글로벌 세계 대백과사전/생물I·동물·인체/유전과 인체/호흡기와 소화기/호흡기

생물이 생존해 나가려면 에너지원이 되는 물질을 외부에서 받아들여야 한다. 또 받아들인 물질은 분해하면서 에너지를 꺼내거나 신체에 필요한 화합물로 재합성하여 이용하는데, 이 과정을 진행하는 데 있어 가장 중요한 작용을 하는 것이 바로 산소이다. 일반 생물은 외부에서 일정량의 산소를 끊임없이 받아들일 필요가 있다. 이와 같이 생물은 외부에 산소나 그밖의 물질이 존재해야만 비로소 살아갈 수 있다.

호흡

呼吸

호흡이라는 것은 생물이 외부의 산소를 신체 내부에 섭취하고, 물질 교대의 결과로 생긴 불필요한 물질을 이산화탄소라는 형태로 외부에 배출하는 작용의 총칭이다.

공기를 빨아들이거나 뱉어내는 작용을 흔히 호흡이라고 하는데, 이것은 호흡 운동의 결과로 일어나는 것이다. 호흡 운동은 늑간근과 횡격막(가로무늬근)의 수축에 의해 일어난다.

폐에 흡입된 공기는 폐포에 도달하면 폐포 외벽에 밀착하는 모세혈관 속의 혈액과 가스 교환을 한다. 이것에 의해 공기중의 산소를 혈액 속으로 보내고, 혈액 속의 이산화탄소를 공기중에 배출하는데, 이와 같은 작용을 외호흡이라 한다.

산소를 받아들여 폐에서 나온 혈액은 심장을 통과한 뒤 온몸의 조직으로 보내진다. 조직에서는 모세혈관 속의 혈액과 가스 교환을 한다. 여기에서 혈액은 산소를 조직에 주고, 조직에서는 이산화탄소를 받아들이는데, 이러한 작용을 내호흡 또는 조직 호흡이라 한다.

이와 같이 공기중의 산소는 호흡기와 순환기를 지나 비로소 신체 내부에 받아들여지고, 이산화탄소 또한 순환기에서 호흡기로 전해져 외부로 배출된다. 이와 같이 호흡 기능은 호흡기에서만 행해지는 것이 아니라 순환기와 합동으로 행해진다.

호흡 운동

呼吸運動

공기를 코로 빨아들여 기도를 통해 폐포에까지 보내는 작용과 반대로 폐포의 공기를 밖으로 배출하는 작용을 합쳐서 호흡 운동이라 한다. 이 운동은 늑간근과 횡격막에 의해 일어난다.

늑간근

肋間筋

등뼈와 갈비뼈(늑골), 흉골로 구성된 뼈의 집합체를 흉곽이라 한다. 인접하는 늑골 사이에는 내(內)늑간근과 외(外)늑간근이 있다. 외늑간근이 수축하여 흉강(胸腔)이 넓어질 때 공기가 폐에 흡입되고, 내늑간근이 수축하여 흉강이 좁아질 때 공기는 폐에서 밀려나간다. 이 운동이 주체가 되어 호흡이 일어날 때를 흉호흡이라 한다. 여성이나 어린아이의 경우 흉호흡이 차지하는 비중이 크다고 한다. '어깨로 숨을 쉰다'고 표현할 때는 흉호흡이 주로 행해질 때를 말한다.

횡격막

橫經膜

횡격막은 막(膜)이라는 이름이 붙어 있어 헷갈릴 수도 있으나 가로무늬근을 말한다. 그 기시는 상위 요추(腰椎)·제12늑골·늑연골 하연(下緣)·흉골 하단·검상(劍狀) 돌기이며, 정지는 횡격막 중앙에 있는 힘줄 중심이다. 다시 말해서 근육 섬유는 힘줄 중심에서 대개 방사상으로 달리고 있기 때문에 근육이 수축하면 힘줄 중심이 하강하여, 따라서 횡격막 전체가 하강하게 되고 흉강이 넓어진다. 근육이 이완하면 힘줄 중심이 상승하여 흉강을 좁힌다. 횡격막이 하강하여 흉강을 넓혔을 때는 반대로 복강이 좁아지기 때문에 앞복벽이 자연히 앞쪽으로 부풀어오르고, 횡격막이 상승했을 때는 오므라든다. 마치 배로 호흡하는 것처럼 보이는 데서 횡격막을 주체로 하는 호흡을 복호흡이라 한다. 성인 남성은 안정된 상태에서 하는 호흡의 60% 이상을 복호흡으로 한다고 한다.

