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호흡
호흡(呼吸)은 일반적으로 활물(活物)이 체내에 산소를 받아들이고 이산화탄소를 배출하는 생명 활동이다.
내용
생물은 소화와 흡수로 얻은 영양 물질을 산화시켜 생명 활동에 필요한 에너지를 얻는다. 산화에는 산소가 필수 요소이므로 생물은 호흡을 통해 산소를 체내 또는 세포로 받아들인다. 효모와 같은 일부 미생물은 산소가 없는 상태에서도 주위의 당분과 같은 물질을 이용하여 호흡할 수 있는데 이를 무산소 호흡이라 한다.
세포 단위에서 이루어지는 호흡을 내호흡이라 하며 미토콘드리아에서 산소를 받아들여 영양분을 산화시켜 에너지를 얻는다. 이때 발생한 에너지는 ATP에 저장되어 사용된다. 고등생물은 몸 안으로 산소를 받아들이고 이산화탄소를 배출하는 역할을 전담하는 호흡 기관이 있다. 수생 동물의 경우 아가미가 이에 해당하며 육상 생물은 허파가 이에 해당한다.
- 외호흡
허파나 아가미와 같은 호흡 기관에서 이루어지는 기체 교환을 외호흡이라 한다. 외호흡은 호흡운동을 통해 공기나 수중의 산소를 체내로 받아들이고 이산화탄소를 몸 밖으로 배출하는 생명활동이다. 인간의 경우 횡격막과 내-외 갈비사이근의 운동으로 허파에 공기를 받아들이고 이산화탄소를 배출한다. 보통 1분에 15 - 18회의 호흡이 이루어지며 한 번에 받아들이는 공기는 약 500ml이다. 건강한 성인 남자의 경우 최대 폐활량은 약 4,800 ml에 이른다.
- 내호흡
생물체의 각 조직이나 세포가 동맥혈(動脈血)로부터 산소를 흡수하고 탄산가스를 정맥(靜脈)속으로 배출하는 작용이다. 세포호흡(細胞呼吸)이라고도 한다. 생물 개체가 외부로부터 받아들인 이산화탄소를 배출하는 것은 외호흡(外呼吸)이고, 이와는 달리 세포가 체내에 받아들인 산소를 소비하여 세포 밖으로 이산화탄소를 방출하는 것이 내호흡이다.
또한 이 현상을 세포가 아닌 조직에서 본 경우에는 조직호흡이라고 한다. 생화학적으로 본 세포호흡은 동물이 분자상산소(分子狀酸素)를 이용하여 유기물을 산화분해하고 그 과정에서 생체에 이용 가능한 형태로 물질에 함유된 에너지를 획득하는 것을 말한다. 세균과 남조류를 제외한 진핵생물(眞核生物)에서 세포호흡을 담당하는 세포내기관은 미토콘드리아이다.
미토콘드리아는 외막과 내막으로 이루어진 2중막 구조를 가지며, 그 수는 세포 1개당 간세포에서는 약 2500개, 식물세포에서는 200개 정도이다. 미토콘드리아의 내막에 둘러싸인 기질(基質) 안에는 시트르산회로(回路), 지방산산화와 산화반응에 관여하는 효소군(酵素群)이 존재하며, 내막에는 전자전달계(電子傳達系)·산화적 인산화계의 여러 효소 및 숙신산탈수소효소 등이 결합하고 있다.
이런 것들이 작용하여 세포호흡을 하는 생화학적인 구조는 다음과 같다. 당·지방산·아미노산 등이 대사 분해되어 생긴 아세틸 보조효소(補助酵素)A는 다음에 시트르산회로로 들어가서 탈 수소되어 이산화탄소를 발생한다. 이렇게 하여 생긴 이산화탄소는 세포 밖으로 방출된다. 한편 없어진 수소는 전자전달계를 거쳐서 최종적으로 분자상산소를 이용하는 시토크롬산화효소에 의해 산화되어 물이 된다. 이 과정에서 호흡에 의해 들어온 산소가 소비된다.
