가슴막공간)은 정상적으로 대기압보다 낮은 음압을 유지한다. 폐의 탄성반동이 안쪽으로 당기고 흉벽이 바깥으로 벌어지려는 힘이 맞서면서 생기는 압력이다. 이 음압이 폐를 흉벽에 붙들어 둔다. 음압이 사라지면 폐는 스스로 쪼그라든다.

상태흉막강결과
정상음압 유지폐가 흉벽을 따라 부푼다
개방성 기흉대기와 통해 압력이 같아진다그쪽 폐가 허탈된다
긴장성 기흉양압으로 계속 오른다종격동 이동, 정맥 환류 차단, 폐쇄쇼크

⚠ 개방성 기흉이 긴장성으로 넘어가는 지점

가슴 상처를 완전히 밀폐하면 들어간 공기가 나가지 못해 긴장성 기흉으로 진행할 수 있다.

그래서 세 면만 막는 일방향 밸브 드레싱을 쓴다. 들어오는 것은 막고 나가는 것은 허용한다.

긴장성 기흉의 징후 — 한쪽 호흡음 소실, 목정맥 팽대, 기관 편위, 저혈압. 기관 편위는 늦게 나타난다.

업무범위

알아야 하지만 1급 응급구조사가 직접 할 수 없는 것

바늘 감압(흉강천자)은 1급 응급구조사의 법정 업무범위에 들어 있지 않다.

병원 전 단계에서 하는 것은 드레싱의 한 면 개방·고농도 산소·체위·신속 이송이며, 감압은 직접 의료지도에 따른다.

시험에서는 감압술이 정답처럼 보이는 선지로 배치되므로 처치의 주체를 함께 읽어야 한다.

[도판 14-1] 흉막강 압력 3단 비교 — ①정상: 음압 유지, 폐가 흉벽에 붙어 있음 ②개방성 기흉: 대기와 통해 폐 허탈 ③긴장성 기흉: 양압 상승으로 종격동이 반대쪽으로 밀리고 대정맥이 눌리는 모습. 각 단계의 압력 방향을 화살표로 표시한다.

수치

수치 상자 — 제14장

흉막강 압력 — 정상 음압(약 -5 cmH₂O)

흡기는 능동, 안정 시 호기는 수동

긴장성 기흉 4징 — 호흡음 소실 · 목정맥 팽대 · 기관 편위 · 저혈압

한 줄 정리 — 폐는 흉막강의 음압에 끌려 부푼다. 음압이 사라지면 허탈되고, 양압으로 바뀌면 정맥 환류까지 막혀 쇼크가 온다.

CHAPTER 15 · ★★★

제15장 폐용적과 폐용량

용적은 나눌 수 없는 단위이고, 용량은 용적을 더한 값이다. 조합을 묻는 문항이 반복된다.

네 가지 용적

용적정상(성인)
일회호흡량(TV)평상시 한 번에 들이쉬는 양약 500 mL
흡기예비용적(IRV)평상시 흡기 후 더 들이쉴 수 있는 양약 3,000 mL
호기예비용적(ERV)평상시 호기 후 더 내쉴 수 있는 양약 1,100 mL
잔기용적(RV)최대한 내쉬어도 남는 양약 1,200 mL

더해서 만드는 용량

용량조합
폐활량(VC)IRV + TV + ERV최대로 들이쉬었다 최대로 내쉰 양
기능잔기용량(FRC)ERV + RV평상시 호기 끝에 폐에 남은 양
흡기용량(IC)TV + IRV평상시 호기 끝에서 최대로 들이쉰 양
총폐용량(TLC)VC + RV최대로 들이쉰 상태의 전체

⚠ 잔기용적이 들어가면 폐활량계로 못 잰다

잔기용적은 내쉬어도 남는 양이라 폐활량계로 직접 측정할 수 없다.

따라서 RV가 포함된 값(FRC, TLC)도 폐활량계만으로는 구할 수 없다.

반대로 폐활량(VC)에는 RV가 들어가지 않으므로 폐활량계로 잴 수 있다. 이 구분이 그대로 문항이 된다.

사강

  • 해부학적 사강 — 기체 교환이 일어나지 않는 전도기도의 부피. 성인 약 150 mL로 체중 1 kg당 약 2 mL다.
  • 얕고 빠른 호흡은 사강 비율이 커져 분당 환기량이 같아도 폐포 환기량은 줄어든다.
  • 폐포 환기량 = (일회호흡량 − 사강) × 호흡수. 빠르고 얕은 호흡이 위험한 이유가 이 식에 있다.

[도판 15-1] 폐용적·폐용량 도해 — 시간에 따른 폐용적 곡선 위에 TV·IRV·ERV·RV를 표시하고, 그 조합으로 만들어지는 VC·FRC·IC·TLC를 오른쪽에 세로 막대로 나란히 보인다. 폐활량계로 측정 불가한 구간(RV 포함)은 다른 색으로 구분한다.

