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기도 (의학)

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1. 개요

기도(氣道, airway)는 호흡계의 일부로, 공기가 폐로 드나드는 통로를 의미한다. 상기도와 하기도로 구분되며, 상기도는 코, 비강, 부비동, 인두, 후두의 성대 위 부분을 포함하고, 하기도는 성대 아래의 후두, 기관, 기관지, 세기관지를 포함한다. 기도는 전도 구역과 호흡 구역으로 기능적으로 구분되기도 하며, 호흡 과정에서 산소와 이산화탄소의 교환을 담당한다. 기도는 호흡기 감염, 암, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 천식 등 다양한 질환에 취약하며, 흡연과 같은 환경적 요인이 질환 발생에 영향을 미칠 수 있다.

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기도 (의학)
개요
명칭기도 (氣道)
영어 명칭Airway 또는 Respiratory tract
정의가스가 조직으로 확산되는 지점과 조직으로부터 확산되는 지점으로 공기를 전달하는 데 관여하는 기관
관련 계통호흡기 계통
구조
상기도
코인두
구강
인두
후두
하기도기관
기관지
세기관지
기능
공기 전달폐포로 공기를 전달하고 폐포에서 공기를 외부로 배출하는 역할
가스 교환폐포에서 산소와 이산화탄소의 가스 교환이 일어남
점막기도는 점막으로 덮여 있으며, 이 점막은 섬모와 점액을 분비하는 세포를 포함함
점액은 흡입된 입자를 포획하고 섬모는 점액과 입자를 인두로 이동시켜 삼키거나 기침을 통해 제거함
임상적 중요성
기도 폐쇄기도는 다양한 원인으로 인해 폐쇄될 수 있으며, 이는 생명을 위협하는 응급 상황임
기도 폐쇄는 이물질 흡인, 알레르기 반응, 감염, 종양 등으로 인해 발생할 수 있음
기도 확보기도 폐쇄 시에는 즉각적인 기도 확보가 필요하며, 이는 하임리히법, 기관 삽관, 기관 절개술 등을 통해 이루어질 수 있음
관련 질환천식
만성 폐쇄성 폐질환 (COPD)
기관지염
폐렴
낭포성 섬유증

2. 구조

호흡 기관은 크게 상기도하기도로 나뉜다. 기능적으로는 공기를 운반하는 전도 구역과 가스 교환이 일어나는 호흡 구역으로 구분된다.[3]

호흡기계의 전체 모습


성인 및 소아 기도 해부학


상기도와 하기도의 경계는 후두이며, 대략 성대를 기준으로 나뉜다. 공기는 에서 비강으로 흡입된 후, 인두를 거쳐 후두와 기관으로 이동한다. 기관은 좌우 주기관지로 갈라지고, 이 기관지들은 다시 더 작은 세기관지로 분기된다. 세기관지는 최종적으로 폐포에 연결되어 가스 교환이 일어난다.[1]

폐는 흉강 내에 위치하며, 골성 흉곽에 의해 보호받는다. 폐의 밑바닥에는 횡격막이 있으며, 이는 호흡에 관여하는 주된 근육이다. 폐는 흉막이라는 두 겹의 막으로 둘러싸여 있으며, 흉막 사이의 공간인 흉막강에는 흉수가 들어있어 폐의 마찰을 줄여준다.

기도는 외부와 접촉하기 때문에 감기, 독감, 폐렴, 결핵, 코로나19와 같은 감염이 일어나기 쉽다. 또한, 만성 폐쇄성 폐 질환이나 천식과 같은 질환도 발생할 수 있다.

2. 1. 상기도

상기도의 세부 구조


'''상기도'''는 성대 위 또는 윤상 연골 위에 위치한 호흡계 부분을 지칭할 수 있다.[4][5] 후두는 때때로 상기도와 하기도 모두에 포함된다.[6] 후두는 또한 목소리 상자라고도 불리며 소리를 생성하는 관련 연골을 가지고 있다. 상기도는 비강 및 부비동, 인두(비인두, 구인두, 후두인두)로 구성되며 때로는 후두를 포함한다.

