혈중 알코올 농도

1. 개요

혈중 알코올 농도(BAC)는 혈액 1리터당 알코올의 그램(g/L)으로 표시되며, 국가별로 표기 방식에 차이가 있다. BAC는 알코올 섭취량, 개인의 신체 조건 등에 따라 달라지며, 수치가 높아질수록 판단력 저하, 운동 능력 둔화 등 신체적, 정신적 기능에 심각한 영향을 미친다. BAC는 혈액, 호흡, 섭취량 기반 추정, 훈련, 사후 측정 등 다양한 방법으로 측정할 수 있으며, 법 집행 및 법적 제한의 기준으로 활용된다. 또한, 역추정을 통해 음주 당시의 BAC를 추정할 수 있다.

2. 측정 단위

혈중 알코올 농도(BAC)는 일반적으로 혈액 부피당 알코올 무게의 비율로 정의되며, 국제 단위계의 유도 단위인 kg/m³ 또는 그와 동등한 그램 매 리터(g/L)로 표시된다. 이 수량을 표현하는 방식은 국가마다 다르다. 예를 들어, 미국과 많은 국제 간행물에서는 BAC를 0.05%와 같은 백분율로 표시하는데, 이는 혈액 1 데시리터당 0.05그램으로 해석된다. 이와 동일한 농도는 다른 국가에서 0.5‰ 또는 50 mg%로 표현될 수 있다.

다른 단위를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 1930년대에 비드마크는 알코올과 혈액을 질량으로 측정했기 때문에 g/kg 또는 mg/g, 즉 혈액 무게당 알코올 무게 단위로 농도를 보고했다. 혈액은 물보다 밀도가 높고 혈액 1mL의 질량은 약 1.055g이므로, 1g/L의 질량-부피 BAC는 0.948 mg/g의 질량-질량 BAC에 해당한다. 스웨덴, 덴마크, 노르웨이, 핀란드, 독일, 스위스는 법률에서 질량-질량 농도를 사용하지만, 이러한 차이는 대중 자료에서 종종 무시되며, 암묵적으로 혈액 1L의 무게가 1kg이라고 가정한다.

약동학에서는 용량을 정량화하기 위해 물질량을 몰 단위로 사용하는 것이 일반적이다. 에탄올의 몰 질량이 46.07g/mol이므로, 1g/L의 BAC는 21.706 mmol/L (21.706 mM)이다.

3. 알코올 농도에 따른 영향

혈중 알코올 농도(BAC)가 증가하면 알코올의 단기적인 영향이 더욱 뚜렷하게 나타난다. 낮은 수준(BAC 0.01~0.05%)에서는 판단력 및 조정력 손상과 함께 가벼운 이완 및 사회적 억제 감소를 경험할 수 있다. 중등도 수준(BAC 0.06~0.20%)에서는 감정적 동요, 시력 장애, 청각, 언어 및 운동 능력 장애가 나타날 수 있다. BAC가 0.2%를 초과하면 요실금, 구토, 알코올 중독 증상을 경험할 수 있다. BAC가 0.3%를 초과하면 의식을 완전히 상실하고 심각한 알코올 중독의 징후를 보일 수 있다. 0.4% 이상의 BAC는 잠재적으로 치명적이며 혼수상태나 호흡 부전을 초래할 수 있다.

감각 손상의 정도는 체중에 따라 다를 수 있다. 국립 알코올 남용 및 알코올 중독 연구소(NIAAA)는 사람의 혈중 알코올 농도(BAC)를 0.08그램 퍼센트 이상으로 만드는 음주 패턴을 "폭음"으로 정의한다.

4. 측정 방법

혈중 알코올 농도를 측정하는 방법에는 크게 직접 측정, 호흡 측정, 섭취량 기반 추정, 훈련을 통한 추정, 사후 측정이 있다.

* 직접 측정: 혈액 샘플을 채취하여 혈중 알코올 농도를 직접 측정한다.
* 호흡 측정: 브레서라이저를 사용하여 호흡 속 알코올 농도를 측정하고, 이를 통해 혈중 알코올 농도를 추정한다.
* 섭취량 기반 추정: 1920년대 스웨덴의 에리크 위드마크(Erik Widmark) 교수가 개발한 위드마크 공식을 사용하여 섭취한 알코올의 양, 체중, 성별 등 개인적인 요인을 바탕으로 혈중 알코올 농도를 추정한다.
* 훈련을 통한 추정: 음주 측정기를 이용한 반복적인 훈련을 통해 자신의 혈중 알코올 농도를 추정하는 능력을 개발한다.
* 사후 측정: 사망 사고 발생 시, 부검을 통해 혈중 알코올 농도를 확인한다. 하지만 시신 부패 과정에서 생성되는 에탄올 때문에 정확한 측정이 어려울 수 있다.