수치

수치 상자 — 제15장

일회호흡량 약 500 mL (약 6~8 mL/kg)

해부학적 사강 약 150 mL (약 2 mL/kg)

폐활량 = IRV + TV + ERV / 기능잔기용량 = ERV + RV

총폐용량 = 폐활량 + 잔기용적

폐포 환기량 = (일회호흡량 − 사강) × 호흡수

한 줄 정리 — 용적은 단위이고 용량은 합이다. 잔기용적이 들어간 값은 폐활량계로 잴 수 없고, 얕고 빠른 호흡은 사강만 환기한다.

CHAPTER 16 · ★★

제16장 기체 교환과 확산

폐포와 모세혈관 사이에서 기체는 압력차를 따라 저절로 건넌다. 무엇이 그 건너감을 방해하는지가 문제다.

확산을 좌우하는 것

  • 분압 차이가 클수록 빨리 건넌다.
  • 막이 두꺼우면 느려진다 — 폐부종, 폐섬유증.
  • 면적이 좁으면 느려진다 — 폐기종, 폐엽 절제.
  • 이산화탄소는 산소보다 약 20배 잘 확산된다. 그래서 확산 장애가 생기면 산소부터 떨어지고 이산화탄소는 나중에 오른다.

환기-관류 불균형

상태무슨 일대표 질환
단락(shunt)관류는 되는데 환기가 안 된다폐렴, 무기폐, 폐부종
사강 환기환기는 되는데 관류가 안 된다폐색전

단락에서는 산소를 아무리 올려도 잘 오르지 않는다. 환기되지 않는 폐포를 지나온 혈액이 그대로 섞이기 때문이다. 산소를 줘도 포화도가 안 오르면 단락을 의심한다.

한 줄 정리 — 기체는 분압차를 따라 건너고, 이산화탄소가 산소보다 20배 잘 건넌다. 산소를 줘도 안 오르면 단락이다.

CHAPTER 17 · ★★★

제17장 산소와 이산화탄소 운반

산소는 거의 전부 헤모글로빈에 실려 간다. 그 결합력이 상황에 따라 변하는 것이 산소해리곡선이다.

산소는 두 가지로 실린다

  • 헤모글로빈 결합 약 98%, 혈장 용해 약 2%.
  • 산소포화도는 결합한 쪽만 본다. 용해된 산소는 동맥혈산소분압으로 나타난다.
  • 빈혈 환자는 포화도가 100%여도 실어 나르는 총량은 적다. 포화도는 비율이지 양이 아니다.

산소해리곡선 — 오른쪽으로 밀리면 잘 놓아준다

오른쪽 이동 (산소를 잘 놓는다)왼쪽 이동 (산소를 꽉 쥔다)
체온 상승체온 하강
이산화탄소 증가이산화탄소 감소
산증(pH 하강)알칼리증(pH 상승)
2,3-DPG 증가2,3-DPG 감소
→ 조직에서 유리하다→ 폐에서 유리하다

운동 중인 근육은 뜨겁고 산성이며 이산화탄소가 많다. 곡선이 오른쪽으로 밀려 산소를 더 잘 내려놓는다. 몸이 알아서 필요한 곳에 더 주는 구조다.

⚠ 일산화탄소 중독에서 산소포화도가 정상으로 나오는 이유

일산화탄소는 헤모글로빈에 산소보다 200배 이상 강하게 붙는다.

맥박산소측정기는 산소헤모글로빈과 일산화탄소헤모글로빈을 구분하지 못한다. 그래서 포화도가 98%로 나온다.

게다가 곡선이 왼쪽으로 밀려 남은 산소마저 조직에 안 내려놓는다. 겉보기 수치는 멀쩡한데 조직은 질식한다.

고농도 산소를 주고, 포화도 수치를 믿지 않는 것이 처치의 전부다.

이산화탄소는 세 가지로 실린다

  • 중탄산염(HCO₃⁻) 약 70% — 가장 많다.
  • 헤모글로빈 결합(카바미노) 약 20%.
  • 혈장 용해 약 7~10%.

[도판 17-1] 산소해리곡선 — S자 곡선을 그리고 정상 위치, 오른쪽 이동(체온↑·CO₂↑·산증·2,3-DPG↑), 왼쪽 이동(반대 조건, 일산화탄소·태아헤모글로빈)을 세 곡선으로 겹쳐 표시한다. PaO₂ 60 mmHg에서 SaO₂ 90%가 되는 지점을 점으로 찍는다.

수치

수치 상자 — 제17장

산소 운반 — 헤모글로빈 약 98%, 용해 약 2%

PaO₂ 60 mmHg ≈ SaO₂ 90% (이 아래로는 급격히 떨어진다)

일산화탄소의 헤모글로빈 친화도 — 산소의 200배 이상

이산화탄소 운반 — 중탄산염 약 70%

동맥혈 정상 — pH 7.35~7.45, PaCO₂ 35~45 mmHg, PaO₂ 80~100 mmHg, HCO₃⁻ 22~26 mEq/L

한 줄 정리 — 산소는 헤모글로빈이 98%를 나르고, 뜨겁고 산성이며 이산화탄소가 많은 곳에서 잘 내려놓는다. 일산화탄소 중독에서는 포화도를 믿지 않는다.