2. 2. 하기도

하기도는 후두(성대 아래), 기관, 기관지, 세기관지, 폐(폐포 포함)로 구성되며, 공기를 폐포까지 전달하고 가스 교환을 담당한다.[3]

기관은 호흡기에서 가장 큰 튜브이며 기관 연골의 초자 연골로 구성된다. 기관은 좌우 두 개의 기관지, 즉 좌우 주 기관지로 갈라진다. 기관지는 폐 내부에서 더 작은 세기관지로 갈라지고, 세기관지는 폐포라고 하는 폐의 공기 주머니를 생성한다.[10]

폐는 하부 호흡기에서 가장 큰 기관이다. 폐는 흉곽의 흉막강 내에 매달려 있다. 흉막은 두 개의 얇은 막으로, 세포층 하나 두께로 폐를 둘러싸고 있다. 내측 (내장 흉막)은 폐를 덮고 외측 (벽측 흉막)은 흉벽의 내면을 덮는다. 이 막은 소량의 체액을 분비하여 호흡 중에 폐가 흉막강 내에서 자유롭게 움직이고 팽창 및 수축할 수 있도록 한다. 폐는 엽으로 나뉜다. 심장이 정중선에서 왼쪽에 위치하기 때문에 오른쪽 폐가 왼쪽 폐보다 크다. 오른쪽 폐는 3개의 엽(상, 중, 하)을 가지고 있으며, 왼쪽 폐는 2개(상 및 하)와 혀 모양의 상엽 부분인 설을 가지고 있다. 각 엽은 폐구역이라고 하는 세그먼트로 더 나뉜다. 각 폐는 늑골에 인접한 늑골 면, 아래쪽을 향하는 횡격막 면, 가슴 중앙을 향하고 심장, 대혈관 및 두 개의 주 기관지가 기관 바닥에서 갈라지는 부위인 카리나에 인접한 종격동 면을 가지고 있다.

폐포는 가스 교환이 일어나는 폐의 작은 공기 주머니이다. 인간 폐의 평균 폐포 수는 4억 8천만 개이다.[11] 횡격막이 수축하면 흉곽에 음압이 생성되고 공기가 유입된다. 이때 폐포가 공기로 채워져 폐가 팽창한다. 폐포는 폐포 모세혈관이라고 하는 모세혈관이 풍부하다. 여기서 적혈구는 공기에서 산소를 흡수하여 산소헤모글로빈 형태로 운반하여 세포에 영양을 공급한다. 적혈구는 또한 이산화탄소(CO2)를 카르바미노헤모글로빈 형태로 세포에서 운반하여 폐포 모세혈관을 통해 폐포로 방출한다. 횡격막이 이완되면 흉곽에 양압이 생성되고 공기가 폐포에서 나와 이산화탄소를 배출한다.

2. 2. 1. 기관지 분지

기관은 좌우 주 주기관지로 분지하고, 주기관지는 다시 엽기관지, 구역기관지, 아구역기관지로 분지한다.[38] 세기관지는 전도 세기관지, 말단세기관지, 호흡세기관지로 나뉘며, 호흡 세기관지부터 가스 교환이 시작된다.

2. 3. 폐

폐는 하부 기도에서 가장 큰 기관이다. 흉강 내에 위치하며, 골성 흉곽에 의해 물리적인 손상으로부터 보호받고 있다.[3] 폐의 밑바닥에는 횡격막이라고 불리는 가로무늬근 시트가 있다. 횡격막은 폐와 나 창자를 격리하고 있다. 횡격막은 호흡에 관여하는 주된 근육이다.

폐는 장막으로 싸여 있으며, 그 장막이 겹쳐져서 흉막, 즉 두 겹의 보호층을 형성하고 있다. 안쪽의 내장 흉막은 폐의 표면을 덮고, 바깥쪽의 벽측 흉막은 흉곽의 내면에 부착되어 있다. 흉막은 흉막강이라고 불리는 빈 공간을 둘러싸고 있으며, 그 안에는 흉수가 포함되어 있다. 이 흉수는 호흡 중에 발생하는 폐의 마찰을 줄이는 역할을 한다.[39]

폐는 폐엽으로 나뉜다. 심장이 정중선의 왼쪽에 있기 때문에, 오른쪽 폐가 왼쪽 폐보다 크다. 오른쪽 폐에는 상·중·하 3개의 엽이 있고, 왼쪽 폐에는 상·하 2개의 엽과 설구라고 불리는 상엽의 작은 설상 부분이 있다. 각 폐엽은 기관지폐 구역이라고 불리는 분절로 나뉜다. 각 폐에는 흉곽에 인접하는 늑골면, 횡격막을 향하여 아래를 향하는 횡격막면, 흉부의 중심을 향하는 종격면이 있으며, 그 사이에 심장, 대혈관, 기관, 기관 분기부 (카리나), 그리고 2개의 주 기관지가 존재한다.

