학점은행제 체육학사 운동생리학 레포트 (2019)

 

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+20점 만점에 17점 받은 레포트.

운동생리학이랑 운동역학은 재미로 볼 수 있는 과목이 아니라 리-얼 진지하게 임해야 하는 과목이다.겨수님 문제 스크류바 수준으로 출제하신건 아니지만 암튼 기본 암기는 하고 시험좀 치자.만만한 과목은 아님. 왜.냐.면. 인문학이 아니니까!!

 

주제 : 호흡의 기전과 호흡 조절의 기전에 대해 설명하시오.

 

 

1. 서론

1) 호흡이란 무엇인가?

호흡이란 신체가 세포에 산소를 공급하고 이산화탄소를 제거하는 시스템을 말한다. 대기에 있는 산소를 인체 내로 흡기(inspiration)해야하고 인체 내에 있는 즉, 세포에서 생성된 이산화탄소를 대기로 호기(expiration)하여야 한다. 이러한 호흡을 통해 혈액으로 산소가 운반되어 모든 장기들에게 필요한 영양소가 공급되어지고 인간은 살아 숨쉬게 된다. 이에 대한 호흡의 원리에 대해 알아보고 어떻게 호흡이 조절되는지에 대해 알아보겠다.

 

2. 본론

1) 호흡의 기전

본론에서 설명한 바와 같이 호흡이란 한번은 들이 마시고 한번은 내뱉는 아주 간단한 시스템이다. 허나 이를 자세히 살펴보면 수많은 경로와 특정 상호작용을 통해 이뤄지는 복합적인 기전이라 할 수 있다. 어떻게 흡기와 호기가 이뤄지는 먼저, 흡기에 대해 알아보자. 본론에서는 안정시 호흡(자연스러운 호흡)에 관한 서술만 하겠다.

① 흡기의 순서

코안 or입안

코인두 or입인두

인두후두

기관

기관지

호흡 세기관지

폐포 (허파꽈리)

가슴 우리

 

상기 표와 같이 대기에서 몸속으로 산호가 유입되는 과정을 나타내었다. 여기서 외부에서 채내로 기체가 들어온다면 원래 크기의 가슴의 용적보다 더 많은 자리를 확보해야하는데 이를 돕는 근육에는 가로막(횡경막)과 바깥갈비사이근(외늑간근)이 있으며 이들이 흉강의 확장에 관여한다. 바깥갈비사이근이 수축하여 흉곽이 위로 상승하고 가로막이 하방으로 이동하면서 전체적인 가슴의 용적을 확장 시킨다.

② 호기의 순서

자연스러운 호기의 순서는 흡기시에 수축된 가로막과 바깥갈비사이근의 이완되면서 증가되어 있던 가슴 용적을 감소 시킨다. 이 때 가슴 용적의 크기는 작아지고 이산화탄소를 배출하게 되는 것이다.

 

③ 호흡의 역학

호흡은 단순히 공기가 들어와서 흉강이 커지는게 아니라 압력경사에 의해 호흡이 이뤄진다.

공기 유입	공기 배출
대기압력 > 폐내압력	대기압력 < 폐내압력

다시 말해, 가로막이 위로 이동하면서 폐를 압박하면 폐내압력이 커져서 호흡을 뱉어내는 것이고, 가로막이 하방으로 이동하여 폐를 압박하지 못할시에 폐내압력이 작아져서 호흡을 들이마시게 되는 것이다.

 

④ 폐포의 가스교환

폐포에서는 모세혈관을 만날 수 있다. 폐포까지 도달한 공기는 모세혈관 사이에 확산을 통해 기체교환이 일어나게 된다. 확산 또한 압력경사와 마찬가지로 산소와 이산화탄소의 기체분압경사가 존재하기 때문에 폐포에서 가스교환이 이뤄진다.

확산은 기체의 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 것을 말하며 여기서 폐포와 모세혈관의 가스 교환은 산소와 이산화탄소의 농도 중 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 것을 의미한다.

 

 

2) 호흡 조절의 기전

앞서 호흡의 기전에 대해 살펴보았다. 이러한 호흡은 우리의 채내에 이산화탄소가 너무 많고 산소가 부족하니 대기에 있는 산소를 흡기해야겠다라고 마음먹으면서 호흡하는 것이 아니다. 고로 중추신경에서 무의식적으로 행하는 행위인데 이러한 호흡의 조절은 어떻게 이뤄지는지 알아보자.

 

① 숨뇌

채내에 있는 정보를 수집하여 뇌줄기에 있는 숨뇌는 호흡에 관여한다. 반사적으로 호흡량 즉 환기량을 조절하게 되는데 이 숨뇌를 자극하는 것은 이산화탄소와 수소가 있다. 이산화탄소는 뇌척수액으로 쉽게 숨뇌로 진입할 수 있지만 수소는 숨뇌를 자극하는 기체임에도 불구하고 혈액뇌장벽 때문에 진입할 수가 없다. 그렇다면 수소는 어떻게 숨뇌를 자극할까?

② 이산화탄소, 수소, 중탄산의 이온화

앞서 이산화탄소는 뇌척수액으로 쉽게 통과하여 숨뇌를 자극한다했다. 이 때 이산화탄소(CO₂)가 뇌척수액에있는 물(H₂O)을 만나 녹으면 탄산(H₂Co₃)이 돤다. 이 탄산은 다시 수소와 중탄산(HCO₃‐) 이온화 된다. 이 때 생긴 수소가 결국 호흡조절센터를 자극하면서 환기를 증가시킨다. 산소가 우리 몸의 혈액을 타고 영양소를 공급한다면 이산화탄소의 혈중 농도는 호흡에 관여하여 숨쉬기의 깊이와 속도를 조절하게 된다.

③ 이산화탄소는 강한 산성 물질이고, 탄산은 약한 산성 물질이다. 혈중의 이산화탄소가 증가하면 pH는 감소하고 숨뇌를 자극해 호흡이 증가한다. 반대로 혈중 이산화탄소가 감소되면 pH는 증가하여 호흡은 감소하게 되는 것이다.

 

 

3. 결론

앞서 호흡의 기전과 호흡조절의 기전에 대해 살펴보았다.

결국 환기라는 것은 산소를 적절하게 공급하고 이산화탄소를 제거하기 위해 조절하는 것을 뜻하며 이를 조절하는 곳은 호흡중추인 숨뇌다. 숨뇌는 신체 내 산소와 이산화탄소 등의 기체의 농도에 대한 정보를 제공받아 환기를 조절한다. 음성조절피드백으로 이뤄지며 이러한 농도의 차이로 호흡의 깊이와 속도를 조절하게 되는데 이 때 동원되는 다양한 호흡근육들이 신호를 받고 수축과 이완을 행하게 된다.