폐질환
우리가 숨쉬는 공기는 감염성 있는 미생물과 여러 종류의 먼지 같은 잠정적으로 해를 줄 수 있는 물질을 함유하고 있다. 다행히도 폐가 해를 받지 않도록 우리는 방어 기작을 가지고 있다. 입으로 보다 코를 통해 공기를 흡입하면 비강의 털과 점액에 의해 걸러진다. 기관, 기관지, 세기관지의 내벽은 점액을 분비하는 섬모 상피로 덮여 있다.
코에서 걸러지지 않은 미세한 먼지분자는 점액에 걸린다. 그 다음 섬모는 다음으로 이 입자를 기관으로 보낸다. 성문 근처로 오면 기침 반사가 시작되고 이물질과 담(phlegm)을 입으로 내뱉게 된다. 일반적으로 입자가 미세하면 할수록 호흡계에 더 깊이 다다를 수 있다. 폐포에 도달하는 입자는 대식세포 같은 식작용을 하는 세포에 의해서 먹힌다. 입자가 분해되면 소화가 되나 그 물질이 석면 섬유나 규소 분진, 면섬유, 석탄 분진같이 화학적으로 불활성하다면 식작용 후 무한정 세포내에 남아 있다. 부검시 광부의 폐는 대단히 검게 보이는데 이것이 흑폐병(black lung disease)이다.
폐렴
폐렴(pneumonia)은 폐포의 감염으로서 여러종류의 박테리아와 바이러스가 폐렴을 일으킨다. 신체는 조직액을 폐포에 분비함으로써 감염에 반응한다. 폐포는 그것을 흘러가게 해서 공기에 노출된 표면적을 감소시킨다. 많은 폐포가 감염되면 환자는 산소의 부족으로 얼굴이 파래진다. 감염을 치료하는 동안 환자에게 산소를 투여함으로써 생명 유지가 가능하다.
천식
천식(asthma)은 주기적으로 기관지와 세기관지가 수축해서 숨쉬기가 어렵고 특히 내쉬기 어려워 호흡이 더욱 곤란해지는 질환이다. 어떤 사람들에게 천식은 알레르기 반응을 일으키는 먼지 같은 공기를 통해 날아다니는 입자에 의해 야기된다. 그러나 많은 사람에게 천식은 화학 연기나 담배 연기 등 공기중에 떠다니는 자극물질에 의해서 일어난다.
폐기종
가스교환 면적이 감소되는 또 다른 폐질환은 폐기종(emphysema)이다. 이 질병에 걸리면 폐포와 분리된 벽의 대부분이 파괴된다. 이것은 주로 가스교환할 수 있는 표면적을 감소시키며 폐렴과는 달리 대단히 천천히 진행되어 직접적인 사망 요인으로 나타나지 않는다. 그러나 가스교환 면적의 점차적인 손실로 인해 몸에 필요한 가스교환을 충족시키기 위해서 보다 많은 혈액량을 펌프질해야 하므로 심장의 박동이 가중된다. 심장에 가중되는 무리한 심장의 박동은 심부전증을 초래한다. 폐기종의 즉각적인 원인은 폐의 자극 다음으로 일어나는 염증 반응의 일부로 단백질 분해효소의 분비로 인한 것으로 보인다. 대부분의 사람들은 이 효소 억제제인 4-1 안티트립신(a-1 antitrypsin)을 생산하여 감염 동안 상해를 피한다. 그러나 a-1 안티트립신에 대한 2개의 결함 유전자를 물려받은 특이한 사람은 폐기종을 일으키기 쉽다.
만성 기관지염
먼지가 기관지와 세기관지에 도달하면 점액 분비가 증가된다. 만성기관지염(chronic bronchitis)에서는 공기통로가 점액으로 막혀 이것이 계속적인 기침을 하게 한다. 보통 이 기관지염은 담배 흡연과 연관된다. 폐의 자극은 천식, 폐기종과 만성 기관지염을 야기하는데 사실 많은 사람이 2개 혹은 이 모든 세 가지 질병을 일으킨다. 이러한 합병증이 만성 폐색폐질환(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)이다. COPD의 일반적 원인은 담배 흡연이다. 아주 드물게 CI 수송에 관계하는 막을 통과하는 단백질의 결함에 의한다. 이 단백질에 대한 두 가지 결함 유전자를 물려받은 사람은 낭포성 섬유증(cystic fibrosis)을 갖는다. 이들의 폐에서 다량의 진한 점액을 분비하는데 공기의 통로를 막아 호흡과 계속적인 기침을 하게 된다. 낭포성 섬유증은 미국 백인 인구 중 가장 흔한 유전병이다.
폐암
폐질환 중에서 가장 큰 관심분야는 폐암이다. 다른 암으로 인한 사망률은 감소되거나 그대로인데 반해 폐암의 경우는 급증하고 있다. 미국 남성의 경우 폐암이 가장 많으며, 이로 인한 사망률이 가장 많다. 여성은 폐암보다 유방암이 많으나 1987년부터 여성의 다수가 유방암보다 폐암으로 사망해 왔다.
폐암은 다른 암과 마찬가지로 세포의 증식에 의한다. 폐암의 여러 가지 형태 중에서(가장 빠르게 증가하는) 기관지와 세기관지를 안으로 싸고 있는 상피세포와 관계된 것이다. 보통 이 통로의 내피는 세포층으로 되어 있는데 자극물질에 만성적으로 노출되면 세포층이 증가한다. 이것은 특히 세기관지가 갈라지는 곳에서 일어나는데 섬모화된 점액 분비세포는 사라지고 다량의 비정상적인 핵을 갖는 혼란스런 세포로 대치된다. 이 과정이 계속되면 자라는 세포의 자라나는 덩어리는 폐의 밑에 있는 결합조직을 통과한다. 여기서부터 세포는 붕괴되고 림프와 혈류에 실려 신체의 다른 부분으로 운반되어 여기서 머물기도 하고 증식을 계속한다. 이런 1차 종양의 전이(metastasis)는 심한 조직 붕괴를 일으켜 곧 죽게 된다.
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