폐포는 폐 안에 있는 작은 기낭으로, 여기서 가스 교환이 이루어진다. 인간의 폐에 있는 폐포의 평균 수는 4억 8천만 개이다.[40] 횡격막이 수축하면, 흉곽 내에 음압이 발생하고, 기도로부터 공기가 유입된다. 그렇게 되면, 폐포가 공기로 채워지고, 폐가 팽창한다. 폐포에는 폐포 모세 혈관이라고 불리는 모세 혈관이 풍부하게 분포되어 있다. 여기서 적혈구는 공기 중의 산소를 흡수하고, 산소화 헤모글로빈의 형태로 세포에 공급하기 위해 산소를 가져온다. 적혈구는 또한 이산화 탄소를 카르바미노헤모글로빈의 형태로 세포에서 운반하고, 폐포 모세 혈관을 통해 폐포에 방출한다. 횡격막이 이완되면, 흉곽 내에 양압이 발생하고, 폐포에서 공기가 분출하여 이산화 탄소를 배출한다.

2. 4. 미세 해부학

호흡상피는 섬모를 가진 거짓 중층 원주 상피로 구성되어 있다.[12] 이 상피는 점액을 분비하는 술잔 세포를 포함하고 있으며, 섬모는 점액을 목구멍 쪽으로 이동시켜 삼키게 한다.[41] 이러한 섬모 운동은 점액 섬모 수송이라고 불리며, 폐에 점액이 쌓이는 것을 막는다.

기관에는 C자형 유리 연골 고리가 있고, 기관지에는 판 모양의 연골이 흩어져 있어 기도를 유지한다.[41] 평활근은 기관에서 시작하여 C자형 연골 고리에 연결되고, 기관지세기관지를 완전히 둘러싸면서 기도 직경을 조절한다.[41] 기관지와 세기관지는 단단한 연골 대신 탄성 조직으로 구성되어 있다.

3. 기능

호흡 기관의 주된 기능은 호흡, 즉 공기를 들이마시고 내쉬는 과정을 통해 산소를 흡수하고 이산화 탄소를 배출하는 것이다. 대부분의 호흡 기관은 공기가 폐로 이동하는 파이프 시스템으로 존재하며, 폐포만이 폐에서 가스 교환을 통해 산소이산화 탄소혈액과 교환하는 유일한 부분이다.[26]

기도는 기도 점막으로서 호흡 상피로 덮여 있다.[26] 후두를 대략적인 경계로 하여 상기도와 하기도로 나뉜다. 공기는 코에서 비강으로 흡입된 후, 인두, 후두를 거쳐 기관으로 들어간다. 기관은 좌우 주기관지로 갈라지며, 이 기관지들은 다시 이차(엽) 기관지, 삼차(구역) 기관지로 분기된다. 삼차 기관지는 세기관지라고 불리는 작은 기도에 분기되어, 최종적으로 폐포라고 불리는 가스 교환에 관여하는 미세 구조에 연결된다.

폐는 흉강 내에 있으며, 골성 흉곽에 의해 물리적인 손상으로부터 보호받고 있다. 폐의 밑바닥에는 횡격막이라고 불리는 가로무늬근 시트가 있으며, 호흡에 관여하는 주된 근육이다. 폐는 장막으로 싸여 있으며, 그 장막이 겹쳐져서 흉막을 형성한다. 흉막은 흉막강이라고 불리는 빈 공간을 둘러싸고 있으며, 그 안에는 흉수가 포함되어 있어 호흡 중 폐의 마찰을 줄이는 역할을 한다.

기도는 외부 세계와 접촉하고 있기 때문에, 감기, 독감, 폐렴, 결핵, 코로나19와 같은 감염이 일어나기 쉽다. 또한, 만성 폐쇄성 폐 질환이나 천식과 같은 질환도 기도의 질환으로 자주 발생한다.

기도는 기능적인 구분에 따라 '''기도 영역(conducting zone)'''과 '''호흡 영역(respiratory zone)'''으로 나눌 수 있다. 기도 영역은 흡기를 폐로 이끌고, 공기 흐름에 저항이 적은 경로를 제공하며, 필터 기능에서 주요한 방어 역할을 수행한다. 호흡 영역은 혈액과의 산소 및 이산화탄소 교환이 일어나는 장소이다.

