호흡에 관여하는 감각 기관의 활성화(하나 이상의 수용체들이 독립적 혹은 집합적으로 자극) -→ 중추신경계로의 구심성 신호 발생 -→ 중추신경계 도달 -→ 중추신경계로부터의 원심성 신호 -→ 호흡기계
호흡 조절에 관여하는 수용체: 화학수용체(chemoreceptor), 기계적수용체(mechanoreceptor), 폐 수용체(lung receptor)
구심성 신호: 운동 피질(motor cortex) 또는 뇌간 호흡 뉴런(brainstem respiratory neurons)에 의해 감각 피질(sensory cortex)로 전달되어, 호흡의 효과가 감지된다.(“sense of effort”)
원심성 신호: 중추신경계는 횡격막 신경을 통해 횡격막을 포함한 호흡 근육으로 원심성 신호를 보내 호흡을 증가시킨다.
중추 신경계로의 구심성 정보와 원심성 운동 지령간의 불일치가 호흡곤란의 감각을 유발하며, 이때 말초성 감각 수용체로부터의 구심성 되먹이 작용이 호흡 근육에 대한 운동 지령의 효율성을 평가한다.
“신경기계적 해리”(neuro-mechanical dissociation): 호흡 압력, 기류, 폐장 및 흉곽의 움직임이 원심성 운동 지령에 비해 부적절할 경우 호흡곤란의 정도가 심해지는 것을 의미한다.

수용체의 종류	특징
화학수용체	중추성(medulla) 및 말초성(carotid body 및 aortic bodies) 수용체로 구성된다. 산소 및 이산화탄소 농도의 변화에 따라 호흡을 조절하여 산 염기 및 동맥혈 가스 평형을 유지한다. 이산화탄소 증가 → 중추성 수용체의 자극 → 환기 증가 저산소증 → 말초성 수용체를 자극 → 폐질환 환자들의 호흡곤란을 유발 일부 폐질환 환자에서 보충적 산소 치료 시 환기의 변화 없이도 호흡곤란이 경감된다
기계적 수용체	흉곽 수용체(chest wall receptor), 상기도 수용체, 미주 신경 수용체

호흡곤란의 발생기전에 따른 원인질환

호흡 구동(respiratory drive)이 증가된 경우

환기(ventilation) 장애가 초래된 경우

공기흐름 폐쇄 (좁아진 기도로 인한 증가된 저항력 부하와 과도팽창으로 인한 증가된 탄력 부하를 포함): 천식, COPD, 성문연축, 이물질 흡인, 기관지염
근육 쇠약: 중증 근무력증, 길랭-바레 증후군, 척수손상, 근육병, 후 회색질척수염 증후군
감소된 흉벽의 순응도: 중증 척주후측만증, 비만, 흉막삼출

좌위호흡(orthopnea)
- 누운자세 → 중력의 영향이 사라져 오른심장으로 정맥환류량↑ → 폐울혈(pulmonary congestion) → 호흡곤란 유발
- 환자는 등을 기대고 앉은 상태에서 증상이 개선되고 누우면 즉시 호흡곤란 발생 → 좌위호흡
발작성 야간호흡곤란(paroxysmal nocturnal dyspnea, PND)
- 낮: 신체수분이 중력으로 인해 특히 다리의 세포사이질에 몰려 부은 상태가 됨 → 야간수면시: 중력의 영향이 사라져 수분이 서서히 혈관내로 흡수되어 순환혈액량↑ → 취침 후 수시간이 지나 일정한 역치 초과시 폐울혈발생 → 호흡곤란 유발되어 잠에서 깬다.

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