COPD의 기류 제한은 기도 저항 증가와 탄성 수축력 감소가 겹쳐서 발생하며, 이로 인해 공기가 폐에 갇히는 동적 과팽창(dynamic hyperinflation)이 생겨 호흡 자체가 힘들어진다.
❶ 생각해 보셨나요?
series-COPD 환자의 폐 기능이 떨어진다는 것은 알지만, 왜 그 환자가 숨을 쉬는 것 자체가 힘든지는 덜 직관적이다. 기도가 좁아지는 것만으로도 숨이 차지 않을까? 실제로는 기도 좁아짐 외에 폐에 공기가 갇히는 현상이 더해지면서 상황이 훨씬 심각해진다.
❷ 기류 제한이 생기는 두 가지 이유
옴의 법칙(V = IR)에서 전류에 해당하는 것이 기류(airflow)다. 기류는 구동압(driving pressure)을 기도 저항(airway resistance)으로 나눈 값이다.
COPD에서 기류가 감소하는 이유는 두 가지가 동시에 작용하기 때문이다.
- 기도 저항 증가: 소기도(small airway)의 만성 염증으로 기도가 좁아지고 점액이 차 저항이 커진다.
- 탄성 수축력(elastic recoil pressure) 감소: 폐포벽이 파괴되면 폐가 스스로 쪼그라드는 힘이 줄어든다. 폐포는 숨을 내쉴 때 스스로 탄성으로 수축하면서 안에 있는 공기를 밀어낸다. 이 탄성이 감소하면 구동압이 줄어든다.
저항은 커지고 구동압은 줄어드니 기류는 필연적으로 감소한다.
❸ 기류 제한이 동적 과팽창(dynamic hyperinflation)으로 이어지는 경로
공기가 잘 나가지 않으면 폐에 공기가 갇힌다. 이를 에어 트래핑(air trapping)이라 한다. 갇힌 공기가 쌓이면 전체 폐 용량(total lung capacity, TLC)이 증가한다.
이 상태에서 계속 숨을 쉬면, 폐가 이미 공기로 팽창해 있는 상태에서 다시 들이마시는 악순환이 된다. 이것이 동적 과팽창(dynamic hyperinflation)이다. 최대한 들이마신 상태에서 조금 내쉬고 다시 들이마시는 것처럼 숨을 쉬게 되는데, 이 상태에서 호흡은 극도로 힘들다.
과팽창이 심해지면 흉부 X-ray에서 횡격막(diaphragm)이 평평하게 눌린 모양(diaphragm flattening)이 보인다.
결과적으로 운동 중에는 상황이 더 악화된다. 운동하면 더 많이 숨을 쉬어야 하는데, 이미 과팽창된 상태에서 더 빨리 숨을 쉬면 공기가 더 쌓인다. 이를 운동 불내성(exercise intolerance)이라 한다.
❹ 기류 제한이 만들어 내는 연쇄 결과
기류 제한 → 에어 트래핑 → 동적 과팽창은 하나의 연쇄다. 여기서 더 나아가면:
- 가스 교환 장애: 폐포 구조가 파괴되고 혈관-공기 매칭(ventilation-perfusion, V/Q matching)이 깨지면서 저산소증(hypoxia)과 고이산화탄소혈증(hypercapnia)이 생긴다.
- 점액 과분비(mucus hypersecretion): 만성 기침과 가래의 원인이다.
- 폐 고혈압(pulmonary hypertension): 저산소증이 지속되면 폐혈관이 수축하고 혈관벽이 두꺼워진다. 폐 혈관 저항이 올라가면 우측 심장이 폐순환으로 혈액을 내보내기 위해 더 강하게 수축해야 한다. 결국 우심실에 부담이 쌓여 우심부전(right heart failure)으로 이어질 수 있다.
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