인체의 호흡기 계통
생명 유지를 위해 인체는 충분한 에너지를 생성해야 한다. 에너지는 음식물 내의 분자를 연소시킴으로써 생성되며, 이는 산화 과정(음식물 분자가 산소와 결합함)을 통해 수행된다. 산화 작용에는 이산화탄소와 물을 형성하기 위해 산소와 결합하는 탄소 및 수소가 포함된다. 따라서, 산소 소비와 이산화탄소 생성은 생명에 필수적이다. 즉, 인체에는 최고 운동부하 중이라도 인체의 요구에 부응할 만한 빠른 속도로 순환되는 혈액에서 이산화탄소를 제거하고 대기 중의 산소를 흡수하도록 설계된 기관계가 있어야 한다. 이러한 호흡기 계통을 통해 산소가 인체에 들어오고 이산화탄소가 인체 밖으로 나갈 수 있다.
호흡기 계통은 코와 입에서 시작해 기도와 폐로 이어진다. 공기는 코와 입을 통해 호흡기 계통으로 들어가 목(인두)으로 전해지고, 후두를 통해 전달된다. 후두로 들어가는 입구는 삼키는 동안 자동으로 닫히는 작은 세포 조직(후두덮개)으로 덮여 있어, 음식물이나 음료가 기도로 들어가는 것을 방지해 준다.
숨통(기관)은 가장 큰 기도이다. 기관은 두 개의 보다 작은 기도인 좌측과 우측 기관지로 갈라지고, 양쪽 폐로 이어진다.
각 폐는 여러 부분(엽)으로 나뉘는데, 오른쪽 폐에 세 개, 왼쪽 폐에 두 개의 엽이 있다. 왼쪽 폐는 심장이 있는 가슴 왼편의 공간을 공유하기 때문에 오른쪽 폐보다 약간 작다.
기관지는 자체적으로 여러 번에 걸쳐 더 작은 기도로 갈라져서, 가로 길이가 1/2 밀리미터(또는 2/100 인치) 밖에 되지 않는 가장 좁은 기도(소기관지)로 끝난다. 기도는 뒤집어져 있는 나무의 모습과 유사해서, 호흡기 계통의 이 부분이 종종 기관지 나무라고 불리기도 한다. 큰 기도는 연골이라고 하는 반유연성의 섬유성 결합조직을 통해 열려있는 상태로 유지된다. 작은 기도는 기도를 둘러싸고 있으며, 이에 연결되어 있는 폐 조직이 지탱하고 있다. 작은 기도의 벽에는 평활근의 얇은 원형 층이 있다. 기도 근육이 이완하거나 수축하여 기도의 크기에 변화를 준다.
각 소기관지의 끝부분에는 수 천 개의 작은 기낭(폐포)들이 있다. 폐에 있는 수백만 개의 폐포는 모두 합쳐 100 제곱미터(1111 평방피트)가 넘는 면적을 형성한다. 폐포 벽 내부에는 모세혈관이라고 하는 미세한 혈관의 빽빽한 그물망이 있다. 공기와 모세혈관 사이의 극도로 얇은 장벽을 통해, 산소는 폐포 에서 혈액으로 이동할 수 있으며, 이산화탄소는 모세혈관의 혈액에서 폐포의 공기로 이동할 수 있다.
흉막은 미끈거리는 막으로, 흉벽 내부는 물론 폐까지도 덮고 있다. 이를 통해 폐는 숨쉬는 동안, 그리고 사람이 움직일 때에 원활하게 움직일 수 있다. 일반적으로, 흉막의 두 개 층에는 양쪽 층 사이에 윤활제 역할을 하는 소량의 액체가 존재한다. 이 두 층은 폐의 크기와 모양이 변함에 따라 서로의 표면 위를 미끄러지듯이 이동한다.
호흡 잘하는 방법
호흡을 할 때는, 숨을 충분히 들이마시는 것도 중요하지만 내 안의 숨이 최대한 빠져나갈 수 있도록 의식적으로 끝까지 내뱉는 것이 중요하다. 충분한 양을 들이마시고 최대한 노폐물을 없앤다는 생각으로 가늘고 길게 '후~' 내뱉어주도록 한다.