기도

氣道

공기가 드나드는 전체 경로를 기도라고 한다. 코로 빨아들인 공기는 먼저 코털에 의해 커다란 먼지나 이물질이 제거된다. 그런 다음 비강에 돌출해 있는 비갑개(鼻甲介)에 접촉하여 체온 정도로 데워진 뒤 인두를 거쳐 후두에 들어가 성문(聲門)을 통과하여 기관(氣管)으로 흘러들어간다. 그리고 흉부 중앙의 기관 분기부(分岐部)에서 좌우 기관지로 갈라져 폐로 들어가 점차 세분화되어가는 세(細)기관지를 지나 폐포에 도달한다. 공기가 배출될 때는 같은 경로를 반대로 지나가기 때문에 기도에서는 흡기(吸氣)와 호기(呼氣)가 서로 반대 방향으로 통과하게 된다.

호흡기의 생성

호흡기로서 폐가 출현한 것은 양서류로, 소화관 벽의 일부가 불룩하게 뻗어나와 폐를 형성하게 된 것이다. 개체 발생에서도 이와 같은 경과가 반복되고 있다. 호흡기는 하나의 관으로 발생하고, 그 끝부분은 뻗어나감에 따라 계속 가지가 갈라진다. 두 개로 나뉘어진 관은 반드시 같은 속도로 성장한다고는 할 수 없기 때문에 만들어진 기관지 모양은 상칭하지 않는다.

기관의 입구는 후두라는 특수한 구조로 되어 있다. 공기가 이곳을 통과할 때 성문이 좁혀지면 이것이 진동하여 소리를 낸다. 후두에 이어지는 부분이 기관으로, 뒤쪽에 열린 말굽형 기관 연골(16-20개)이 결합 조직 섬유로 연결된 9-12cm의 관이다. 제4흉추 정도의 높이로, 기관은 둘로 갈라져 기관지가 된다. 갈라지는 방법은 좌우 상칭이 아니라 왼쪽 기관지 쪽이 가늘고 급한 각도로 구부러져 있다. 그렇기 때문에 어린아이가 잘못하여 이물질을 삼켰을 때는 오른쪽 기관지로 들어가는 경우가 많다.

기관지는 각기 좌우 폐로 들어가고, 가지는 계속 갈라진다. 이것은 오른쪽에는 상중하 세 개의 잎 기관지로, 왼쪽에는 상하 두 개의 잎 기관지로 갈라지며, 그것도 다시 가지가 계속 갈라져 결국 좌우 모두 약 10개의 구(區)기관지로 갈라진다. 그 후에도 계속 가지가 갈라지는데, 점차 가늘어져 세(細)기관지·종말 세기관지·호흡 세기관지·폐포관을 거쳐 폐포로 끝난다. 이와 같은 기관지 전체를 그 모양에서 기관지 수(樹)라고 한다.

기관과 기관지 벽의 구조

氣管－氣管支壁－構造

기관벽의 구조를 보면 가장 안쪽의 점막 상피는 섬모를 가진 다열 원주 상피로 이루어지며, 곳곳에 점액을 분비하는 배(杯)세포가 있다. 점막 아래의 결합 조직 속에는 다량의 탄성 섬유가 있고, 기관선(腺)이라 불리는 점장(粘漿) 혼합액이 많이 들어 있으며, 도관을 통해 분비물을 기관지 내로 내보낸다. 이들 바깥쪽에 말굽형 기관 연골이 있는데, 뒤쪽에는 민무늬근이 있다. 이 전체를 가장 바깥층의 결합 조직이 에워싸고 있다.

이들 구성 요소는 기관지가 갈라져 가늘어짐에 따라 변화를 거듭하다가 사라져간다. 이미 잎 기관지나 구기관지 단계에서 연골의 모양이 파괴되어 몇 조각으로 나뉘어지고, 점차 더 작은 조각으로 변화해 간다. 세기관지(細氣管支)에 가까워짐에 따라 선(腺)이 먼저 모습을 감추고, 종말 세기관지가 되면 연골도 볼 수 없게 된다. 호흡 세기관지에 들어가면 점막 상피 세포에 섬모가 없어진다. 따라서 공기와 함께 들이마신 먼지나 이물질 등이 호흡 세기관지보다 더 안으로 들어가면 이미 기도를 통해서 배출할 수 없게 된다. 호흡 세기관지 벽은 군데군데가 부풀어 폐포가 된다. 폐포관에 가까워짐에 따라 민무늬근이 없어지는데, 탄성 섬유는 마지막까지 없어지지 않고 폐포가 되어서도 여전히 남아 있다.

