혼합 산-염기 불균형 진단과 치료
2가지 이상의 산염기 불균형이 공존하는 경우는 혼합 산-염기 불균형이라고 한다.혼합 산-염기 불균형증을 인지하는 것은 진단과 치료에 유용한 경우가 있다.혼합 산-염기 불균형에 있어서 산성증,알칼리증,산성 혈증,알칼리 혈증의 개념파악이 중요하다.알칼리증이나 산성증은 체액에 산이나 알칼리가 축척되는 것을 나타내고 산성혈증이나 알칼리 혈증은 혈액의 pH에 의해 결정된다.<표-1>
표-1정상 동맥혈 가스 분석
--------------------------------------------------------------------------
pH pO2 pCO2 HCO3- Base Excess
--------------------------------------------------------------------------
개
Range 7.35-7.46 90-110 26-42 18-24 +1 to -3
Mid point 7.41 100 34 21 -1
고양이
Range 7.30-7.45 95-100 26-40 16.5-21 +1 to -5
Mid point 7.38 103 33 19 -2
---------------------------------------------------------------------------
혈액의 산도 검증으로 산,알칼리 정도를 알수있고,이는 산-염기상태에 영향을 주는 하나 이상의 요소를 나타낸다.
1>원발성 산-염기 질환
a.대사성 산증
비휘발성산이 체내에 축척되는 것이고 비휘발성산이란 폐를 통해 제거되지 못하는 산을 말한다.특징은 혈액의 pH가 감소하고 혈청bicarbonate이온이 감소하며 대상성 과환기현상으로 pCO2가 감소한다.
b.대사성 알칼리증
체내에 알칼리가 축척되는것이고 <보통bicarbonate이온>특징은 혈액의 산도가 증가하고 혈청bicarbonate이온이 증가하여 대상성 저환기 현상으로 pCO2가 증가한다.
C.호흡성 산증
체내에 CO2가 축척되는 것이고 특징은 혈액 pH감소와 pCO2증가가 있다.다양한 보상 반응으로 혈청bicarbonate이온이 증가한다.
d.호흡성 알칼리증
체내에 CO2제거가 증가하여 혈액의 pH가 증가하고 pCO2는 감소한다.다양한 보상반응으로 혈청bicarbonate가 감소한다.
2>혼합 산 염기 질환
원인
산-염기 균형에 영향을 주는 2가지 이상의 질환이 동시 발생하여 생긴다.<신기능 부전에 의한 대사성 산증과 위장장해에 의한 구토로 생긴 대사성 알칼리 혈증> 흔히 생기는 혼합성 산-염기 불균형에는 1>심호흡 부전<호흡성 산증,조직저산소증에 의한 lactic acidosis> 2>일사병<체온조절을 위한 과호흡증으로 생긴 호흡성 알칼리증과 lactic acidosis와 횡문근 융해에 의한 대사성 산증> 3>패혈증성 shock<lactic acidosis에 의한 대사성 산증과 체온조절을 위한 과호흡으로 생긴 호흡성 알칼리증>이 있다.
GDV<gastric dilation-volvulus>가 있는 개에서는 여러가지 산-염기 불균형이 나타난다. 심박출량감소, ECBV감소와 저산소혈증으로 인해 lactic acidosis가 나타나고 저혈량증에 의한 위산 부육화 현상으로 대사성 알칼리증이 나타나며, 가스가 찬 위가 횡경막을 압박하여 저환기를 유도하여 호흡성 산증을, 동통이나 패혈증에 의한 과호흡으로 호흡성 알칼리증이 나타난다.이런 현상은 개별적으로 나타나며 GDV에 걸린 개는 더욱 악화된다.
혼합 산 염기 장해는 iatrogenic하다.마약성 진통제나 전신마취시 폐환기를 억압하여 호흡성 산증이 나타난다. 또한 기관내 tube삽입으로 인한 후두경련으로 호흡억압이 일어나 호흡성 산증을 유발한다. 만약 환축이 이미 대사성 산증이 있으면 상기 2가지기전에 의한 호흡성 산증과 함께 환축의 혈액 산도를 위험할 정도로 떨어뜨린다.마취에 앞서 대사성 산증을 교정하거나 호흡억압을 최소화 할수 있는 마취 방법을 사용해야 혼합 산-염기 장해를 막을수 있다
산성화제<산성화 사료,NH3Cl,Methionine>을 고양이<진단 안된 신부전증을 앓고있는>에게 투여하거나 뇨관 폐색의 구제후 산성화된 경우도 모두 iatrogenic한 원인들이다.
