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산∙염기 질환
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수정일 2017년 07월 10일.

산증과 알칼리증은 무엇인가?

산증과 알칼리증은 혈액내의 과다한 산이나 염기로 인해 초래되는 비정상적인 상태를 설명하기 위해 사용하는 용어입니다. 정상적인 혈액 pH는 적절한 대사 과정과 적정량의 산소를 조직에 전달하기 위해 좁은 범위(7.35-7.45) 내에서 유지되어야 합니다. 산증은 pH가 7.35 미만으로 떨어질 정도로 혈액에 과도한 산이 있음을 의미하며, 알칼리증은 pH가 7.45를 초과할 정도로 과다한 염기가 혈액 중에 있음을 의미합니다. 많은 병적 상태와 질환들로 인해 체내의 pH 조절에 지장이 생겨 혈액 pH가 건강 범위를 벗어날 수 있습니다.

대사 중에 많은 양의 산이 생성되는데, pH 균형을 유지하기 위해 산은 반드시 중화되거나 제거되어야 합니다. 대부분의 산은 이산화탄소와 물로부터 생성된 탄산입니다. 이보다 적은 양의 젖산, 케토산 및 다른 유기산들도 생산됩니다.

혈액의 pH 조절에 관여하는 주요 기관은 폐와 신장입니다. 폐는 이산화탄소를 내뿜어 체내의 산을 밖으로 내보냅니다. 호흡 속도의 증가 및 저하에 따라 내뿜어 지는 이산화탄소의 양에 변화가 생기게 되어 몇 초에서 몇 분 내에 혈액 pH에 영향을 줄 수 있습니다. 신장은 소변으로 산을 배출하고, 혈액의 중탄산염(HCO3-, 염기) 농도를 조절합니다. 중탄산염 농도의 증가 혹은 감소로 인한 산-염기 변화는 이산화탄소 변화보다 느리게 일어나 몇 시간 혹은 몇 일이 걸립니다. 이런 과정 둘 다 체내에서는 항상 작동 중으로, 이로 인해 건강인에서 혈액 pH가 엄격하게 조절되는 것입니다.   

pH 변화를 견디는 완충 시스템 또한 산과 염기 농도 조절에 기여하게 됩니다. 혈액내의 주요 완충제는 적혈구의 혈색소, 혈장 단백, 중탄산염, 인산염입니다. 

산이나 염기의 절대량은 산-염기 간의 균형 및 혈액 pH에 미치는 영향에 비해 덜 중요합니다(아래 그림 1을 보세요). 산증은 혈액 pH가 7.35 미만으로 떨어질 때 일어납니다. 산증은 체내의 산 생산 증가, 산으로 대사되는 물질 소모, 산 배출 감소, 혹은 염기 배출 증가에 의해 생길 수 있습니다. 알칼리증은 혈액 pH가 7.45를 초과할 때 생깁니다. 알칼리증은 전해질 장애(예를 들면 지속적인 구토나 심각한 탈수현상에 의해 유발된 전해질 장애), 염기 투여 혹은 소모, 과호흡(이산화탄소 형태로 산 배출되는 것이 증가)에 의해 생길 수 있습니다. 폐, 신장, 대사 혹은 호흡에 영향을 주는 어떤 질환이나 상태라도 산증이나 알칼리증을 일으킬 가능성이 있습니다. 산과 염기 간의 정상적인 균형은 그림 1에서 보는 바와 같습니다.  

Illustration of Acid-Base Balance

그림 1: 수도꼭지와배수관

중요한 점:

  • 혈액의 pH는 정상적으로 7.35-7.45이다.
  • 목표는 들어오는/생산되는 산 및 염기(수도꼭지를 틀다)와 제거되는 산 및 염기(배수관을 열다) 간의 지속적인 균형이다.
  • 불균형은 산증(산 싱크대가 넘침) 혹은 알칼리증(염기 싱크대가 넘침)을 초래한다.
  • 균형은 제거를 증가(더 빨리 배수관으로 흘러 내려가도록 배수시킴) 시키거나 흐름을 감소(수도 꼭지를 잠가 물이 똑똑 떨어지도록 함) 시킴으로써 회복될 수 있다.