4.1. 직접 측정

혈중 알코올 농도(BAC) 분석을 위한 혈액 샘플은 일반적으로 팔에서 정맥 혈액 샘플을 채취하여 얻는다. 혈액 샘플에서 혈중 알코올 농도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다. 법의학 연구소에서는 헤드스페이스 가스 크로마토그래피와 질량 분석법 또는 화염 이온화 검출법을 결합한 정확하고 효율적인 방법을 사용한다. 병원에서는 일반적으로 보조 효소 NADH를 측정하는 효소 증폭 면역 분석법을 사용한다. 이 방법은 오류가 더 많지만 다른 혈액 샘플 측정과 함께 신속하게 수행될 수 있다.

독일에서는 혈청 농도를 측정하고 1.236으로 나누어 전혈로 변환하여 BAC를 결정한다. 이 계산은 다른 방법에 비해 BAC를 4%에서 10% 과소 평가한다.

4.2. 호흡 측정

숨에 있는 알코올의 양은 혈액을 채취할 필요 없이 브레서라이저에 불어넣어 측정할 수 있으며, 그 결과 호흡 알코올 농도(BrAC)가 측정된다. BrAC는 특히 동맥 혈액의 알코올 농도와 관련이 있다. 정맥 혈액 채취로 측정되는 표준 BAC와의 상관관계는 덜 강하다. 관할 구역에 따라 BrAC에서 BAC로의 법정 변환 계수는 2000에서 2400까지 다양하다. 많은 요인이 브레서라이저 테스트의 정확도에 영향을 미칠 수 있지만, 대부분의 관할 구역에서 알코올 농도를 측정하는 가장 일반적인 방법이다.

4.3. 섭취량 기반 추정

혈중 알코올 농도는 1920년대 스웨덴의 에리크 위드마크(Erik Widmark) 교수가 개발한 방법으로 추정할 수 있다. 이 모델은 즉각적인 흡수와 0차 반응 속도론에 따른 제거를 보이는 약동학 단일 구획 모델에 해당한다. 이 모델은 공복 상태에서 알코올 단일 투여 후 몇 시간 이내의 혈중 알코올 농도(BAC)를 추정하는 데 가장 정확하며, 실제 값의 20% 변동 계수 이내일 수 있다.

위드마크 공식은 다음과 같다.

:$EBAC\; =\; \backslash frac\{A\}\{r\backslash times\; Wt\}\backslash times100\backslash \%-\backslash beta\backslash times\; T$

* `A`는 섭취한 알코올의 질량(g)이다.
* `r`은 전체 체중에 대한 체수분의 비율이다. 개인마다 차이가 있지만 평균적으로 남성은 0.68, 여성은 0.55 정도인데, 여성이 지방 비율이 더 높은 경향이 있기 때문이다.
* `Wt`는 체중(kg)이다.
* `β`는 알코올이 대사되는 속도이다. 시간당 약 0.017%이다.
* `T`는 알코올이 혈액에 존재하는 기간(보통 섭취 시작 이후의 시간)이다.

때로는 위 수치에 혈액의 밀도인 1.055 g/mL를 곱하기도 한다.

세계 보건 기구(WHO)에서 정의한 표준 음료인 순수 알코올 10g은 많은 국가에서 가장 자주 사용되는 척도이다.

예시:
* 체중 80kg의 남성이 에탄올 20g을 마시고 1시간 후:

:$$EBAC\; =\; 20/(0.71\; \backslash cdot\; 80)\; -\; (0.148\; \backslash cdot\; 1)\; \backslash approx\; 0.204\; \backslash text\{g/L\}\; =\; 0.0204\%\; \backslash text\{BAC\}$$

* 체중 70kg의 여성이 에탄올 10g을 마시고 1시간 후:

:$$EBAC\; =\; 10/(0.58\; \backslash cdot\; 70)\; -\; (0.156\; \backslash cdot\; 1)\; \backslash approx\; 0.098\; \backslash text\{g/L\}\; =\; 0.0098\%\; \backslash text\{BAC\}$$

다음은 알코올 함량이 0.5USoz인 음료 1잔을 기준으로 한 대략적인 혈중 알코올 농도(부피 기준)를 나타낸 표이다.