3. 1. 호흡 과정

사람이 숨을 들이쉴 때(흡기) 공기는 기관, 기관지를 거쳐 폐로 이동한다. 흡입된 공기 중의 산소는 폐의 폐포에서 혈액으로 전달되어 신체 전체로 순환한다. 이산화 탄소(CO2)는 혈액에서 폐 안의 기체 형태로 옮겨져 호기를 통해 배출된다.[24]

횡격막은 폐의 팽창과 수축을 가능하게 하는 주요 근육이며, 늑골 사이의 작은 근육인 외늑간근이 이 과정을 돕는다.[24] 횡격막이 수축하면 흉곽 내에 음압이 발생하고, 기도로부터 공기가 유입된다. 폐포가 공기로 채워지면 폐가 팽창한다. 폐포에는 폐포 모세 혈관이라고 불리는 모세 혈관이 풍부하게 분포되어 있다. 여기서 적혈구는 공기 중의 산소를 흡수하여 산소화 헤모글로빈의 형태로 세포에 공급한다. 또한 적혈구는 이산화 탄소를 카르바미노헤모글로빈(carbaminohemoglobin)의 형태로 세포에서 운반하여 폐포 모세 혈관을 통해 폐포에 방출한다. 횡격막이 이완되면 흉곽 내에 양압이 발생하고, 폐포에서 공기가 분출되어 이산화 탄소를 배출한다.[40]

3. 2. 호흡 조절

호흡은 연수의 호흡 중추에 의해 조절되는 리듬적인 과정이다. 사람이 숨을 들이쉴 때 공기는 기관, 기관지를 거쳐 폐로 이동하고, 내쉴 때는 이산화탄소가 몸 밖으로 배출된다.

횡격막은 폐의 팽창과 수축을 가능하게 하는 주요 근육이며, 외늑간근이 이 과정을 돕는다. 기관기관지와 달리 상부 기도는 붕괴될 수 있는 유연한 튜브이므로, 혀근과 설골 근육과 같이 흡입 시 상부 기도 근육의 수축에 의해 흡입 압력을 견딘다.

3. 3. 감염 방어 기전

상부 호흡기 상피에는 술잔 세포가 흩어져 있어 보호 점액을 분비한다. 이 점액은 노폐물을 걸러내어 강산성의 위 속으로 삼켜지거나 가래로 배출되도록 돕는다. 기도 상피는 섬모라고 불리는 미세한 털로 덮여 있다. 이 섬모는 폐에서 리듬감 있게 박동하여 분비된 점액 속 이물질을 후두인두를 향해 위쪽, 바깥쪽으로 이동시킨다. 이러한 과정을 mucociliary clearance|점액 섬모 청소영어라고 하며, 폐에 점액이 쌓이는 것을 막는다.[14] 폐포에 있는 대식세포는 면역 체계의 일부로, 흡입된 유해 물질을 삼켜 소화한다.

콧구멍의 털은 먼지 등의 입자를 가두어 보호 역할을 한다.[43] 이 털은 진모라고 불리며, 체모보다 굵고 큰 입자가 호흡기로 들어가는 것을 효과적으로 막는다. 또한 입자 침착 면적을 넓혀 코의 병원체 여과 능력을 향상시킨다.[15] cough reflex|기침 반사영어는 점막 내의 모든 자극물을 외부로 배출한다. 폐의 기도는 근육 링을 포함하고 있으며, 통로가 알레르겐에 의해 자극되면 이 근육들이 수축할 수 있다.

4. 임상적 의의

기도는 감염되기 쉬운 부위이다. 감기, 독감과 같은 상기도 감염과 폐렴, 기관지염, 결핵과 같은 하기도 감염, 그리고 코로나19 등이 발생할 수 있다.[26]

흡연과 같은 환경적 요인으로 인해 폐암이나 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)이 발생할 수 있다.[36] COPD는 폐포와 폐 조직을 파괴하여 호흡 곤란 등을 유발한다.[19]

천식은 기관지와 세기관지에 염증이 발생하여 천명, 가슴 조임, 심한 호흡 곤란을 유발하는 질환이다.[20]

만성적인 구강 호흡은 구강 건조증을 유발하고 감염으로 이어질 수 있다.[21]

4. 1. 감염

기도는 외부와 연결되어 있어 감염되기 쉽다. 상기도 감염의 예로는 감기나 독감이 있고, 하기도 감염의 예로는 폐렴, 기관지염, 결핵 등이 있다. 코로나19 역시 기도 감염증의 일종이다.[26]

4. 1. 1. 상기도 감염

상기도 감염은 세계에서 가장 흔한 감염 중 하나이다. 감기와 독감은 상기도 감염의 가장 흔한 원인이며, 하부 호흡기로 이어져 더 심각한 질병을 유발할 수 있다.