폐포

肺胞

호흡 세기관지 벽은 단층 입방 상피이다. 태아가 모태내에서 아직 폐로 호흡하지 않을 때는 폐포의 말단에 이르기까지 모두 입방형 세포로 덮여 있다. 출생후 폐에 공기가 들어오면 이들 세포는 갑자기 길어져 0.3μm 이하로 엷어진다. 이 같은 형태가 된 세포를 폐포 상피 세포라 불리며, 여기에서 가스 교환이 일어난다. 폐포 상피 세포 바깥쪽에는 한 겹의 내피로 만들어진 모세혈관이 밀착해 있으며, 이 엷은 두 장의 세포성 막을 산소나 이산화탄소가 통과한다. 이 밖에 폐포벽에는 공모양에 가까운 중격(中隔) 세포, 유주성(遊走性) 진애 세포 등을 볼 수 있다.

먼지나 티끌이 폐포에까지 들어가면 일부가 진애 세포로 처리되는 것 외에는 모두 폐포벽에 달라붙어 호흡 기능을 저해한다. 탄가루를 많이 들이마시면 탄폐증이 되며, 규소에 의한 규폐증, 석면에 의한 아스베스트 폐증 등도 직업병으로 알려져 있다. 담배에 들어 있는 니코틴 등도 기도에 침착하여 폐암 등의 원인이 된다.

폐의 혈관

肺－血管

폐에는 폐동맥·폐정맥·기관지 동맥·기관지 정맥의 네 개의 혈관이 드나든다. 폐동맥은 심장의 우심실에서 이산화탄소를 많이 함유한 혈액을 운반해 와서 보통 기관지를 따라 가지가 갈라지면서 폐포에 도달하여 모세혈관이 되어 폐포를 그물 모양으로 에워싼다. 여기에서 가스 교환을 한 다음 다시 모여 정맥이 되며, 잇달아 합류하여 폐정맥이 되어 심장의 좌심방으로 들어간다. 이 계열은 가스 교환을 위한 것이기 때문에 기능 혈관이라고 한다. 이에 대해 기관지 동정맥은 기관지 벽을 형성하는 세포에 산소나 영양을 공급하기 위한 것으로 영양 혈관이라고 하며, 폐동맥이나 폐정맥에 비해 매우 가는 혈관이다. 폐포를 제외한 기관지에는 림프관이 분포하고 있으며, 모두 폐문(기관지나 혈관이 폐로 드나드는 곳)의 림프절에 모인다.

폐와 흉막

肺－胸膜

기관지수와 거기에 수반되어 달리는 정동맥으로 구성된 전체가 폐이다. 그 표면은 한 겹의 편평 상피로 이루어진 장측(臟側) 흉막으로 덮여 있는데, 이것은 폐문에서 구부러져 흉부 내벽이나 횡격막 윗면을 덮는 벽측 흉막이 된다. 이 두 개의 흉막으로 둘러싸인 공간을 흉막강이라 한다. 흉막강은 소량의 액체를 함유하며, 그 내부는 음압(－5-－10mmHg) 상태이다. 흉막강 내압이 높아져 대기압(폐포 내압)과 같아지면 폐는 자신이 갖고 있는 탄력에 의해 강하게 수축한다. 이 상태를 기흉(氣胸)이라 하며, 호흡 기능을 수행할 수 없게 된다.

호흡의 생리

호흡 운동은 태어날 때부터 죽을 때까지 자고 있는 동안에도 쉬지 않고 규칙적으로 반복된다. 그런 점에서는 심장 박동도 마찬가지이지만 심장은 심근 그 자체가 자동성을 갖고 있어 리듬 유지의 메카니즘도 심장 내부에 갖추고 있는 데 비해 호흡 운동의 율동성을 유지하는 기능은 훨씬 복잡하다.

호흡 운동의 원동력은 주로 늑간근과 횡격막의 수축에 의하는데, 이들 근육은 가로무늬근으로 추체로 계통의 지배를 받고 있기 때문에 의식적으로 수축·이완시킬 수 있다. 호흡을 정지하거나 급속한 호흡을 반복하거나 또는 성악가나 관현악 연주자가 횡격막의 급격한 수축·이완의 반복 운동에 의해 비브라토를 들리게 할 수 있는 것도 그 때문이다.

