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호흡계통

들숨 시 나타나는 변화로 옳은 것은?

1 허파 압력 증가
2 가슴안 압력 증가
3 가슴안 용적 증가 ✓ 정답
4 가슴막 압력 증가
5 공기가 폐 밖으로 이동

해설

들숨 시 가슴안 용적이 증가하고 폐내압이 감소하여 공기가 폐로 들어온다.

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들숨(inspiration)은 가로막(diaphragm)과 바깥갈비사이근(external intercostal muscle)이 수축하면서 시작됩니다. 가로막이 내려가고 갈비뼈가 위·바깥쪽으로 올라가면 가슴안 용적이 커지고, 이로 인해 가슴안 내부의 압력은 대기압보다 낮아집니다. 이 압력 차이가 공기를 허파 쪽으로 이동시키는 원동력입니다.

들숨의 압력-용적 관계

보일의 법칙(Boyle’s law)에 따라 기체는 온도가 일정할 때 부피가 커지면 압력이 낮아집니다. 들숨 때 가슴안 용적이 증가하면 가슴막안압(intrapleural pressure)은 더 음압(negative pressure) 쪽으로 이동하고, 허파꽈리압(alveolar pressure)도 대기압보다 낮아집니다. 따라서 공기는 높은 압력(대기)에서 낮은 압력(허파꽈리) 쪽으로 흘러 들어옵니다.

구분	들숨(흡기)	날숨(호기)
가슴안 용적	증가	감소
가슴막안압	더 음압(감소)	덜 음압(증가)
허파꽈리압	대기압보다 낮음(음압)	대기압보다 높음(양압)
공기 흐름	폐 안으로 유입	폐 밖으로 유출

혼동 주의! “허파 압력 증가”나 “가슴안 압력 증가”는 들숨이 아니라 날숨의 수동적 과정에서 나타나는 변화입니다. 들숨은 능동적 근수축으로 가슴안 용적을 키우고 압력을 낮추는 과정입니다.

임상적 연결

들숨의 핵심은 가슴안 용적 증가 → 가슴안/허파 압력 감소 → 공기 유입이라는 순서입니다. 이 기전은 인공호흡기(mechanical ventilation)의 압력 설정을 이해하는 기초가 됩니다. 예를 들어 양압환기(positive pressure ventilation)는 생리적 들숨과 반대로 외부에서 양압을 가해 공기를 밀어 넣으므로, 정상 자발호흡과 압력-용적 관계가 뒤집힙니다. ^[2]의 연구에서 PEEP(positive end-expiratory pressure)이 들숨 노력(inspiratory effort)을 조절할 수 있다고 보고한 것도, 가슴안 압력과 폐 용적의 상호작용이 환기 부하와 폐 손상에 직결되기 때문입니다.

또한 ^[1]의 연구는 고유량 비강 산소요법(high-flow nasal oxygen)이 기능적 잔기용량(functional residual capacity, FRC)을 증가시킬 수 있음을 전기임피던스 단층촬영(EIT)으로 추정했는데, 이는 들숨 말기에 폐 용적이 커지는 생리적 결과와 연결됩니다. 들숨이 반복되면서 폐가 완전히 허탈되지 않고 일정 용적을 유지하는 것이 FRC이며, 가슴안 용적 변화가 폐 용적에 직접 반영된다는 점을 보여줍니다.

핵심! 들숨은 “용적이 먼저 증가하고 압력이 따라 감소하는” 능동 과정입니다. 보기에서 압력 관련 선택지가 모두 증가로 제시된 것은 들숨과 날숨의 압력 방향을 반대로 기억하는 흔한 오류를 노린 것입니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Changes in lung volume estimated by electrical impedance tomography during apnea and high-flow nasal oxygenation: A single-center randomized controlled trial.RCT/임상시험Riedel T, Bürgi F, Greif R, Kaiser H, Riva T, Theiler L (2022) · DOI: 10.1371/journal.pone.0273120
[2]
High vs Low PEEP in Patients With ARDS Exhibiting Intense Inspiratory Effort During Assisted Ventilation: A Randomized Crossover Trial.RCT/임상시험Bello G, Giammatteo V, Bisanti A, Delle Cese L, Rosà T, Menga LS (2024) · DOI: 10.1016/j.chest.2024.01.040

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