청소년을 위한 교양 생명과학: 호흡계

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

우리가 매 순간 반복하는 호흡은 생명 유지를 위한 가장 기본적이면서도 복잡한 생리 현상이다. 이 책은 단순히 숨을 쉬는 행위 너머에 숨겨진 정교한 생명 과학의 원리들을 중학생도 이해할 수 있도록 풀어낸다. 1777년 라부아지에의 산소 발견부터 현대의 폐이식술까지, 호흡 과학사의 주요 발견들을 통해 우리 몸 속에서 일어나는 가스교환의 신비를 탐구한다. 어류의 아가미부터 포유류의 폐포까지 다양한 동물들이 선택한 호흡 전략을 비교하며, 인간 호흡계가 어떻게 진화의 걸작품이 되었는지 보여준다.

코에서 시작된 공기는 정교한 여과와 가습 과정을 거쳐 기관지라는 나무 구조를 따라 폐 깊숙한 폐포까지 도달한다. 이 과정에서 작동하는 물리 법칙들은 보일의 법칙부터 확산 원리까지 우리 일상에서 경험하는 과학 현상들과 직결된다. 폐포에서 일어나는 가스교환은 0.5마이크로미터 두께의 호흡막을 통해 이루어지며, 테니스 코트 절반 크기에 해당하는 폐포 표면적이 이를 가능하게 한다. 혈색소가 산소를 운반하는 과정과 이산화탄소가 중탄산염 형태로 변환되어 제거되는 복잡한 화학 반응들이 매 순간 우리 몸에서 완벽하게 조율되고 있다.

뇌간의 호흡중추는 마치 정밀한 지휘자처럼 우리의 호흡 리듬을 조절하며, 혈액 속 이산화탄소 농도 변화를 감지하는 화학수용체들이 24시간 감시 체계를 유지한다. 운동할 때는 호흡량이 20배까지 증가하고, 고도 8000미터 상공에서는 산소 부족으로 의식을 잃을 수 있으며, 잠수하는 고래는 2시간 동안 숨을 참을 수 있다. 태아가 양수 속에서 호흡 연습을 하는 과정부터 노인이 되면서 폐 기능이 저하되는 변화까지, 생애 전반에 걸친 호흡계의 적응 능력을 다룬다.

천식과 만성폐쇄성폐질환 같은 현대인의 주요 호흡기 질환부터 1918년 스페인 독감이 보여준 급성 폐렴의 위험성까지, 질병을 통해 정상적인 호흡의 소중함을 깨닫게 된다. 곤충의 기관계부터 조류의 기낭 시스템까지 자연이 만들어낸 다양한 호흡 전략들을 살펴보며, 진화가 어떻게 각 생물에게 최적화된 호흡 방식을 제공했는지 확인할 수 있다. 1929년 계면활성제 발견부터 현대의 인공호흡기 개발까지, 호흡 과학 발전사 속 중요한 순간들이 우리 삶을 어떻게 변화시켰는지 보여준다. 매일 2만 번 반복되는 호흡 속에 담긴 생명 과학의 경이로운 원리들이 이 한 권의 책 안에 생동감 있게 펼쳐진다.

목차

1. 호흡의 비밀을 찾아서
2. 숨길을 따라 떠나는 여행
3. 폐 속 나무의 신비
4. 가스교환의 무대, 폐포
5. 숨쉬기를 만드는 근육들
6. 공기를 움직이는 물리법칙
7. 폐용량의 숨겨진 이야기
8. 가스가 혈액으로 스며드는 순간
9. 산소를 나르는 붉은 택배
10. 이산화탄소의 복잡한 여행
11. 몸속 화학공장의 균형
12. 뇌가 조절하는 호흡 리듬
13. 화학신호를 감지하는 센서
14. 압력을 느끼는 호흡센서
15. 상황에 맞는 호흡 조절
16. 운동할 때 달라지는 호흡
17. 높은 곳에서 살아남기
18. 엄마 뱃속 호흡의 신비
19. 늙어가는 폐의 변화
20. 호흡이 막힐 때
21. 좁아진 기도의 문제
22. 딱딱해진 폐의 고통
23. 가스교환이 망가질 때
24. 호흡계의 진화 여정
25. 자연 속 다양한 호흡법

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.