핵심 해설
이 문제는
호흡의 역학(Mechanics of Breathing) 중에서도 가장 기본이 되는
폐포 내압(Intra-alveolar Pressure)과 대기압(Atmospheric Pressure)의 압력 차이에 대한 개념을 묻고 있어요. 호흡은 단순한 근육 운동이 아니라, 보일의 법칙(Boyle’s Law)에 따라 흉강 용적 변화로 압력 차이가 발생하고, 이 압력 기울기(Pressure Gradient)에 의해 공기가 이동하는 물리적 과정입니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답은 ④번
흡기 시 폐포 내압이 대기압보다 낮아진다입니다.
흡기 시
횡격막(Diaphragm)과
외늑간근(External Intercostal Muscles)이 수축하여 흉강 용적(Thoracic Volume)이 증가합니다. 용적이 증가하면 폐포 내 압력은 대기압(
760mmHg)보다 약간 낮아져서 약
758~759mmHg가 됩니다. 이 음압(Negative Pressure) 기울기 때문에 공기가 기도를 따라 폐포 안으로 들어오는 것이 흡기(Inspiration)입니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! 흡기와 호기 모두 폐포 내압이 대기압보다 높다는 설명은 옳지 않습니다. 흡기 시에는 폐포 내압이 낮아져야 공기가 들어오며, 호기 시에는 폐포 내압이 높아져야 공기가 나갑니다.
② 흡기 시 폐포 내압이 대기압보다 높아진다고 한 것은 호기(Expiration)의 원리와 혼동한 경우입니다. 흡기 시에는 압력이 낮아집니다.
③ 호기 시 폐포 내압이 대기압보다 낮아진다는 것은 흡기의 원리와 혼동한 경우입니다. 호기 시에는 폐포 내압이 대기압보다
높아집니다(약 +1~+3mmHg).
⑤ 호기 시 폐포 내압이 대기압과 같아진다는 것은 옳지 않습니다. 호기 말(End-expiration)에 폐포 내압은 일시적으로 대기압과 같아지지만, 호기 과정 자체는 압력이 높아져 공기가 밖으로 나가는 과정입니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
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흉막 내압(Intrapleural Pressure): 정상 호흡 시 항상 대기압보다 낮은 음압(약 -4 ~ -8mmHg)을 유지하여 폐가 허탈되지 않도록 합니다. 기흉(Pneumothorax) 시 이 음압이 소실됩니다.
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폐 순응도(Lung Compliance): 폐가 얼마나 잘 늘어나는지(용적 변화/압력 변화)를 의미하며, 이 값이 낮으면 호흡이 어려워집니다.
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양압 환기(Positive Pressure Ventilation, PPV): 기계환기 시에는 자연 호흡과 반대로 기도에 양압을 가해 공기를 폐로 밀어 넣습니다.
개념 정리: 호흡 주기에 따른 압력 변화
| 구분 | 흡기 (Inspiration) | 호기 (Expiration) |
|---|
| 횡격막/늑간근 | 수축 (내려감/올라감) | 이완 (올라감/내려감) |
| 흉강 용적 | 증가 | 감소 |
| 폐포 내압 | 대기압보다 낮아짐 (음압, -1~-3mmHg) | 대기압보다 높아짐 (양압, +1~+3mmHg) |
| 공기 이동 | 폐 안으로 (들숨) | 폐 밖으로 (날숨) |
| 주요 작용 근육 | 횡격막, 외늑간근 | 폐/흉벽의 탄성 반동 (수동적) |
암기 팁
"흡기는 빨아들이는 것 → 압력이 낮아져야 빨아들임"이라고 기억하세요. 반대로 "호기는 내보내는 것 → 압력이 높아져야 내보냄"입니다. 즉, 공기는 항상
고압(High Pressure)에서 저압(Low Pressure)으로 이동합니다.
국시 빈출 포인트
이 문제는 기초의학(생리학)에서 가장 기본적인 개념으로,
안정 호흡(Quiet Breathing)과 강제 호흡(Forced Breathing)의 차이점까지 확장하여 출제되기도 합니다. 강제 호흡 시 호기는 복근(Abdominal Muscle)과 내늑간근(Internal Intercostal Muscle)이 능동적으로 수축한다는 점을 함께 알아두세요.
기출 변형 주의!
"기계환기(MV) 중인 환자에서 폐포 내압이 대기압보다 항상 높은 이유는?"과 같이 양압환기와 자연호흡의 차이를 묻는 형태로 변형될 수 있습니다.