호흡기 계통의 방어 기전(Defense Mechanisms of the Respiratory System)

 

 

낮 시간 동안 적정하게 활동하는 평균적인 사람의 경우 24시간마다 약 20,000리터(5,000갤런 이상)의 공기를 호흡한다. 예상한 대로, 이만큼의 공기(무게로 따질 경우, 20킬로그램[44파운드]이 넘는 양)는 잠재적으로 유해한 입자와 가스를 포함하고 있다. 먼지와 그을음, 곰팡이, 진균, 박테리아, 바이러스 같은 입자가 기도 및 폐포 표면에 침착된다. 다행스럽게도, 호흡기 계통에는 스스로를 청소하고 보호하는 방어 기전이 있다. 직경이 3~5미크론(0.000118~0.000196인치)보다 작은 초미립자만이 깊은 폐로 침투한다.

 

기도 내부를 에워싸는 세포에 존재하는 미세한 머리카락과 같은 근육 돌기인 섬모(Cilia)는 호흡계 방어 기전 중 하나이다. 섬모는 기도를 덮고 있는 점액 순분 층을 밀어낸다.

 

 

점액층(mucus layer)은 병원균(잠재적으로 감염성 미생물)과 다른 입자를 포획하여 폐에 도달하지 못하게 한다.

섬모는 분당 1,000번 이상 박동하여, 기관을 에워싸고 있는 점액을 분당 약 0.5~1센티미터(분당 0.197~0.4인치) 씩 위로 이동시킨다. 점액층에 갇힌 병원균과 입자는 기침으로 내뱉어지거나 구강으로 이동하여 삼켜지게 된다.

 

 

폐포 표면의 백혈구의 일종인 폐포대식세포(Alveolar macrophages)는 또 다른 폐 방어 기전이다. 기체교환이 필요하기 때문에 폐포는 점액과 섬모로 보호되지 않는다. 점액은 너무 진해서 산소와 이산화탄소의 이동을 느리게 할 수 있다. 대신 폐포대식세포는 침착된 입자를 찾아내, 이와 결합하고, 삼킨 후에 살아있는 모든 입자를 사멸시키고 이를 소화시킨다. 폐가 중대한 위협에 노출될 경우, 순환계의 추가적인 백혈구, 특히 호중구(neutrophils)가 병원균을 삼키고 사멸하는 것을 돕기 위해 동원될 수 있다. 예를 들면, 사람이 매우 많은 양의 먼지를 들이마시고 기도 감염 증세와 싸우고 있는 경우, 더 많은 대식세포가 생성되고 호중구가 동원된다.