👆

좌우로 밀어서 보기

📌 열 고정 해제

대략적인 혈중 알코올 농도 (부피 기준)

음료 수	성별	체중
		40 kg 90 lb	45 kg 100 lb	55 kg 120 lb	64 kg 140 lb	73 kg 160 lb	82 kg 180 lb	91 kg 200 lb	100 kg 220 lb	109 kg 240 lb
1	남성	–	0.04	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
	여성	0.05	0.05	0.04	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02
2	남성	–	0.08	0.06	0.05	0.05	0.04	0.04	0.03	0.03
	여성	0.10	0.09	0.08	0.07	0.06	0.05	0.05	0.04	0.04
3	남성	–	0.11	0.09	0.08	0.07	0.06	0.06	0.05	0.05
	여성	0.15	0.14	0.11	0.10	0.09	0.08	0.07	0.06	0.06
4	남성	–	0.15	0.12	0.11	0.09	0.08	0.08	0.07	0.06
	여성	0.20	0.18	0.15	0.13	0.11	0.10	0.09	0.08	0.08
5	남성	–	0.19	0.16	0.13	0.12	0.11	0.09	0.09	0.08
	여성	0.25	0.23	0.19	0.16	0.14	0.13	0.11	0.10	0.09
6	남성	–	0.23	0.19	0.16	0.14	0.13	0.11	0.10	0.09
	여성	0.30	0.27	0.23	0.19	0.17	0.15	0.14	0.12	0.11
7	남성	–	0.26	0.22	0.19	0.16	0.15	0.13	0.12	0.11
	여성	0.35	0.32	0.27	0.23	0.20	0.18	0.16	0.14	0.13
8	남성	–	0.30	0.25	0.21	0.19	0.17	0.15	0.14	0.13
	여성	0.40	0.36	0.30	0.26	0.23	0.20	0.18	0.17	0.15
9	남성	–	0.34	0.28	0.24	0.21	0.19	0.17	0.15	0.14
	여성	0.45	0.41	0.34	0.29	0.26	0.23	0.20	0.19	0.17
10	남성	–	0.38	0.31	0.27	0.23	0.21	0.19	0.17	0.16
	여성	0.51	0.45	0.38	0.32	0.28	0.25	0.23	0.21	0.19
음주 후 약 40분마다 약 0.01을 뺀다.

4.4. 훈련을 통한 추정

음주 측정기를 통해 정확한 피드백을 받으면서 자신의 혈중 알코올 농도 (BAC)를 추정하는 훈련을 반복하면, 훈련된 개인은 평균 오차 9 mg/100 mL (0.009% BAC) 이내로 자신의 혈중 알코올 농도를 비교적 정확하게 구별할 수 있게 된다. 이러한 능력은 다양한 종류의 알코올, 다양한 음료의 양, 알코올 농도를 알 수 없는 음료에도 강하다. 훈련된 개인은 심지어 원하는 수준으로 혈중 알코올 농도를 조절하거나 유지하기 위해 술을 마실 수도 있다. 이 능력을 훈련하는 데에는 음주 측정기 피드백 외에 다른 정보나 절차는 필요하지 않은 것으로 보이지만, 대부분의 연구에서는 서로 다른 혈중 알코올 농도 수준에서의 중독 증상과 같은 정보를 제공했다. 피험자는 훈련 후 한 달이 지나도 이 능력을 유지한다.

4.5. 사후 측정

사망 사고 후에는 사고 관련자의 혈중 알코올 농도를 확인하는 것이 일반적이다. 그러나 사망 직후 시신은 부패하기 시작하는데, 이는 에탄올을 생성하는 생물학적 과정이다. 이로 인해 부검에서 혈중 알코올 농도를 결정하기 어려울 수 있으며, 특히 물에서 인양된 시신에서 더욱 그렇다. 예를 들어, 1975년 무어게이트 지하철 참사 이후 운전자의 신장에서는 혈중 알코올 농도가 80mg/100ml로 측정되었지만, 이 중 얼마나 자연적인 부패로 인한 것인지 확정할 수 없었다. 새로운 연구에 따르면, 초자체 (눈) 액은 부패 또는 오염의 영향을 덜 받는 정확한 혈중 알코올 농도 추정치를 제공한다.

5. 대사

알코올의 약동학은 ADME(흡수, 분포, 대사, 배설)로 특징지어진다. 섭취한 용량 외에도 개인의 총 체내 수분량, 음주 속도, 음료의 영양 성분, 위 내용물과 같은 요인들이 시간 경과에 따른 혈중 알코올 농도(BAC) 프로파일에 영향을 미친다. 동맥 혈중 알코올 농도는 흡수 단계에서 더 높고 흡수 후 감소 단계에서는 더 낮다.