CHAPTER 18 · ★★★

제18장 호흡 조절

숨을 쉬라고 명령하는 것은 산소가 아니라 이산화탄소다. 이 순서를 뒤집으면 만성 환자에게 위험해진다.

조절 중추

  • 기본 리듬은 숨뇌(연수)가 만든다. 다리뇌가 리듬을 다듬는다.
  • 중추 화학수용체는 숨뇌에 있고 뇌척수액의 이산화탄소·pH 변화에 반응한다. 정상 호흡의 주 자극이다.
  • 말초 화학수용체는 목동맥토리·대동맥토리에 있고 산소 저하에 반응한다. PaO₂가 60 mmHg 아래로 떨어져야 본격적으로 작동한다.

헤링-브로이어 반사

폐가 과도하게 늘어나면 폐의 신장수용체가 미주신경을 통해 신호를 보내 흡기를 중단시킨다. 폐가 과팽창되어 손상되는 것을 막는 보호 반사다. 신생아에서 뚜렷하고 성인에서는 깊은 호흡에서만 나타난다.

⚠ 만성 이산화탄소 저류 환자의 저산소 호흡충동

만성폐쇄폐질환 환자 일부는 이산화탄소가 늘 높아 중추 수용체가 둔해져 있고, 산소 저하가 주 호흡 자극이 된다.

이때 고농도 산소를 무제한 주면 그 자극마저 사라져 호흡이 얕아지고 이산화탄소가 더 쌓일 수 있다.

다만 저산소증을 방치하는 것이 훨씬 위험하다. 산소를 끊는 것이 아니라 포화도 88~92%를 목표로 조절하는 것이 답이다.

수치

수치 상자 — 제18장

호흡 중추 — 숨뇌(연수)

중추 화학수용체 — 이산화탄소·pH에 반응 / 말초 — 산소에 반응

말초 수용체가 작동하는 문턱 — PaO₂ 60 mmHg 미만

COPD 급성악화의 산소포화도 목표 — 88~92%

한 줄 정리 — 평소 호흡을 지시하는 것은 이산화탄소이고, 산소는 60 mmHg 아래에서야 나선다. COPD에서도 산소를 끊는 것이 아니라 목표치를 낮춰 조절한다.

CHAPTER 19 · ★★★

제19장 호기말이산화탄소분압

카프노그래피는 환기·순환·대사를 한 화면에서 보여준다. 응급에서 가장 정보량이 큰 파형이다.

정상 파형의 네 구간

  • Ⅰ 기저선 — 사강의 공기, 이산화탄소 없음.
  • Ⅱ 상승지 — 폐포 공기가 섞여 나오며 급히 오른다.
  • Ⅲ 고평부 — 폐포 공기가 나오는 구간. 수평이어야 정상이다.
  • Ⅳ 하강지 — 흡기가 시작되며 급히 떨어진다.

파형이 말해주는 것

소견의미
고평부가 우상향으로 비스듬함하부기도 폐쇄 — 천식, COPD (상어지느러미 모양)
수치가 갑자기 0기관튜브 이탈, 회로 분리, 심정지
수치가 서서히 하강과환기, 심박출량 감소, 저체온
수치가 서서히 상승저환기, 발열, 이산화탄소 상승
심폐소생술 중 갑자기 상승자발순환 회복

⚠ 심폐소생술의 질을 숫자로 보여주는 유일한 지표

호기말이산화탄소분압은 폐로 오는 혈류에 비례한다. 가슴압박이 효과적일수록 값이 오른다.

10 mmHg 미만이면 압박의 질을 점검한다 — 깊이·속도·이완·교대.

갑자기 35~40 mmHg로 뛰면 자발순환 회복을 의심하고 리듬과 맥박을 확인한다.

기관내삽관의 위치 확인에도 쓴다. 식도로 들어가면 파형이 나오지 않는다.

[도판 19-1] 카프노그램 2단 비교 — ①정상: 고평부가 수평인 사각 파형에 Ⅰ~Ⅳ 구간 표시 ②하부기도 폐쇄: 고평부가 우상향으로 비스듬히 올라가는 상어지느러미 모양. 가로축은 시간, 세로축은 mmHg로 눈금을 넣는다.

수치

수치 상자 — 제19장

정상 호기말이산화탄소분압 35~45 mmHg

심폐소생술 중 목표 10 mmHg 초과 (미만이면 압박의 질 점검)

자발순환 회복의 신호 — 갑작스러운 상승(35~40 mmHg)

천식·COPD — 상어지느러미 모양 고평부

한 줄 정리 — 고평부가 수평이면 정상, 비스듬하면 하부기도 폐쇄다. 심폐소생술 중 갑자기 오르면 자발순환 회복이다.

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