진단
진단은 medical history,외부 검사.요검사,blood chemistry,전해질 분석을 통해 알아내고 최종적 진단에는 blood gas analysis가 필요하다.
Medical history에는 흔히 진단학적 실마리를 가지고있다.이미 진단된 질환<예를 들어 신기능 부전,당뇨병,만성설사,만성구토,울혈성 심부전,저산소성 심폐질환>등이 환축의 산-염기상태를 알아내는데 도움이 된다.이미 걸려있는 질환은 혼합 산-염기 장해 가 잘 일어난다. 또한 최근의 약물 투여<carbonic anhydrase inhibitor,이뇨제,sodium bicarbonate, 뇨산성화 제제>가 환축의 산-염기 상태를 측정하는데 필요하다.
과환기,저환기,호흡곤란증,비정상 호흡음,청색증등이 호흡기 질환의 주요 증상들이고 호흡성 산-염기 불균형을 암시한다.호흡시 요독증성 냄새나 ketone냄새,탈수,불량한 조직 환류< CRT↓> shock,울혈성 심부전,비뇨기 패색증,GDV같은 것이 대사성 산- 염기불균형을 암시한다.
혈청 생화학치,요검사 소견으로 산염기 질환에 관련된 대사성질환을 밝힐수 있다.<신기능 부전,당뇨병,간질환>
혈청 전해질 농도
총이산화탄소<Co2>농도가 혈청 중탄산농도 이온 측정에 사용된다.총이산화탄소 농도는 Co2와 H2Co3를 포함하는 혈청 중탄산이온 농도와 구별된다.비록 총이산화탄소 농도 변화가 산-염기 불균형을 나타내지만 총이산화탄소 농도의 변화로 대상성 호흡질환이나 혼합 산-염기질환으로 부터 원발 대사성질환을 구별할수 있는것은 아니다.그러므로 혈액가스의 분석이 필요한것이다. 예를 들어 총이산화탄소 농도가 15mEq/L인 경우 원발성 대사성 산증일수도 있고, 만성적인 호흡성 알칼리증의 보상 반응으로 나타날수 있다. 더우기 혈청시료를 실온에서 실내공기에 노출시키면 이산화 탄소가 증발되어 총 이산화탄소 농도는 감소한다.
Anion Gap<AG>는 측정되는 혈청 양이온<Na+,K+>에서 혈청음이온<Cl-,Hco3->을 뺀 수이다. AG는 측정 않되는 음이온 농도 변화에 따라 변화한다.혈액중에 있는 대표적인 측정되지 않는 음이온은 lactate,β- hydroxybutyrate이다.그러므로 AG의 상승은 대사성 산증을 암시하고 혈액 가스의 분석이 요구된다.그러나 모든 대사성 산증에서 AG의 상승이 있는것은 아니다.만약 산성음이온이 Cl<NH3Cl>이거나 음이온이 오줌으로 배설되고 염소에 의해 혈청중으로 대치된다면 혈청 염소농도는 증가하고 혈청 중탄산농도는 감소한다.그러므로 정상 AG라고 해서 대사성 산증은 rule out하면 된다.
AG상승이 있는 환축에서 AG상승<△AG>정도는 대략 혈청 중탄산농도<△Hco3->감소양 정도이다.△AG와 △Hco3-의 평행관계는 혼합 산-염기 질환에 유용한 screening 도구를 제공한다.만약 △AG와 △Hco3-가 서로 상당히 다르면 혼합 산_염기 불균형 질환을 의심하면 된다. △AG가 △Hco3-를 초과할때 high anion gap acidosis와 대사성 알칼리증의 혼합증이 의심되고 △Hco3-가 △AG를 초과할때는 high anion gap acidosis와 고염소혈증 산성증의 혼합증이 의심된다
변경된 혈청 염소 농도는 보통 가수상태와 산-염기균형의 변화에 영향을 받을수 있다.혈청중 Na와 Cl농도는 산염기 질환시 서로 평행관계가 깨어진다.혈청중 Cl농도 변화와 Na농도변화를 비교하면 혼합 산-염기질환을 감지할수 있다.고염소혈증시<정상AG>
증가된 염소이온 농도에 이어 Na이온 증가가 일어나지 않는다.비율에 맞는 Na농도감소가 없는 염소농도 변화와 중탄산 이온 농도변화를 비교 측정하는 방법도 혼합 산-염기질환진단에 유용하다.고염소혈증 환축에서 △Cl-은 대략 △Hco3-와 같다.