그러나 보통 호흡 운동 때에는 우리는 완전히 무의식적으로 행하며, 내(內)늑간근과 외(外)늑간근의 상호 수축, 이것과 길이를 맞추어 일어나는 횡격막의 수축·이완 등은 모두 무의식적, 반사적으로 행해진다.

호흡 운동의 조정은 뇌간에 있는 호흡 중추에 의해 반사적으로 행해진다고 할 수 있다.

이 중추는 뇌간 망양체에 퍼져 있다고 하는데, 연수가 중심이 되고 있는 듯하며, 흡식(吸息) 중추와 호식(呼息) 중추로 구별되어 각기 좌우에 대칭으로 존재하는 것으로 추정된다. 이 가운데 주력이 되는 것은 흡식 중추로, 여기에서 흥분이 일어나면 명령이 외늑간근이나 횡격막에 도달하여 이들을 수축시켜 흉강을 넓히기 때문에 공기가 폐로 들어온다. 또 호식 중추가 흥분하면 한편으로는 흡식 중추에 대해 그 흥분을 억제하는 작용을 하고 다른 한편으로는 내늑간근에 명령을 내려 수축시키고 흉강을 좁혀 호식을 일으킨다.

흡식 중추에는 혈액속의 이산화탄소의 농도에 민감한 세포가 있어 농도가 일정 수준 이상이 되면 흥분을 일으킨다. 이것이 흡식 중추 전체를 흥분시켜 흡식 운동 명령을 내리게 되는데, 그와 동시에 호식 중추에도 작용하여 흥분시킨다. 또 흉벽이나 횡격막에 분포하는 미주 신경의 구심성 섬유가 흉강의 확대에 자극을 받아 호식 중추로 그 정보를 전달하여 호식 중추의 흥분을 고양시킨다.

이렇게 하여 호식 중추의 활동이 정점에 달한 시점에서 흡식 운동이 정지되고, 이어서 호식 운동이 일어난다. 호식이 시작되면 혈액속의 이산화탄소 농도는 점점 높아져 일정 수준을 넘으면 다시 흡식 중추 세포에 흥분이 일어나 같은 순서로 반응이 개시된다.

흡식과 호식의 시간 간격을 조정하는 중추도 따로 있다.

호흡 운동의 조절

呼吸運動－調節

안정된 상태에서의 호흡 운동의 리듬은 다음과 같은 신체 안팎의 여러 가지 조건에 따라 촉진되거나 억제된다.

1. 총(總)경동맥이 안팎의 경동맥 가지가 갈라지는 부분에 있는 경동맥 소체나 대동맥궁(大動脈弓)에 있는 대동맥 소체는 혈액 속의 산소 농도에 예민하게 반응한다. 혈액 산소 분압이 80mmHg 이하가 되면 흥분하여 전자는 설인(舌咽) 신경, 후자는 미주 신경에 의해 중추에 정보를 보낸다. 그러나 혈중 이산화탄소 농도에는 거의 반응하지 않는다.

2. 운동에 의해 호흡 운동의 리듬은 현저하게 빨라지는데, 그 기능은 아직 분명하게 밝혀지지 않은 부분이 많다. 단순히 혈액속의 산소나 이산화탄소의 양만으로는 설명이 부족하다.

3. 기도에 이물질이 흡입되면 반사적으로 호흡 운동에 난조가 일어나 기침·재채기 등이 나온다. 모두 주로 기도에 분포하는 미주 신경을 매개로 일어난다. 일종의 방어 반사이다.

4. 대뇌 피질의 6영역이나 변연 피질이 조절에 관계한다. 전자는 운동 중추라고 하는 부분이며, 후자는 생명 유지에 필수인 기본적 기능의 최고 중추라고 할 수 있는 부분으로, 전신적 상태와 호흡 운동의 조절을 한다고 볼 수 있다.

폐활량과 호흡량

肺活量－呼吸量

충분히 숨을 들이마시고 이것을 마음껏 내뱉을 때의 공기량이 바로 폐활량이다. 그러나 안정된 상태에서의 흡기량(吸氣量)이나 호기량(呼氣量)은 이것보다 훨씬 적다. 또 폐활량을 측정할 때 아무리 열심히 숨을 토해내도 아직 폐 속에는 상당한 양의 공기가 남아 있는데 이것을 잔기량(殘氣量)이라 한다.

폐활량과 잔기량을 합한 것을 전폐(全肺) 용량이라고 하는데, 이것은 대개 폐활량의 1.3-1.4배가 된다.