폐는 근육이 없기 때문에 움직이지 않는다. 실제로 폐를 움직이는 것은, 주변의 근육(호흡근)과 횡격막(가로근)이다. 많은 사람이 가슴만 살짝살짝 움직이는 식으로 얕게 숨을 쉬는데, 이렇게 하면 횡격막과 호흡근이 아주 조금만 움직인다. 반대로 깊게 숨을 쉬고 내쉬면 횡격막과 호흡근이 수축했다가 제자리로 돌아가는 범위가 넓어지는데, 이 과정을 규칙적으로 반복해주면 횡격막과 호흡근의 움직임이 유연해진다. 이런 방식으로 몸속의 공간을 몇 mm만 더 만들어줘도 체내 들어오는 공기의 양은 훨씬 많아진다. 또한 횡격막이 부드럽게 잘 움직이면 주변의 부교감신경 수용체들을 자극해 스트레스가 해소되고 소화작용도 좋아진다.
올바른 호흡을 위해 또 하나 중요한 것은 입이 아닌 '코'로 숨을 쉬어야 한다는 것이다. 구강호흡은 가장 나쁜 호흡 습관 중 하나다. 코는 섬모가 있어 이물질을 거르고 온도와 습도를 조절할 수 있지만, 입은 그렇지 않기 때문에 입으로 숨을 쉬면 이물질이 여과 없이 그대로 몸속으로 들어온다. 또한 온도와 습도 조절이 이뤄지지 않아 세균과 바이러스가 번식하기 좋은 환경이 만들어진다. 구강 내 pH(산성도)를 낮춰 입 냄새, 충치, 치주질환 등의 원인이 되고 코골이나 수면무호흡을 유발하기도 한다. 구강호흡을 오래하면 턱이 좁아지고 치열의 구조가 바뀌는 경우도 있다.
무심코 하는 구강호흡은 생각하는 것보다 훨씬 더 나쁜 영향을 끼친다. 구강호흡이 선천적인 이유라면 치료가 필요하고, 후천적인 이유라면 반드시 습관을 개선해야 한다.
올바른 호흡법
식사는 하루 세 번. 수면은 하루에 6~8시간이지만 호흡은 24시간 내내 끊임없이 이뤄진다. 하루에 호흡으로 마시는 공기의 양은 약 8000L 이상이다. 들이마신 호흡은 우리 몸의 혈관을 타고 장기에 산소를 공급해준다. 장기는 산소가 있어야 원활하게 작동한다. 또한 몸 속 세포는 산소가 있어야 영양분을 산화시키면서 에너지를 얻는다. 호흡을 내쉴때는 폐에서 산소와 교환된 이산화탄소가 배출된다. 이산화탄소는 혈액의 산도(pH)를 조절하고, 호흡 운동을 자극하기 때문에 혈액 속에서 35~45㎜Hg 수준의 일정 농도를 유지해야 한다. 내쉬는 호흡은 이러한 이산화탄소 농도 조절을 돕는다. 이렇게 호흡은 생명 유지에 필수적이며, 제대로 할수록 산소와 이산화탄소 농도를 잘 유지시켜 신체가 잘 기능하게 한다. 그러나 사람마다 호흡법은 제각각이다. 아무렇게나 호흡하는 게 아니라, 올바른 호흡법으로 호흡해야 장기와 세포가 건강해진다.
호흡법에는 크게 흉식과 복식이 있다. 대부분의 성인은 복식호흡이 아닌, 흉식호흡을 한다. 흉식호흡은 숨을 마실 때 가슴(흉부)이 팽창하고, 쇄골부위는 음푹 들어가면서 어깨가 올라가는 호흡법이다. 복식호흡은 숨을 마실 때 폐 밑에 위치한 횡격막을 아래로 밀어내, 상복부만 부풀어오르는 호흡이다. 전문가들이 추천하고, 여러 연구에서 좋다고 알려진 호흡법은 복식호흡이다. 복식호흡은 숨을 깊게 들이마시고 내쉬게 해 몸 곳곳에 산소가 잘 가게 하고, 신체를 이완시켜 고혈압 감소, 체지방 감소, 스트레스 완화, 면역력 강화 등에 도움을 준다.