 

산-염기 질환은 다음의 두 범주로 나뉩니다:

  • 호흡에 영향을 주어 이산화탄소 농도 변화를 유발하는 산-염기 질환을 호흡성산증(낮은 pH)와 호흡성알칼리증(높은 pH)이라고 부른다. 호흡성 산-염기 질환은 흔히 폐질환이나 정상 호흡에 영향을 주는 상태로 인한다.
  • 중탄산염(HCO3- ) 농도에 영항을 주는 질환을 대사성산증(낮은 pH)와 대사성알칼리증(높은 pH)이라고 부른다. 대사성 산-염기 질환은 신장질환, 전해질 장애, 심한 구토나 설사, 특정 약물이나 독소 섭취, 정상적인 대사에 영향을 주는 질환(예를 들면, 당뇨병)에 의해 생길 수 있다.

 

증상과 흔한 원인

증상

산증은 아무 증상도 없을 수도 있고, 피로, 구역질, 구토 같은 비특이적인 증상과 연관될 수도 있습니다. 급성산증은 호흡수 및 호흡의 깊이를 증가시킬 수 있고, 혼동, 두통을 일으키며, 발작, 혼수, 심지어는 사망까지 초래할 수 있습니다. 알칼리증 증상은 종종 칼륨 소실과 관련이 있으며 증상으로는 과민성, 쇠약, 경련이 포함됩니다.

-염기질환의흔한원인

호흡성산증
이산화탄소 배출 감소

  • 호흡수(호흡욕구) 감소: 약물이나 중추신경계 질환으로 인함
  • 호흡운동 및 폐운동 장애(호흡역학): 외상이나 기흉(폐와 흉벽 사이에 비정상적으로 공기가 들어간 상태)
  • 호흡근/호흡신경 질환: 중증근무력증, 보툴리누스중독, 근위축측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS), 길랭-바레증후군
  • 기도폐색: 음식물이나 이물질에 의해
  • 폐질환

호흡성알칼리증
이산화탄소 배출 증가

  • 과호흡 : 불안, 통증, 쇼크로 인한
  • 약물 : 아스피린
  • 폐렴, 폐울혈 혹은 폐색전증
  • 운동, 고열
  • 중추신경계의 종양, 외상, 감염(수막염, 뇌염)
  • 간부전

대사성산증
중탄산염 감소 : 중탄산염 소실 혹은 산 증가

  • 알코올 케토산증
  • 당뇨병케톤산증
  • 신부전
  • 젖산산증
  • 독소 – 살리실산염(아스피린), 메탄올, 에틸렌글리콜 과다복용
  • 위장관을 통한 중탄산염 소실 : 지속적인 설사

대사성알칼리증
중탄산염 증가 : 산 소실 혹은 중탄산염 획득

  • 이뇨제
  • 지속적 구토
  • 심한 탈수
  • 중탄산염 투여, 알칼리 섭취

 

검사

검사의 목적은 환자가 산-염기 질환을 갖고 있는지 알아내고, 그 질환이 얼마나 심각한지 결정하며, 산-염기 장애를 일으킨 기저질환이나 상태(당뇨병케톤산증 혹은 독소 섭취)를 진단하는 것입니다. 검사는 또한 산-염기 균형에 영향을 주는 것으로 알려진 상태(예를 들면 만성 폐질환과 신장질환)의 환자들뿐만 아니라 위독한 환자를 모니터하기 위해 시행됩니다.

일차적인 검사로 산-염기 질환을 찾고, 평가하고, 모니터하기 위해 다음의 검사를 시행합니다:

  • 혈액가스 검사
  • 전해질 검사

혈액가스검사는 정맥이 아니라 동맥에서 뽑은 동맥혈을 이용하며, 여러 검사들로 이루어진 검사그룹입니다. 혈액가스검사는 혈액의 pH, 산소분압(혈액 내 산소량), 이산화탄소분압(혈액 내 이산화탄소의 양)을 측정하며, 중탄산염 값은 상기 세 가지 결과를 이용하여 계산하여 얻을 수 있습니다.

