산성혈증

3. 원인

산성혈증의 원인산증과 알칼리증은 다양한 원인에 의해 발생하며, 각 원인은 특징적인 병태생리를 가진다.

과도한 호흡으로 혈액 내 이산화탄소 분압(PaCO₂)이 감소하는 호흡성 알칼리증은 폐포 과환기와 동일한 의미를 가지며, 다음과 같은 원인으로 발생한다. 중추 신경 질환, 정신 질환(불안, 공황 장애 등), 저산소 혈증(Ⅰ형 호흡 부전으로 이어질 수 있음), 특정 약물, 인공호흡기 조절 부전 등이 주요 원인이며, 대표적인 질환으로는 과호흡 증후군과 급성 호흡 곤란 증후군(ARDS)이 있다. 과호흡 증후군은 이산화탄소 과다 배출로 산염기 평형이 염기성으로 기울어져 호흡 곤란을 자각하게 되고, 이는 다시 호흡을 더욱 격렬하게 만드는 악순환으로 이어진다.

대사성 산증은 산성 물질 배설 불능, 불휘발성 산성 물질 과잉 생산, 중탄산 이온 배설 등으로 발생하며, 불휘발성 산성 물질은 호흡으로 배설되지 않는 산을 의미한다. 대사성 산증으로 인한 산혈증이 나타나면 완충계가 작용하여 이산화탄소를 배출하는 호흡성 알칼리증을 통해 산증을 상쇄하려 한다. 따라서 호흡이 격해지고, 호흡 곤란을 자각할 수도 있다.

대사성 산증은 음이온 간격(AG)이 증가하는 경우와 증가하지 않는 고염소혈증성 대사성 산증으로 나뉜다. AG 증가는 그 자체만으로 대사성 산증이 존재한다는 것을 나타내는 중요한 소견이다. AG가 감소하는 병태로는 저알부민혈증, IgG다발성 골수종, 브로마이드 중독, 고칼슘혈증, 고마그네슘혈증, 고칼륨혈증 등이 있다. 특히 저알부민혈증은 AG 증가를 가릴 수 있는데, 알부민이 1mg/dL 감소할 때마다 AG는 2.5~3mEq/L 감소하는 것으로 알려져 있다. 이는 알부민이 음이온이기 때문이다. AG가 증가했다면 보정 중탄산 이온을 계산해야 한다. 보정 중탄산 이온은 중탄산 이온 + ΔAG(ΔAG = AG-12)로 계산되며, 이는 대사성 산증을 일으킨 음이온 증가분이 없었다고 가정했을 때의 중탄산 이온 값이다. 이 값을 바탕으로 대사성 변화가 예측 범위 내에 있는지 검토하고, 예측 범위를 벗어난다면 어떤 병태가 합병되었는지 판단한다.

AG(음이온 간격, Anion Gap) 증가는 불휘발성 산의 축적을 의미한다. 인체는 전기적으로 중성이므로 양이온의 총량과 음이온의 총량은 같다. 주요 양이온은 나트륨 이온이며, 주요 음이온은 염소 이온, 중탄산 이온, 유기산이다. AG는 다음과 같이 정의되며, 이를 통해 유기산의 양을 추정할 수 있다.

AG = 나트륨 이온 – (염소 이온 + 중탄산 이온)

정상치는 12 ± 2mEq/L이다. 칼륨 이온을 고려하는 경우, 정상치는 16 전후가 된다.

AG 증가 대사성 산증은 내인성 물질 대사 이상(젖산 산증, 케톤 산증(당뇨병성 케톤 산증, 알코올성 케톤 산증, 기아 등), 요독증, 경련)과 외인성 물질 중독(메탄올 중독, 에틸렌 글리콜 중독, 살리실산 중독, 파라알데히드 중독)으로 발생할 수 있다. 응급 상황에서는 AG 증가성 대사성 산증의 원인을 KUSSMAL(당뇨병성 케톤 산증(Diabetic Ketoacidosis), 요독증(Uremia), 살리실산 중독(Salicylate intoxication), 패혈증(Sepsis), 메탄올(Methanol), 알코올 중독(Alcoholic ketoacidosis), 아스피린 중독(Aspirin intoxication), 젖산 산증(Lactic acidosis)로 기억하기도 한다. 외인성 AG 증가성 대사성 산증이 의심되는 경우, 삼투압 갭을 계산하면 진단에 도움이 될 수 있다.