- 복식호흡의 건강 효과
- 고혈압 감소=복식호흡은 호흡이 비교적 느리고 깊다. 느리고 깊은 호흡을 하면 심박동수가 느려지고, 수축된 혈관이 늘어나 고혈압 환자에게 도움이 된다. 우석대학교·서울대학교 간호대 연구팀이 발표한 한 논문에 따르면, 고혈압 노인이 복식호흡 훈련을 받으면 혈압이 감소하는 것으로 나타났다. 연구팀은 매주 1시간씩 고혈압 환자에게 복식호흡을 교육하고, 매일 2회·매회 40분간 가정에서 복식호흡을 하도록 했다. 그 결과 수축기 혈압이 평균 174mmHg에서 145.88mmHg으로 줄었다. 이완기 혈압도 평균 96.86mmHg에서 81.13mmHg로 낮아졌다.
- 체지방 감소=복식호흡을 하면 복부에 지속적으로 자극을 줘, 다이어트에도 좋다. 건강한 성인 20명을 대상으로 12주간 매일 6시간씩 복식호흡을 하게 했더니, 다른 운동은 전혀 하지 않았는데도 체중이 1.4㎏ 감소했다는 연구 결과가 있다. 해당 연구에서 복식호흡 대상자는 체중 외에 체지방률·체질량지수·복부비만율도 유의하게 감소했다.
- 스트레스 완화=스트레스를 받으면 얕고 거친 호흡을 자꾸만 하게 된다. 스트레스 등으로 얕은 호흡을 계속하는 것이 과호흡증후군으로 과호흡 때문에 상대적으로 몸에 이산화탄소가 부족해지면 실신이나 어지럼증이 일어나는데, 이때 복식호흡을 하면 호흡이 안정되고, 체내 이산화탄소 수치가 정상으로 돌아온다. 복식호흡은 호흡이 길어, 몸 자체를 이완시켜 스트레스를 완화하는 효과도 있다.
- 면역력 강화=스트레스와 면역력은 관계가 높다. 스트레스를 많이 받을수록 면역세포의 활성도는 저하되므로, 스트레스를 완화시켜주는 복식호흡은 면역력 강화와도 관련 있다. 실제로 방암 수술·항암 치료를 마친 30~60세 여성을 대상으로 4주간 복식호흡 훈련을 시켰더니, 면역력과 관계있는 T세포 수치가 실험 전 68.5%에서 71.66%로 증가했다는 연구 결과가 있다. 또한 복식호흡을 하면 몸에 더 많은 양의 공기를 들이마시게 되면서, 신진대사가 활발해진다.
- 복식호흡법
먼저 숨을 코를 통해 깊고 크게 들이마신다. 입은 되도록 사용하지 않는다. 들이마실 때 가슴과 상복부에 각각 손을 대 보자. 가슴에 댄 손은 움직임이 없고, 상복부에 댄 손만 움직임이 있어야 한다. 들이마실 때 복부를 풍선이 부풀어 오른다는 느낌으로 부풀리고, 내쉴 때 풍선에 바람이 빠져 줄어드는 것 처럼 복부를 수축하면 된다(대한후두음성언어의학회지). 복식호흡은 천천히 하는 게 좋다. 2~3초간 크게 숨을 들이쉬고, 1~2초는 숨을 참은 뒤, 4~5초간 천천히 숨을 내쉬면 된다.
또한, 폐 주변 근육을 함께 단련하는 운동을 해 주면 좀 더 효율적으로 복식호흡을 할 수 있다. ▲의자에 앉은 자세에서 등을 곧게 펴고 양팔을 위로 뻗어 올린 뒤, 숨을 내쉬면서 양 손을 발목까지 천천히 내리는 동작 ▲의자에 앉은 자세에서 머리 뒤에 손깍지를 끼고, 숨을 들이 마쉬며 가슴을 넓게 폈다가 내쉬면서 양 팔꿈치를 앞으로 끌어모으는 동작이 대표적이다.[1]
동영상
각주
- ↑ 김수진 기자, 〈호흡 바로 하면 건강수명 늘어… 올바른 호흡법이란?〉, 《헬스조선》, 2018-05-11
참고자료
- 〈호흡〉, 《나무위키》
- 〈호흡〉, 《위키백과》
- 〈내호흡〉, 《암스쿨》
- 교육부, 〈호흡 이란?〉, 《네이버블로그》, 2015-07-31
- 교육부, 〈호흡 기관의 구조와 기능〉, 《네이버블로그》, 2015-09-11
- 김수진 기자, 〈호흡 바로 하면 건강수명 늘어… 올바른 호흡법이란?〉, 《헬스조선》, 2018-05-11
같이 보기
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