호흡기는 폐에 감염을 일으키기 쉽다. 특히 유아나 고령자는 폐의 저항력이 약해 폐 감염이 발생할 가능성이 높다. 과거에는 이러한 감염이 생명을 위협하기도 했지만, 새로운 연구와 의학의 발전으로 현재는 치료가 가능하다. 세균 감염에는 항생제가 처방되지만, 바이러스 감염은 치료가 어렵지만 가능하다.[31]

4. 1. 2. 하기도 감염

폐렴은 가장 흔하고 빈번한 하부 호흡기 감염이다. 폐렴은 바이러스, 세균, 진균(곰팡이)에 의해 발생할 수 있다. 공기 중의 감염원을 흡입하면 입자가 폐로 들어가 폐포에 도달하여 감염을 일으킨다. 감염은 폐의 하부에서 빠르게 발생하여 폐를 체액과 과도한 점액으로 채운다. 이로 인해 호흡 곤란과 기침이 발생한다. 기관지 천식, 인플루엔자, 심장병, 암 등이 있는 경우 폐렴에 걸리기 더 쉽다.[16]

기관지염은 하부 호흡기에서 발생하는 또 다른 흔한 감염이다. 기관지에 염증이 생기는 질환으로, 급성과 만성 두 가지 형태가 있다. 급성 기관지염은 치료가 가능하고 자연적으로 치유될 수 있지만, 만성 기관지염은 재발을 반복하며 폐에 지속적인 영향을 미친다. 기관지염은 호흡기에서 생성되는 점액의 양을 증가시킨다. 만성 기관지염은 흡연자에게 흔한데, 흡연으로 인한 타르가 시간이 지남에 따라 축적되어 폐가 스스로 복구하기 위해 더 열심히 일하게 만들기 때문이다.[17]

결핵은 하부 호흡기 감염 중 하나로, 공기 중의 비말(작은 침방울)을 통해 감염될 수 있다. 결핵은 세균 감염으로 폐 조직을 손상시켜 피가 섞인 기침을 유발한다.[18] 치료하지 않으면 생명을 위협할 수 있다.

4. 2. 암

암 중에는 흡연과 같은 환경적 요인에 의해 발생하는 경우가 있다. 담배를 피우면 연기가 섬모를 마비시키고 점액이 폐로 들어간다.[36] 자주 흡연하면 섬모가 죽어 점액을 걸러낼 수 없게 된다.[36] 들이마신 연기의 타르가 폐로 들어가 분홍색 폐가 검게 변색된다.[36] 이 타르가 축적되면 최종적으로 폐암이나 만성 폐쇄성 폐질환이 발생할 수 있다.[36]

4. 3. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)

만성 폐쇄성 폐질환(COPD)은 유해 화학 물질 노출 또는 장기간의 흡연으로 인해 발생할 수 있는 흔한 하부 호흡기 질환이다. 이 질환은 만성적이고 진행성이며, 폐 손상은 비가역적이며 결국 치명적이다.[19] COPD는 폐포와 폐 조직을 파괴하여 호흡을 매우 어렵게 만들고, 호흡 곤란, 과호흡, 가슴 팽창을 유발한다. 폐포의 감소는 폐로의 산소 공급 감소와 이산화탄소 축적 증가를 유발한다. COPD에는 일차성 및 이차성 두 가지 유형이 있다. 일차성 COPD는 젊은 성인에게서 발견될 수 있으며, 폐포와 폐 질량을 악화시킨다. 이차성 COPD는 흡연하거나 흡연했던 경험이 있고 기관지염 병력이 있는 노인에게서 발견될 수 있다. COPD는 폐기종과 만성 기관지염 증상을 포함한다.[19][47]

4. 4. 천식

수축된 기도를 보여주는 3D 이미지


기관지는 오른쪽 및 왼쪽 폐로 가는 주요 통로이며, 폐 내부의 세기관지로 산소를 운반한다. 기관지와 세기관지에 염증이 발생하면 부어올라 천식 발작을 일으킬 수 있다. 이는 천명, 가슴 조임, 심한 호흡 곤란을 유발한다. 기관지 기능에 영향을 미치는 다양한 유형의 천식이 있다. 알레르기는 알레르기 반응을 유발하여 기관지 부기를 일으킬 수 있으며, 그 결과 기도가 부어오르거나, 완전히 폐쇄될 수 있다.[20][48]

4. 5. 구강 호흡

일반적으로 공기는 코를 통해 들이마신다. 코로 숨을 쉴 수 없는 경우에는 입을 통해 들이마실 수 있다. 하지만 만성적인 구강 호흡은 구강 건조증을 유발하고 감염으로 이어질 수 있다.[21]

참조

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