6. 법적 제한

법 집행을 위해 혈중 알코올 농도는 음주 상태를 정의하고, 손상 정도를 대략 측정하는 데 사용된다. 혈중 알코올 농도가 같아도 개인마다 손상 정도는 다를 수 있지만, 객관적 측정이 가능하므로 법적으로 유용하며 법정에서 이의를 제기하기 어렵다. 대부분의 국가에서는 일정 수준 이상의 혈중 알코올 농도로 차량 및 중장비를 운전하는 것을 금지하며, 보트 및 항공기 운전도 규제한다. 일부 국가에서는 음주 상태에서 자전거를 타는 것도 규제한다. 운전자가 법적으로 운전 능력이 저하된 것으로 간주되는 알코올 수준은 국가마다 다르다.

7. 역추정

역추정은 운전 당시의 혈중 알코올 농도를 나중에 실시한 화학 검사 결과를 토대로 거꾸로 추정하는 수학적 과정이다. 이는 운전과 검사 사이의 시간 동안 알코올의 흡수와 제거를 추정하는 것을 포함한다. 일반적인 사람의 알코올 제거 속도는 시간당 0.015~0.020g/dL로 추정되지만, 이는 개인별로, 그리고 같은 사람에게서도 시시각각 다를 수 있다. 신진대사는 체온, 섭취한 알코올 음료의 종류, 섭취한 음식의 양과 종류 등 다양한 요인의 영향을 받을 수 있다.

점점 더 많은 주에서 이러한 추정 작업을 용이하게 하기 위해 법률을 제정하였다. 운전 당시의 혈중 알코올 농도는 나중에 검사했을 때와 법적으로 동일한 것으로 간주된다. 일반적으로 이 추정에는 두세 시간의 시간 제한이 있으며, 피고는 이 추정을 반박할 증거를 제시할 수 있다.

8. 최고 혈중 알코올 농도 기록

다음은 기록된 최고 혈중 알코올 농도 사례들이다.

* 1982년, 미국 캘리포니아주 로스앤젤레스에서 24세 여성이 혈청 알코올 농도 1.51%, 혈중 알코올 농도 1.33%로 UCLA 응급실에 입원했으나, 의식이 또렷하고 상황 판단이 가능하여 생존했다. 혈청 알코올 농도는 혈중 알코올 농도와 같지 않으며 계산 방식도 다르다.
* 1984년에는 30세 남성이 신장 투석과 정맥 주사 과당을 포함한 적극적인 의학적 개입을 거쳐 혈중 알코올 농도 1.5%에서 생존했다.
* 1995년, 폴란드 브로츠와프 출신의 남성은 고향 근처에서 교통사고를 냈는데, 그의 혈중 알코올 농도는 1.48%였다. 다섯 번의 검사에서 모두 동일한 수치가 나왔지만, 그는 며칠 후 사고로 인한 부상으로 사망했다.
* 2004년, 타이완에서는 신원이 밝혀지지 않은 여성이 40% 에탄올로 채워진 욕조에 12시간 동안 담가져 알코올 중독으로 사망했다. 그녀의 혈중 알코올 농도는 1.35%였으며, 2000년대 초반의 사스 유행에 대응하여 스스로 담근 것으로 추정되었다.
* 2010년 12월 22일, 남아프리카 공화국 퀸스타운 근처 이스턴케이프에서 양 15마리를 싣고 메르세데스-벤츠 비토 경상용차를 운전하던 남성이 체포되었다. 그의 혈중 알코올 농도는 1.6%였다. 차량에는 5명의 소년과 여성 1명도 함께 있었고, 이들 역시 체포되었다.
* 2012년 10월 26일, 올셰보-보르키 코뮌 출신의 남성이 교통사고로 사망했는데, 그의 혈중 알코올 농도는 2.23%로 기록되었다. 그러나 혈액 샘플이 상처에서 채취되었기 때문에 오염되었을 가능성이 있다.
* 2013년 7월 26일, 폴란드 알프레도프카 출신의 30세 남성이 노바 뎀바의 시립 경찰 순찰대에 의해 타르노프스카 윌리 도로변의 도랑에서 발견되었다. 병원에서 남성의 혈중 알코올 농도가 1.374%로 기록되었으며, 이 남성은 생존했다.