고염소혈증성 대사성 산증은 AG(음이온 차이)가 증가하지 않는 대사성 산증으로, 중탄산염 손실, 세뇨관에서의 수소 이온 분비 장애, 염산 투여 등으로 발생하며, 호흡성 알칼리증의 보상 기전으로도 나타난다. 중탄산염 손실은 설사, 요관 S상 결장 문합, 아세타졸아미드 투여 등으로 발생할 수 있으며, 근위 세뇨관성 산증에서도 중탄산염 손실이 발생할 수 있다. 세뇨관에서의 수소 이온 분비 장애는 근위 세뇨관성 산증, 원위 세뇨관성 산증, 세뇨관 및 신장 간질 질환, 저알도스테론증은 세뇨관에서의 수소 이온 분비 장애를 유발하여 대사성 산증으로 이어진다. 또한 세뇨관성 산증은 종종 저칼륨혈증을 동반한다.

대사성 알칼리증은 호흡 이외의 대사 작용으로 수소 이온을 상실하는 등의 원인으로 발생하며, 이는 일시적으로 혈중 HCO₃^- 농도를 높이는 비정상적인 과정이 존재한다는 것을 의미한다. 대사성 알칼리증을 보인다면 HCO₃^-의 생성 기전 외에 HCO₃^-를 배출할 수 없는 병태, 즉 대사성 알칼리증 유지 기전이 존재한다고 생각해야 한다. 이는 혈중 HCO₃^- 농도를 상승시키는 요인이다. 대사성 알칼리증 유지 기전이 존재하지 않는다면 이러한 원인으로 대사성 알칼리증이 지속되기는 어렵다.

수소 이온 손실은 구토나 위관의 장기적인 유치에 의한 위액 흡인 등이 빈도가 높으며, 위액을 배출함으로써 수소 이온이 소화관에서 손실된다. 또한 요중으로 배출되는 경우도 있으며, 이뇨제 투여나 무기질 코르티코이드 과잉 등이 있다. 고칼슘혈증이나 페니실린 유도체의 투여로도 일어날 수 있다. 저칼륨혈증으로 일어나는 알칼리증은 수소 이온의 세포 내 이동에 의해 혈중에서 수소 이온이 손실되는 것이다. HCO₃^- 투여는 다량의 수혈 (구연산을 포함)이나 탄산수소나트륨 투여에 따른다.

구토가 발생하여 염산(HCl)이 체내에서 소실되면 세포 외액이 감소하고, 맥박 증가 등의 임상 소견이 나타나지만, 요중 Na 농도는 20mEq/L 이상이다. 일반적으로 유효 순환 혈액량이 감소하면 요중 Na 농도는 10mEq/L 미만이 되지만, 구토에서는 이러한 반응이 가려진다. 이는 HCO₃^- 배설을 위해 원위 세뇨관에서 Na와 K를 분비하기 때문으로 생각된다. 대신 구토 시 요중 Cl 농도가 10mEq/L 이하가 되는 것이 특징적이다. 구토가 멈추면 HCO₃^-을 배출하지 않으므로, 우선 Na의 재흡수가 정상으로 돌아오고, 그 결과 수소 이온이 분비되므로, 체내는 알칼리증에도 불구하고 산성뇨가 생성되게 된다. 이 상태에서는 요중 Na 농도는 10mEq 이상이 되지만 Cl은 여전히 낮은 값으로 유지된다. 유효 순환 혈장량이 개선되면 비로소 대사성 알칼리증이 개선된다. 일반적으로 요중 Cl의 의미는 요중 Na와 동일하지만, 대사성 알칼리증의 경우에는 요중 Na가 체액량의 지표가 되지 않고, 요중 Cl이 지표가 된다.