호흡수는 1분간 몇 회 호흡하는가로 나타내는데, 우리 나라 성인의 경우 18-22회라고 하는데, 아이들 경우는 좀더 많다. 호흡수에 호흡량을 곱한 값을 매분 호흡량이라 한다. 그러나 폐에 들어온 공기 전부가 가스 교환에 관여하는 것이 아니라 폐포에까지 도달한 것만을 의미하기 때문에 후자를 폐포기(肺胞氣)라고 한다. 폐포기는 안정된 상태의 호흡량의 절반 이하라고 볼 수 있다.

가스 교환

－交換

흡기와 호기의 성분은 그 차이가 교환된 가스량에 해당한다. 폐포에서의 가스 교환은 공기와 혈액의 가스 분압차에 의해 일어난다.

산소는 전체의 약 80분의 1이 혈장에 녹는 것 외에는 모두 헤모글로빈에 결합되어 운반된다. 1g의 헤모글로빈은 1.34ml의 산소를 운반할 수 있다고 한다. 100ml의 혈액은 약 15.5g의 헤모글로빈을 함유하기 때문에 약 21ml의 산소를 운반할 수 있게 된다.

헤모글로빈은 일산화탄소와는 결합력이 매우 강해 산소의 200-250배 정도나 되는 친화성을 갖고 있다고 하며, 일산화 탄소와 결합한 헤모글로빈은 이미 산소와는 결합할 수 없기 때문에 산소 결핍을 초래하게 된다. 일산화탄소나 황화수소도 헤모글로빈과는 친화성이 강하고, 특히 황화수소와 결합하면 다시 원래의 헤모글로빈으로는 되돌아갈 수 없다고 한다.

이산화탄소의 약 44%는 혈구에 의해 운반되며, 나머지는 혈장속에 탄산수소나트륨 또는 탄산으로 녹아 운반되는데, 조직이나 폐포에서의 이산화탄소의 흡수나 해리는 상당히 복잡한 과정을 거쳐 일어난다.

발성기

인간의 발성기는 기관의 최상부에 위치하며, 후두라고 하는 부분에 있다. 또한 후두는 기도의 일부임과 동시에 음식물을 먹을 때 음식물 덩어리가 기도로 들어가지 않도록 차단하는 장치가 되기도 한다.

후두의 구조

喉頭－構造

후두는 여러 개의 후두 연골, 후두근, 그리고 이들을 결합하는 인대나 결합 조직으로 구성되어 있다.

갑상 연골은 불규칙한 말굽형의 커다란 연골로, 목의 가운데 부분은 성인 남자들의 경우 돌출해 있으며, '결후'라고 한다. 좌우의 후연(後緣)은 아래쪽으로 막대 모양으로 뻗어 있으며, 그 끝부분에서 고리 모양의 연골과 관절을 이루고 있다. 고리 모양 연골은 완전한 링 모양의 연골로, 갑상 연골 아래에서 이것과 관절을 형성하며, 아래쪽에서는 기관 연골과 인대로 결합되어 있다. 고리 모양 연골은 앞쪽은 낮고 뒤쪽은 높다. 이 높은 부분에 두 개의 피열(披裂) 연골이 있다. 피열 연골은 앞과 옆, 위에 돌기를 가진 소형 연골인데, 앞쪽에 나온 돌기에는 성대(聲帶), 옆과 위에 나온 돌기에는 작은 근육이 많이 붙어 있다.

후두근은 주로 이들 세 종류로 된 네 개의 연골 사이에 있어 그 상대 운동을 일으키는 가로무늬근으로, 모두 미주 신경 속의 운동 신경의 지배를 받고 있다. 이들 근육이 발성 동력원의 하나가 되고 있다.

성대는 피열 연골 앞쪽에 나와 있는 돌기에서 갑상 연골의 앞쪽 내벽으로 뻗어 있는 주름으로, 가로무늬근의 성대근과 탄성 섬유가 풍부한 성대 인대로 되어 있으며, 표면은 중층 편평 상피로 덮여 있다.

좌우 성대 사이(성문)는 보통 호흡할 때는 크게 열려 있으나 소리를 낼 때는 닫힌다.

발성 메커니즘

發聲－

소리를 내려고 할 때는 갑상 피열근 등에 의해 먼저 성문을 닫는다. 그러면 호기(呼氣)가 밖으로 나가지 못하고 기관 내에 압축되어 점차 내압이 높아진다.

