호흡은 공기 중의 산소(O₂)를 들이마시면서 체내의 이산화탄소(CO₂)는 배출하는 일종의 개스 교환이다.

이 같은 호흡을 통해 인간을 포함한 생물은 유기물을 분해, 생활에 필요한 에너지를 만든다. 그런데 우리가 호흡하는 공기 중의 이산화탄소 비중은 0.03%에 불과한 반면 날숨 속의 이산화탄소 비중은 4%나 된다.

어떻게 이 같은 차이가 나타나는 것일까. 이는 인체가 다양한 생리활동 과정에서 이산화탄소를 만들어내기 때문이다. 식물이 광합성을 거쳐 산소를 배출하는 것과 마찬가지 이치라고 생각하면 이해가 쉽다. 즉 날숨에는 공기 속에서 흡입한 이산화탄소와 체내에서 만들어진 이산화탄소가 함께 들어있어 들숨에 비해 양이 월등히 많은 것이다.

한편 일반적인 생각과는 달리 호흡은 산소의 공급을 위한 것이라기보다는 이산화탄소의 제거에 초점이 맞춰져 있다.

우리가 의식적으로 호흡을 하려하지 않아도 주기적으로 호흡이 일어나는 것은 호흡중추인 연수에 의한 것인데, 이 호흡중추를 자극하는 요인이 혈중 산소농도가 아닌 혈중 이산화탄소 농도라는 점이 이를 증명한다.

실제 혈중 이산화탄소의 함량이 높아지면 호흡이 빨라지고 그 반대의 경우에는 호흡운동이 억제돼 천천히 숨을 쉬게 된다.

<파퓰러 사이언스>