알도스테론증에서는 알도스테론의 과잉으로 인해 뇨 중 칼륨 이온의 양이 극도로 많아지고, 산성 뇨가 생성된다. 알도스테론증의 대사성 알칼리증은 저칼륨혈증에 의한 것으로 생각된다. 칼륨 결핍이 없으면 알도스테론증이라도 대사성 알칼리증이 일어나지 않거나, 일어나도 비교적 경미하다. 알도스테론증에 의한 대사성 알칼리증은 Cl 불응성 알칼리증이다.

빈도가 높은 것은 루프 이뇨제 예를 들어 푸로세미드의 다용에 의한 대사성 알칼리증이다. 이러한 상태에서는 저칼륨혈증에도 불구하고, 뇨중 K 농도가 비교적 높은(10mEq/L 이하라면 저치, 이럴 때는 하제 남용도 고려한다) 것이 특징이다. 뇨중 Cl 농도가 높으면 이뇨제 남용의 가능성이 높아진다. 그러나 그렇지 않다면, 꽤 드물지만 바터 증후군의 가능성이 있다. 바터 증후군과 비슷한 임상상을 나타내는 질환으로 기텔만 증후군이 있다. 두 질환의 감별에는 뇨중 Ca 농도를 측정하면 된다. 바터 증후군에서는 뇨중 Ca 농도가 상승하는 경우가 많다. 푸로세미드의 남용(가성 바터 증후군), 바터 증후군 모두 뇨중 Ca 농도가 상승한다. 이는 뇨로부터 칼슘 이온의 배출이 촉진되기 때문이다. 고칼슘혈증에서는 그 효과를 기대하고, 다뇨임에도 불구하고 푸로세미드를 치료로 사용한다. 이뇨제에 의한 대사성 알칼리증의 경우에는 아세타졸아미드의 투여로 개선될 수 있다. 부작용으로는 고암모니아혈증이다. 아세타졸아미드를 250~500mg/day 투여한다.

3. 1. 호흡성 산증의 원인

• 폐 질환: 기흉, 폐기종, 만성 기관지염, 천식, 심각한 폐렴, 흡인성 폐렴 등 폐 기능 저하를 유발하는 질환들은 이산화탄소 배출을 어렵게 만들어 호흡성 산증을 유발할 수 있다.
• 신경근 질환: 호흡 근육의 기능에 영향을 미치는 신경 또는 근육 질환은 효과적인 환기를 방해하여 이산화탄소 축적을 초래할 수 있다.
• 중추신경계 억제: 두부 손상, 특정 약물(마취제, 진정제), 뇌종양 등은 뇌의 호흡 중추를 억제하여 호흡 감소를 유발하고, 결과적으로 이산화탄소 농도를 증가시킬 수 있다.

3. 2. 호흡성 알칼리증의 원인

• 중추 신경 질환: 중추 신경계의 이상은 호흡 조절에 영향을 미쳐 과호흡을 유발할 수 있다.
• 정신 질환: 불안, 공황 장애 등의 정신 질환은 과호흡 증후군을 유발하여 호흡성 알칼리증을 초래할 수 있다.
• 저산소 혈증: 혈중 산소 농도가 낮아지면(저산소 혈증) 호흡을 자극하여 과호흡을 유발할 수 있다. 이 경우 Ⅰ형 호흡 부전으로 이어질 수 있다.
• 약물: 특정 약물은 호흡 중추를 자극하거나 호흡 패턴에 영향을 미쳐 호흡성 알칼리증을 유발할 수 있다.
• 인공호흡기 조절 부전: 인공호흡기 사용 시 환기량이 과도하게 설정되면 이산화탄소가 과도하게 배출되어 호흡성 알칼리증이 발생할 수 있다.

3. 3. 대사성 산증의 원인

3. 3. 1. 음이온 간격 증가 대사성 산증 (AG 증가)

• '''내인성 물질 대사 이상'''
• *젖산 산증
• *케톤 산증: 당뇨병성 케톤 산증, 알코올성 케톤 산증, 기아 등이 원인이다.
• *요독증
• *경련: 경련 발작 후 대사성 산증은 근육에서 젖산이 방출되어 발생한다.