압력이 어떤 높이까지 상승하면 근육이 저항할 수 없게 되어 갑자기 성문이 닫히고 호기가 분출한다. 그러면 압력이 내려가기 때문에 성문은 다시 닫히고 같은 일이 반복해서 일어난다.

이렇게 하여 성대 주름이 진동함으로써 음파가 발생한다. 이를 후두음이라 한다. 그러나 이것은 아직 소리는 나지 않고 후두음이 인두·구강·비강 등에 진동을 일으켜 비로소 '들리는 소리', 즉 목소리가 된다고 할 수 있다.

이들 공간, 특히 구강은 혀 모양에 따라 넓어지거나 좁아지거나 하며, 그것에 의해 모음이 구별된다. 그리고 이들 공간 내에 기류(氣流)가 부딪쳐 내는 소리가 자음이 되며, 이 둘이 합쳐져 소리가 '말'이 된다.

발성의 조절

發聲－調節

소리를 내려면 많은 후두근이 협조하여 작용할 필요가 있는 것 외에 호기를 배출하기 위해 작용하는 많은 근육(늑간근·횡격막 등)의 협력도 필요하다. 그리고 이것이 말로써 구별하여 발음되려면 구강벽(협근), 인두벽(인두근), 혀(외설근·내설근·설하근) 등도 협조적으로 작용해야 한다. 이와 같은 다종 다양한 근육의 작용을 결합하고 있는 중추는 대뇌 피질 전두엽 후부·중심 전회(前回) 하부의 브로커 중추라 불리는 운동성 언어 중추에 존재한다는 것이 밝혀졌다. 그러나 소리를 내는 것과 말하는 것과는 같은 것이 아니라 말을 하려면 브로커 중추를 비롯한 두정엽·측두엽 등 대뇌 피질의 광범위한 부분의 협력을 필요로 한다.

근육의 긴장 상태는 그 곳에 있는 근방추(筋紡錐)에 의해 반사적으로 조절되는 경우가 많지만 후두근에는 그와 같은 장치가 거의 없기 때문에 발성한 음(목소리)을 귀로 듣고 그것으로 후두근의 긴장도가 적정하게 되도록 조절하는 방법을 취하고 있다. 귀가 들리지 않는 사람이 더듬거리며 말하는 것은 이와 같은 조정이 잘 안 되기 때문이다.

목소리의 성질

－性質

목소리는 음파이기 때문에 당연히 크기와 높이가 있다. 크기는 성대의 진폭에 의해, 높이는 진동수에 의해 정해진다.

진폭을 지배하는 것은 호기압으로, 보통 호기할 때의 기관 내압은 5mm 수주(水柱) 정도인데, 보통 말소리 정도의 목소리를 낼 때는 그 2-4배로 상승하고, 격앙된 큰 목소리를 낼 때는 때로 400mm 수주가 될 때도 있다.

진동수를 지배하는 요인은 세 가지가 있다. 첫째는 성대의 긴장도로, 강하게 당기면 높은 소리가 된다. 성대근·윤상(輪狀) 갑상근 등이 여기에 관계한다. 둘째는 성대의 길이로, 우리 나라 성인의 평균 길이는 남자 13mm, 여자 10mm라고 하며, 여자가 상대적으로 진동수가 많게 된다. 소아기에는 길이에 남녀 성별에 차이가 없으나 사춘기가 되면 남성 호르몬의 작용으로 남성의 경우 길어지는 것 외에 윤상 갑상근의 긴장도가 내려가기 때문에 높이가 거의 1옥타브 낮아져 변성 현상이 일어난다. 셋째는 호기압으로, 이것이 높아지면 진폭만이 아니라 진동수도 많아진다.

그 때문에 높이가 작은 소리를 내는 것이 매우 어려워 고도의 기술을 요구한다.

같은 크기로 같은 높이의 소리를 내어도 사람에 따라 느낌이 다른 소리로 들릴 때 이것을 음색의 차이라고 한다. 이것은 주로 비강·구강·인두·부(副)비강 등의 모양의 미묘한 차이 때문이다. 그리고 신체 전체의 크기나 형태도 부차적 공명체로서 음색 발생에 관련이 있다.

감기에 걸리면 콧소리가 나는 것은 부비강으로 통하는 연락 통로가 분비물로 폐쇄되어 공명을 일으키지 못하기 때문이다. 부비강은 여섯 군데에 있는 골성 공간으로, 모두 가늘고 작은 구멍으로 비강과 연락하고 있다.