△Hco3-가 △Cl-를 능가하면 고염소혈증성 산성증과 high anion gap metabolic acidosis가 의심되며, △Cl-가 △Hco3-를 능가하면 대사성 알칼리증과 산증의 혼합증이 의심된다 .
혈청중 K+변화는 즉각적인 산-염기 질환이 의심된다.혈청중 K+농도는 산성혈증에서 증가하고 알칼리증에서 감소한다.인의에서 mineral acid에 의한 산성혈증<신기능 부전증>시 K농도는 대략 0.6mEq/L이고 이는 혈액의 산도를 0.1정도 감소 시키고 알칼리혈증시 반대로 작용한다.혈청중 K농도변화는 호흡성 질환보다 대사성 질환시 더 크게 변화한다.혈청중 K농도 변화는 유기산<lactic acidosis나 ketoacidocis>에 의한 산성혈증이나 칼륨고갈성 질환<신장세뇨관 질환,설사,당뇨병>시에 예측하기 어렵다.기대되는 K농도 변화가 일어나지 않을 때 혼합 산-염기 불균형증을 의심할수 있다.
혈액 가스 분석
혼합 산염기 불균형이 의심되는 모든 환축에서 혈액가스분석을 실시하면 이상적이다. 가스 분석에는 동맥혈이 선호 된다.검증의 첫단계는 환축이 산성혈증인지 알칼리 혈증인지 아니면 정상산도를 나타내는지를 알아내는것이다.
pCO2와 혈액 중탄산농도 측정으로 산성혈증이나 알칼리 혈증의 source를 밝혀야 한다.
만약 혈액의 pH가 정상수치이지만 pCO2나 중탄산농도가 변경되어 있다면 원발 산염기 병소확인을 위해 pH가 mid point에서 산성쪽인지 알칼리쪽인지 알아내야 한다.
원발 산-염기 불균형에 대한 대상반응이 일어났는지 확인 해야 한다.혼합 산-염기 질환은 흔히 원발 산-염기질환에 대한 부적절한 보상반응에 의해 일어난다.
표-2와 표-3을 통해 원발 산-염기질환에 대한 기대되는 보상반응을 알수있다.만약 보상반응이 일어날만큼 충분한 시간이 지나면 부적절한 생리 반응이 적어도 한 가지의 부가적 원발 산 염기질환 가능성이 암시된다.원발성 대사성 질환에 대해 적절한 pCO2이 계산되어야 한다.<표-2.3> 만약 측정되는 pCO2가 계산되는 pCO2에 비해 상당한 차이가 있다면 혼합성 대사성/호흡성 산-염기 불균형을 의심할수 있다.(>2mmHg>
원발성 호흡기 질환에 대해 적절한 중탄산이온 농도측정이 계산되어야 한다.<표-2.3>
표-2혼합 산염기 질환에 이용되는 계산법
---------------------------------------------------------------------------
△AG = 측정 AG - 정상 AG = 측정 AG - 18
△Hco3- = 정상 Hco3- - 측정 Hco3- = 21 - 측정 Hco3-
△Cl- = 측정 Cl- - 정상 Cl- = Cl- - 115
원발 산-염기 질환에 대한 기대되는 생리적 보상반응
대사성 산증
기대되는 Paco2 = 정상 Paco2 - [(정상 Hco3- - 측정 Hco3-) * 0.8]
대사성 알칼리증
기대되는 Paco2 = [(측정되는 Hco3- - 정상 Hco3-) * 0.7] + 정상 Paco2
급성 호흡성산증
기대되는 Hco3- = [(측정되는 Paco2 - 정상 Paco2) * 0.15] + 정상 Hco3-
만성 호흡성 산증
기대되는 Hco3- = [(측정되는 Paco2 - 정상 Paco2) * 0.37] + 정상 Hco3-
급성 호흡성 알칼리증
기대되는 Hco3- = 정상 Hco3- - [(정상 Paco2 - 측정되는 Paco2) * 0.2]
만성 호흡성 알칼리증
기대되는 Hco3- = 정상 Hco3- - [(정상 Paco2 - 측정되는 Paco2) * 0.55]
---------------------------------------------------------------------------
표-3 원발 산-염기 질환에 대한 보상반응
-------------------------------------------------------------------------------
장해 원발변화 보상반응 보상한계
------------------------------------------------------------------------------
대사성 산증
Human For each 1mEq/L ↓ in HCO3- Paco2 ↓ by 1.2 mm Hg 10 mmHg
Canine For each 1mEq/L ↓ in HCO3- Paco2 ↓ by 0.7-0.9 mm Hg ?