• '''외인성 물질 중독'''
• *메탄올 중독
• *에틸렌 글리콜 중독
• *살리실산 중독
• *파라알데히드 중독

3. 3. 2. 고염소혈증성 대사성 산증

3. 4. 대사성 알칼리증의 원인

4. 증상

산증은 신경계에 영향을 미쳐 두통, 혼란, 피로감, 진전, 졸음 등을 유발할 수 있으며, 심한 경우 혼수로 이어지는 대뇌 기능 부전을 초래할 수 있다.^[1] 이러한 신경계 관련 증상은 대사성 산증보다 호흡성 산증에서 더 흔하게 나타난다.^[1]

대사성 산증의 경우, 몸에서 산이 과도하게 생성되거나 신장이 산을 충분히 제거하지 못할 때 발생하며, 호흡 곤란(쿠스마울 호흡)이 나타날 수 있다.

반면, 대사성 알칼리증은 혈액 내 pH가 높아지는 상태로, 저칼슘혈증과 관련된 테타니(근육 경련, 강직, 떨림)나 손, 발, 입술 주위의 저림과 같은 감각 이상이 나타날 수 있다. 이는 신경과 근육의 흥분성에 영향을 미치는 전해질 불균형 때문이다.

4. 1. 일반적인 증상

4. 2. 대사성 산증의 증상

4. 3. 대사성 알칼리증의 증상

5. 진단

산-염기 장애는 다양한 질환에 의해 발생하며, 여러 질환이 복합적으로 나타날 수 있다. 정확한 진단을 위해서는 혈액 가스 분석이 필수적이다.

먼저 산혈증 또는 알칼리혈증의 유무를 확인해야 한다. 일반적으로 보상 기전은 산혈증을 알칼리혈증으로 완전히 바꾸지는 않으므로, 산혈증이 있다면 호흡성 산증, 대사성 산증 또는 두 가지 모두를 의심할 수 있다.

산혈증 또는 알칼리혈증이 대사성인지 호흡성인지를 판단한다. 대사성 산증의 원인을 감별하는 데 유용한 음이온 간격(Anion Gap, AG)은 혈액 내 주요 양이온(주로 나트륨 이온)과 주요 음이온(염소 이온과 중탄산 이온)의 차이를 나타내는 값으로, AG = 나트륨 이온 - (염소 이온 + 중탄산 이온)으로 계산된다. AG가 증가하면 대사성 산증의 존재를 의미한다. 하지만 저알부민혈증, IgG 다발성 골수종, 브로마이드 중독, 고칼슘혈증, 고마그네슘혈증, 고칼륨혈증과 같은 경우에는 AG가 감소할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 특히 저알부민혈증은 AG 증가를 가릴 수 있는데, 알부민이 1mg/dL 감소할 때마다 AG는 2.5~3mEq/L 감소하는 것으로 알려져 있다. AG가 증가하면 보정 중탄산 이온을 계산해야 한다.

보상성 변화가 일차성 산-염기 평형 이상에 대해 예측된 범위 내에 있는지 검토한다. 예측 범위를 벗어나는 경우 다른 산-염기 평형 이상을 초래하는 병태가 존재한다는 것을 의미한다.

다음은 보상성 변화의 예측값이다. Δ는 보정가 아니라, 측정된로 계산해야 한다.

• 대사성 산증의 호흡성 보상: ΔpCO₂ = 1~1.3 × Δ MAX:pCO₂ = 15mmHg
• 대사성 알칼리증의 호흡성 보상: ΔpCO₂ = 0.6~0.7 × Δ MAX:pCO₂ = 60mmHg
• 호흡성 산증의 대사성 보상:
• 급성 Δ ＝ 0.1 × ΔpCO₂ MAX: = 30
• 만성 Δ ＝ 0.3~0.35 × ΔpCO₂ MAX:=42
• 호흡성 알칼리증의 대사성 보상:
• 급성 Δ ＝ 0.2 × ΔpCO₂ MAX: = 18
• 만성 Δ ＝ 0.4~0.5 × ΔpCO₂ MAX: = 12