대부분의 산-염기 질환에서 중탄산염과 이산화탄소분압 둘 다 참고범위를 벗어나게 됩니다. 이는 신체가 pH를 정상 가까이 유지하려고 하기 때문입니다. 따라서 이들 중 어느 하나가 비정상적으로 높거나 낮다면 pH를 건강 범위로 되돌리기 위한 방향으로 다른 하나가 변동됩니다. 이러한 과정을 보상이라고 부릅니다. 아래 표는 네 가지 주요 산-염기 질환의 각각의 기대값을 보여줍니다.

네 가지 주요 산-염기 질환에서 보이는 결과:

-염기질환

pH

중탄산염

이산화탄소분압

체내보상

대사성산증

< 7.4

감소

감소

이산화탄소 배출을 증가시키기 위해 호흡속도 증가(과호흡) 시킴

대사성알칼리증

> 7.4

증가

증가

이산화탄소 배출을 감소시키기 위해 호흡속도를 느리게 함(호흡저하)

호흡성산증

< 7.4

증가

증가

신장이 중탄산염의 잔류와 산 배출을 증가시킴

호흡성알칼리증

> 7.4

감소

감소

신장이 중탄산염의 잔류와 산 배출을 감소시킴

 

전해질 검사는, Na+ (나트륨), K+ (칼륨), Cl- (염소), 중탄산염(보통 총이산화탄소함량으로 측정됨) 네 가지 검사로 이루어진 검사 그룹을 말합니다. 체액 농도, 전해질 농도 및 산-염기 균형은 서로 연관되어 있으므로, 대사성 산-염기 질환의 경우 대개 하나 이상의 전해질이 증가되거나 감소되어 있습니다. 대사성산증 환자에서 어떤 질환이 산-염기 이상을 초래했는지 결정하기 위해 전해질패널의 결과를 이용하여 음이온차이를 계산합니다. 예를 들어 음이온차이의 증가는 당뇨병 산증을 나타냅니다.(음이온차이에 대한 좀 더 많은 정보는 FAQ #1 을 참조하시기 바랍니다) 대사성알칼리증 환자는 대개 낮은 염소와 칼륨 값을 보이며, 이는 산-염기 장애의 원인에 대한 실마리를 제공합니다. 이러한 결과들을 근거로 산증이나 알칼리증을 일으킨 질환이나 상태를 진단하기 위해 다른 검사들이 처방됩니다. 이 검사들로는 혈당, 젖산, 케톤, 중량몰삼투압농도, 메탄올, 에틸렌글리콜 등이 포함됩니다.

한 환자가 동시에 한 가지 이상의 산-염기 장애를 갖는 것도 가능합니다. 그 예로 아스피린 섭취가 포함되는데 아스피린은 호흡성알칼리증과 대사성산증 둘 다를 일으키고, 이뇨제를 복용하는 폐질환 환자는 호흡성산증과 대사성알칼리증을 모두 갖습니다. 보상 정도를 계산하는 수식을 이용함으로써 혼합 산-염기 질환이 있는지 결정 가능합니다.

 

 

치료

산증과 알칼리증의 치료는 불균형을 초래한 기저 원인의 확인과 설명, 이환된 환자에게 지지치료에 필요한 것을 제공하는 것을 포함합니다. 대부분에서 pH 증가 혹은 감소는 곧바로 치료되지는 않습니다. 그러나 몇몇 경우에선 위험할 정도로 낮은 혈액 pH를 보이는 환자에게 의사가 중탄산염을 정맥투여할 수 있습니다. 

 

관련 자료


On This Site
Tests: Blood gases, Electrolytes, Glucose, CMP, Lactate, Blood ketones, Osmolality, Emergency and Overdose Drug Testing
Conditions: Alcoholism, Kidney disease, Diabetes, Lung diseases

Elsewhere On The Web
American Diabetes Association: Ketoacidosis
MedlinePlus Medical Encyclopedia: Acidosis
MedlinePlus Medical Encyclopedia: Alkalosis
National Kidney and Urologic Information Clearinghouse: Renal tubular acidosis
Familydoctor.org: Diabetic Ketoacidosis
Mayo Clinic: Diabetic Ketoacidosis
National Heart Lung and Blood Institute: Lung Diseases

Article Sources

NOTE: This article is based on research that utilizes the sources cited here as well as the collective experience of the Lab Tests Online Editorial Review Board. This article is periodically reviewed by the Editorial Board and may be updated as a result of the review. Any new sources cited will be added to the list and distinguished from the original sources used.

