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기관과 기관지의 구조 및 기능
기관(trachea)과 기관지(bronchi)는 호흡기의 주요 구성 요소로, 폐로 공기를 전달하고 가스를 교환하는 데 중요한 역할을 합니다. 이들은 공기가 코와 입에서 폐포까지 이동할 수 있도록 연결하며, 세포 외 물질이나 이물질 제거에도 관여합니다.
1. 기관(Trachea)
(1) 구조
- 기관은 목에서 흉곽 중앙부까지 이어지는 약 10~12cm 길이의 관 모양 구조입니다.
- 직경은 약 2cm 정도이며, 식도 앞쪽에 위치합니다.
- 기관은 여러 층으로 구성되어 있습니다.
- 점막층(Mucosa): 섬모상피(ciliated epithelium)와 배상세포(goblet cells)로 구성되어 점액을 분비해 먼지나 미생물을 포획.
- 연골층(Cartilage layer): 말굽 모양의 유리연골(hyaline cartilage) 약 16~20개가 기관을 둘러싸고 있어 구조를 유지.
- 근육층(Muscular layer): 연골의 뒤쪽에 위치하며, **평활근(trachealis muscle)**이 이완과 수축을 통해 기도 직경을 조절.
(2) 위치
- 하단은 제5흉추(T5)에서 좌우 주기관지로 나뉩니다. 이 분기점은 기관분지부(Carina)라고 불리며, 매우 민감하여 이물질 자극 시 강력한 기침반사를 유발합니다.
(3) 기능
- 공기 전달:
- 코와 인두에서 들어온 공기를 폐로 전달.
- 점막 방어:
- 섬모운동(ciliary movement)과 점액 분비로 이물질을 위로 밀어내어 제거.
- 구조적 안정성:
- 연골로 인해 기관이 함몰되지 않고 공기가 원활히 이동 가능.
2. 기관지(Bronchi)
(1) 구조
- 기관은 기관분지부에서 좌우 두 개의 주기관지(main bronchi)로 나뉩니다.
- 우측 주기관지:
- 좌측보다 직경이 넓고, 짧으며, 더 수직으로 위치.
- 이물질이 들어갈 가능성이 높음.
- 좌측 주기관지:
- 우측보다 좁고 길며, 더 수평적.
- 우측 주기관지:
- 주기관지는 폐 내부에서 다시 나뉘어 엽기관지(lobar bronchi)를 형성하며, 각 폐엽에 연결됩니다.
- 엽기관지는 다시 세분화되어 구역기관지(segmental bronchi)로 이어지고, 이들이 점차 가늘어지며 세기관지(bronchioles)로 연결됩니다.
- 세기관지는 연골이 없고, 평활근으로 이루어져 있어 가스교환이 일어나는 폐포로 이어짐.
(2) 계층적 구조
기관지는 점점 작은 구조로 분기되며, 공기가 폐 깊숙이 도달하도록 돕습니다.
- 주기관지 → 엽기관지 → 구역기관지 → 세기관지 → 종말세기관지 → 폐포(Alveoli)
(3) 기능
- 공기 전달:
- 외부 공기를 폐로 운반하고, 폐에서 이산화탄소를 배출.
- 이물질 방어:
- 점막 및 섬모운동으로 먼지와 미생물을 포획하고 제거.
- 기도 직경 조절:
- 평활근이 수축과 이완을 통해 공기 흐름을 조절.
- 예: 기관지확장제는 평활근을 이완시켜 기도를 넓힘.
3. 기관과 기관지의 공통된 역할
- 기관과 기관지는 함께 공기의 전달 통로를 형성하며, 기도가 좁아지는 천식이나 만성폐쇄성폐질환(COPD)과 같은 질환에서 주요한 병리학적 변화가 발생합니다.
4. 기관과 기관지의 혈액 공급 및 신경 지배
(1) 혈액 공급
- 기관:
- 상부: 갑상동맥의 가지인 상기관동맥에서 공급.
- 하부: 기관지동맥에서 혈액을 공급받음.
- 기관지:
- 기관지동맥이 산소화된 혈액을 공급.
- 폐순환을 통해 기관지정맥으로 혈액이 회수.
(2) 신경 지배
- 부교감신경(Vagus nerve):
- 기관과 기관지 평활근을 수축시키고, 점액 분비를 증가.
- 교감신경:
- 평활근을 이완시켜 기도를 확장.
5. 질환
(1) 기관 관련 질환
- 기관염(Tracheitis):
- 바이러스나 세균에 의해 발생하는 기관의 염증.
- 기침, 가래, 발열이 주증상.
- 기관협착(Tracheal stenosis):
- 외상, 수술 후 흉터 형성으로 기관이 좁아지는 질환.
- 호흡 곤란 및 천명음.
(2) 기관지 관련 질환
- 기관지염(Bronchitis):
- 기관지 점막의 염증으로 기침과 가래를 유발.
- 급성 또는 만성 형태로 나뉨.
- 천식(Asthma):
- 기관지 평활근 수축과 점액 증가로 인한 기도 폐쇄.
- 호흡곤란, 천명음, 기침이 특징.
- 만성폐쇄성폐질환(COPD):
- 만성 기관지염과 폐기종이 포함되는 질환.
- 흡연이 주요 원인.
- 기관지확장증(Bronchiectasis):
- 기관지가 비정상적으로 확장되어 점액이 축적되고 감염이 발생.
6. 기관과 기관지의 생리적 특징
- 섬모운동과 점액은 미세먼지와 병원균의 침입을 차단하며, 공기의 온도와 습도를 조절합니다.
- 공기 흐름은 기관과 기관지에서 적절히 분배되어 폐포에서 산소와 이산화탄소의 교환이 효율적으로 이루어집니다.
요약
기관과 기관지는 폐로의 공기 전달, 이물질 방어, 가스 교환의 중요한 통로입니다. 이들의 구조적 특성과 기능은 호흡기를 건강하게 유지하며, 질환 발생 시 호흡 곤란과 기도 폐쇄 등의 증상이 나타날 수 있습니다.
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