5. 1. 동맥혈 가스 분석 (ABGA)

6. 치료

산증 및 알칼리증 치료의 기본은 원인 질환을 치료하는 것이다.
대사성 산증보상되지 않은 대사성 산증은 근본적인 문제 해결에 초점을 맞추며, 심각한 경우 탄산 수소 나트륨 주입을 통해 산증을 중화할 수 있다. 대사성 산증은 산성 물질 배설 불능, 불휘발성 산성 물질 과잉 생산, 중탄산 이온 배설 등으로 발생한다. 불휘발성 산성 물질은 호흡으로 배설되지 않는 산을 의미한다.

대사성 산증 환자는 산혈증 완화를 위해 완충계 작용으로 이산화탄소를 배출하는 호흡성 알칼리증을 유발하려 하며, 호흡 곤란을 자각할 수 있다.

대사성 산증은 음이온 간격(AG) 증가 유무에 따라 분류된다. AG 증가는 대사성 산증의 중요한 지표이지만, 저알부민혈증, IgG다발성 골수종, 브로마이드 중독, 고칼슘혈증, 고마그네슘혈증, 고칼륨혈증 등의 경우 AG가 감소할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 특히 저알부민혈증은 AG 증가를 가릴 수 있으며, 알부민이 1mg/dL 감소할 때마다 AG는 2.5~3mEq/L 감소하는 것으로 알려져 있다. AG 증가 시 보정 중탄산 이온을 계산하여 대사성 변화를 평가하고, 예측 범위를 벗어날 경우 다른 병태 합병 여부를 고려해야 한다.

대사성 산증의 치료에는 알칼리제 투여가 사용되며, 부족을 보충하기 위해 탄산수소나트륨을 투여한다. 부족량은 다음과 같은 식으로 계산한다.

• 부족 (mEq/L) = 체중(Kg) × 0.2 × (24-측정 )
• 부족 (mEq/L) = 체중(Kg) × 0.2 × B.E

• 생리식염수 수액 요법: 탈수 교정
• 칼륨 보충: 저칼륨혈증 교정
• 아세타졸아미드 투여: 필요한 경우 고려

6. 1. 일반적인 치료 원칙

7. 예방

산성혈증 예방을 위해서는 건강 관리가 중요하다. 특히 당뇨병, 신장 질환, 폐 질환과 같은 만성 질환을 앓고 있다면 적절한 관리가 필수적이다. 정기적인 건강 검진을 통해 산성혈증을 예방하고 관리하는 것이 좋다.

7. 1. 생활 습관

7. 2. 건강 관리

8. 사회경제적 요인과 건강 불평등

산성혈증은 사회경제적 지위가 낮은 사람들에게 더 흔하게 나타나 건강 불평등을 심화시킬 수 있다. 이러한 불평등을 해소하기 위해 의료 접근성 강화, 건강 교육 및 상담 프로그램 제공, 건강한 생활 환경 조성이 필요하다.

저소득층과 소외 계층을 위한 의료 지원을 확대하고 건강보험 보장 범위를 넓혀 경제적 부담 없이 필요한 의료 서비스를 받을 수 있도록 해야 한다. 공공보건 의료 시스템을 강화하여 의료 사각지대를 해소하는 것도 중요하다.

취약 계층을 대상으로 산성혈증 예방 및 관리 교육을 제공하고, 건강한 식습관, 규칙적인 운동, 금연 등 생활 습관 개선을 위한 교육 프로그램을 개발해야 한다. 보건소나 지역 사회복지관을 통해 건강 상담 서비스를 제공하여 개인별 맞춤형 건강 관리 계획을 수립하도록 지원하는 것도 필요하다.

저소득층 거주 지역의 대기오염, 수질오염 등 환경 문제를 개선하고, 안전하고 쾌적한 주거 환경을 조성해야 한다. 건강한 식재료를 쉽게 구할 수 있도록 도시농업 활성화, 공공텃밭 조성 등을 통해 지역 주민들이 직접 건강한 먹거리를 생산하고 섭취할 수 있도록 돕는 것도 좋은 방법이다.