대사성 알칼리증
Human For each 1mEq/L ↑ in HCO3- Paco2 ↑ by 0.6-0.7 mm Hg 55 mmHg
Canine For each 1mEq/L ↑ in HCO3- Paco2 ↑ by 0.7-0.9 mm Hg ?
급성 호흡성 산증
Human For each 1 mmHg ↑in Paco2 HCO3- ↑ by 0.1mEq/L 30 mEq
Canine For each 1 mmHg ↑in Paco2 HCO3- ↑ by 0.15mEq/L ?
만성 호흡성 산증
Human For each 1 mmHg ↑in Paco2 HCO3- ↑ by 0.35mEq/L 45 mEq
Canine For each 1 mmHg ↑in Paco2 HCO3- ↑ by 0.15mEq/L ?
급성 호흡성 알칼리증
Human For each 1 mmHg ↓in Paco2 HCO3- ↓ by 0.2mEq/L 18 mEq
Canine For each 1 mmHg ↓in Paco2 HCO3- ↓ by 0.2mEq/L ?
만성 호흡성 알칼리증
Human For each 1 mmHg ↓in Paco2 HCO3- ↓ by 0.5mEq/L 12-15 mEq
Canine For each 1 mmHg ↓in Paco2 HCO3- ↓ by 0.55 mEq/L ?
--------------------------------------------------------------------------------
혈청 중탄산 농도 측정에 있어서 병력을 통해 호흡기 질환의 급,만성 여부를 확인해야 한다.측정되는 중탄산 농도가 계산되는 중탄산 농도에 비해 상당한 차이가(>2mEq/L>있다면 혼합성 대사성/호흡성 산-염기 불균형을 의심할수 있다.
치료
산-염기 질환 치료의 첫째 목표는 장해에 의한 생리적 영향을 최소화하는것이다.
그러므로 치료에 앞서 혈액가스 분석을 통한 blood pH측정이 행해져야 한다. 혼합성 호흡/대사성 산증이나 알칼리증이 혈액의 pH를 변화시키므로 혈액의 pH를 중화시키기 위한 적극적인 처치가 필요하다. 예를 들어 혼합 대사성 알칼리증/호흡성 산증이 있는 환축의 혈액 pH는 거의 정상이거나 정상이다. 치료는 호흡성 산증과 대사성 알칼리증의 원인에 대해 직접적으로 실시해야 한다.반대로 호흡성/대사성 산증이 있는 경우 빠르게 혈액 pH가 저하 되므로 원인에 대한 치료와 함께 즉각적인 산-염기 균형유지가 필요하다.
치료하기전 , 하는 도중, 한후에 체액PH측정이 실시되어야 하고 monitoring해야 한다. 예를 들어 혼합성 대사성 산증/호흡성 알칼리증이 있는 환축에서 대사성 산증 교정으로 반대되는 호흡성 알칼리증과 알칼리 혈증을 일으킬수 있다.그러므로 호흡성 알칼리증을 동시에 치료해야 한다.
혼합 대사성/호흡성 산증이 부적절한 치료에 의해 악화되기 쉬운 에가 될수 있다.대사성 산증 치료를 위해 중탄산을 이용하면 물과 이산화탄소로 해리되는 carbonic acid형성이 일어난다.그러나 CO2는 쉽게 제거되지 않으므로 혈액의 pH는 변하지 않고
CO2저류로 감소하게 된다.
그러므로 대사성 산증과 호흡성 산증을 동시에 처치해야 한다.새로운 대사성 산증 치료제인 Carbicarb<sodium bicarbonate와 sodium carbonate의 합제>은 CO2을 생산하지 않으므로 혼합성 대사성/호흡성 산증이 유용하다. 이 약은 아직 상용화 되어 있지 않고 개나 고양이에서의 사용 보고도 아직은 없다.
Translated by CB.Hyun.VMD
Written by JS.Lee.DVM