Sources Used in Current Review

Pagana, K. D. & Pagana, T. J. (© 2007). Mosby's Diagnostic and Laboratory Test Reference 8th Edition: Mosby, Inc., Saint Louis, MO. Pp 117-125.

Clarke, W. and Dufour, D. R., Editors (© 2006). Contemporary Practice in Clinical Chemistry: AACC Press, Washington, DC. Pp 319-329.

(Updated 2007 November 12). Acidosis. MedlinePlus Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/001181.htm. Accessed August 2009.

(Updated 2007 November 12). Alkalosis. MedlinePlus Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/001183.htm. Accessed August 2009.

Lewis, J. (Revised 2008 July) Metabolic Acidosis. Merck Manual for Healthcare Professionals [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch157/ch157c.html?qt=Acidosis&alt=sh through http://www.merck.com. Accessed August 2009.

Lewis, J. (Revised 2008 July) Metabolic Alkalosis. Merck Manual for Healthcare Professionals [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch157/ch157d.html through http://www.merck.com. Accessed August 2009.

Lewis, J. (Revised 2008 July) Respiratory Acidosis. Merck Manual for Healthcare Professionals [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch157/ch157e.html through http://www.merck.com. Accessed August 2009.

Lewis, J. (Revised 2008 July) Respiratory Alkalosis. Merck Manual for Healthcare Professionals [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch157/ch157f.html through http://www.merck.com. Accessed August 2009.

Gunnerson, K. and Sharma, S. (Updated 2009 July 22) Lactic Acidosis. eMedicine [On-line information]. Available online at http://emedicine.medscape.com/article/167027-overview through http://emedicine.medscape.com. Accessed August 2009.

Hipp, A. and Sinert, R. (Updated 2008 September 11) Metabolic Acidosis. eMedicine [On-line information]. Available online at http://emedicine.medscape.com/article/768268-overview through http://emedicine.medscape.com. Accessed August 2009.

Yaseen, S. and Thomas, C. (Updated 2009 August 18). Metabolic Alkalosis. eMedicine [On-line information]. Available online at http://emedicine.medscape.com/article/243160-overview through http://emedicine.medscape.com. Accessed August 2009.

Sources Used in Previous Reviews

Thomas, Clayton L., Editor (1997). Taber's Cyclopedic Medical Dictionary. F.A. Davis Company, Philadelphia, PA [18th Edition].

Pagana, Kathleen D. & Pagana, Timothy J. (2001). Mosby's Diagnostic and Laboratory Test Reference 5th Edition: Mosby, Inc., Saint Louis, MO.

Kellum, J. and Puyana, J. (2006 January). Acid-Base Disorders, Section 8 Chapter 8. ACS Surgery from WebMD professional library [On-line information]. Available online at http://www.acssurgery.com/acsonline/Chapters/CH0808.htm through http://www.acssurgery.com.

(© 1995-2006). Acid-Base Metabolism. Merck Manual of Diagnosis and Therapy [On-line information]. Available online through http://www.merck.com.

(2001). Nelson, R. Acid-Base Disorders. University of Utah Medical Student Web Site [On-line information]. Available online at http://umed.med.utah.edu/ms2/renal/Word%20files/i)%20Acid_Base%20Disorders.htm through http://umed.med.utah.edu.

(2003 February 1, Revised). Acid-Base Balance. Merck Manual Home Edition [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/mmhe/sec12/ch159/ch159a.html through http://www.merck.com.

Raghuveer, T. et. al. (2006 June 1). Inborn Errors of Metabolism in Infancy and Early Childhood: An Update. American Family Physician v73(11) [On-line journal]. Available online at http://www.aafp.org/afp/20060601/1981.html through http://www.aafp.org.