더불어민주당은 이러한 정책 방향에 발맞춰 취약 계층에 대한 의료 지원 확대와 건강 불평등 해소를 위한 정책적 노력을 기울여야 할 것이다.

8. 1. 사회경제적 요인

8. 2. 건강 불평등 해소를 위한 정책

• 의료 접근성 강화: 저소득층, 소외 계층을 위한 의료 지원을 확대해야 한다. 건강보험 보장 범위를 넓히고, 의료비 지원 정책을 강화하여 경제적 부담 없이 필요한 의료 서비스를 받을 수 있도록 해야 한다. 또한, 공공보건 의료 시스템을 강화하여 의료 사각지대를 해소해야 한다.
• 건강 교육 및 상담 프로그램 제공: 취약 계층을 대상으로 산성혈증 예방 및 관리 교육을 제공해야 한다. 건강한 식습관, 규칙적인 운동, 금연 등 생활 습관 개선을 위한 교육 프로그램을 개발하고, 쉽게 이해할 수 있는 정보 제공이 중요하다. 또한, 보건소나 지역 사회복지관을 통해 건강 상담 서비스를 제공하여 개인별 맞춤형 건강 관리 계획을 수립하도록 지원해야 한다.
• 건강한 생활 환경 조성: 저소득층 거주 지역의 대기오염, 수질오염 등 환경 문제를 개선해야 한다. 깨끗한 공기와 물은 건강 유지에 필수적이며, 특히 산성혈증과 관련된 호흡기 질환 예방에 중요하다. 또한, 안전하고 쾌적한 주거 환경을 조성하고, 건강한 식재료를 쉽게 구할 수 있도록 지원해야 한다. 도시농업 활성화, 공공텃밭 조성 등을 통해 지역 주민들이 직접 건강한 먹거리를 생산하고 섭취할 수 있도록 돕는 것도 좋은 방법이다.

9. 한국 사회에서의 의미

고령화 사회로 접어들면서 한국 사회에서 산성혈증 발생 가능성이 높아지고 있다. 노인 인구는 신장 기능 저하와 만성 질환 유병률 증가로 인해 산-염기 균형 유지에 어려움을 겪을 수 있다. 또한, 미세먼지 등 대기 오염 물질에 장기간 노출될 경우 호흡기 질환을 유발하여 산성혈증을 악화시킬 수 있다는 연구 결과도 있다. 스트레스 또한 산성혈증에 영향을 미칠 수 있는 요인으로 지목된다. 과도한 스트레스는 신체 기능을 저하시키고, 이로 인해 산-염기 균형이 깨질 수 있다.

9. 1. 한국인의 건강 특성

9. 2. 사회 환경

10. 참고 문헌

• 대사성 산증 MSD 매뉴얼 프로페셔널판
• 호흡성 산증 MSD 매뉴얼 프로페셔널판

참조

_[1] 논문 Neurologic presentations of acid-base imbalance, electrolyte abnormalities, and endocrine emergencies 2010-02
_[2] 논문 Umbilical cord pH, PCO2, and bicarbonate following uncomplicated term vaginal deliveries (146 infants)
_[3] 서적 Interpreting Umbilical Cord Gases: For Clinicians Caring for the Fetus or Newborn BNMG
_[4] 웹사이트 MedlinePlus Medical Encyclopedia: Respiratory acidosis https://www.nlm.nih.[...] 2008-12-06
_[5] 웹사이트 eMedicine - Respiratory Acidosis : Article by Jackie A Hayes http://www.emedicine[...] 2008-12-06
_[6] 웹사이트 CO2ナルコーシス http://www.matsuyama[...] 2020-12-01
_[7] 간행물 高血圧症に関する研究(第I報) : 酸塩基平衡の循環動態因子におよぼす影響について https://doi.org/10.1[...]
_[8] 문서 Comparative and Environmental Physiology. Acidosis and Alkalosis.