호흡기계통 질환

작년부터 음식점, 병원 등 공공장소를 출입할 때 ‘체온 확인’을 하는 게 일상이 됐다. 몸에 열이 나면 보통 숨을 헐떡거린다. 혹시 코로나가 아닐까 걱정되기도 한다. 과연 열이 나면 몸에 어떤 변화가 일어나길래 숨이 차는 것일까? ‘적혈구, 산소와 관련된 호흡 기전’ 몇 가지 사실을 이해하고 있다면, 그 이유를 쉽게 찾을 수 있다.

산소를 배달하는 적혈구 
인체를 구성하는 세포는 각각의 기능을 발휘, 항상성을 유지하기 위해 ‘ATP’라는 에너지가 꼭 필요하다. 산소가 없으면 포도당 한 분자에 ATP 2개, 산소가 있으면 30~32개의 ATP를 만들 수 있다. 혈액에서 적혈구(RBC)는 산소운반을 담당한다. 헤모글로빈(Hb)은 적혈구를 구성하는 단백질로 산소와 결합, 거의 모든 조직과 세포에 ATP 생산에 필요한 산소를 공급하게 된다.



열이 나면 ‘헤모글로빈 분자 모양이 변하게 된다.’ 그로 인해 충분한 산소를 전달할 수 없게 돼 전신은 저산소증(hypoxia)에 빠지게 되고 심각하면 사망에 이를 수 있다. 적혈구를 ‘산소 배달 트럭’이라 생각하면 쉽다. 열이 나면 원래 10개의 산소를 싣는 트럭의 짐칸 모양이 변하면서 5개밖에 싣지 못하게 된다. 정해진 양을 전달하기 위해서는 한 번 더 배달 가야 한다. 산소도 한 번 더 실어야만 하니까 호흡 횟수도 증가한다. 열이 나면 마치 마라톤 하듯 심장 박동수와 호흡이 늘어나는 것이다. 계속 그대로 놔두면 결국, 심장은 지쳐서 멈추게 된다.

세포와 조직의 대사량
임상적으로 체온이 올라가면 조직과 세포는 많은 에너지가 필요하다. 즉, ‘대사량 증가’로 산소가 많이 필요하다고 해석할 수 있다. 사실 감염이나 염증처럼 대사가 활발한 상태에서는 산소가 좀 더 쉽게 헤모글로빈에서 떨어져 나온다. 체온이 상승하면 헤모글로빈 산소포화도는 감소, 산소해리곡선(oxygen dissociation curve)이 오른쪽으로 이동하면서 산소 전달이 불리해진다. 혈액에 녹아있는 산소와 헤모글로빈의 산소포화도(%, 얼마나 많은 산소가 헤모글로빈에 결합하는지) 사이의 물리적인 상관관계를 나타낸 것이 ‘산소해리곡선’이다. 적혈구 변화가 없는 상태에서도 산소요구량을 충족하기 위해서는 심장 박동수와 호흡수(한 번 더 뛰고, 한 번 더 숨 쉬는)가 증가한다.

정자와 난자를 오랫동안 보관하기 위해서는 따뜻하기보다 냉동시킨다. 전신 마취로 수술하는 수술방 온도도 대체로 낮게 유지한다. 음식이 상하지 않도록 냉동, 냉장해서 보관하는 것도 모두 ‘대사량’을 낮추기 위한 다양한 방법들이다.