체외순환(cardiopulmonary bypass, CPB) 중 적용하는 저체온법의 핵심 목적은
조직의 산소요구량 감소입니다. 체온이 낮아지면 세포의 대사율(metabolic rate)이 떨어지고, 그에 비례해 산소 소비량(oxygen consumption)도 함께 줄어듭니다. 심장수술 중에는 대동맥을 겸자하여 관상동맥 혈류를 일시적으로 차단하거나 심정지액을 주입해 심장을 멈추게 되는데, 이때 심근은 허혈(ischemia) 상태에 놓이게 됩니다.
저체온은 허혈 상태의 심근이 필요로 하는 산소량 자체를 낮춤으로써, 산소 공급이 중단된 시간 동안 심근세포가 손상되는 것을 늦추는 보호 효과를 냅니다.
저체온법은 심근 보호에 그치지 않고 뇌, 신장, 폐 등 다른 주요 장기의 보호에도 기여합니다. 체외순환 중에는 혈류가 비생리적으로 유지되고 미세색전(microembolus)이 발생할 위험이 있어 뇌를 비롯한 장기가 허혈 손상에 노출될 수 있는데, 저체온은 장기 전체의 대사 요구량을 낮춰 이러한 손상에 대한 내성을 높입니다.
[1][4] 특히 대동맥궁 수술처럼 순환을 완전히 멈춰야 하는 상황에서는
초저체온 순환정지(deep hypothermic circulatory arrest, DHCA)를 유도하여 뇌와 척수의 허혈 허용 시간을 연장하기도 합니다.
[2][3]
혼동 주의! 저체온은 혈액 점도를 높이고 혈소판 기능을 저하시켜 오히려 출혈 경향을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 ‘출혈 예방’은 저체온법의 목적이 아닙니다. 혈전 예방 또한 저체온의 직접적인 목표가 아니며, 체외순환 중에는 오히려 응고인자 희석과 혈소판 기능 저하로 항응고 관리가 필요합니다. 정상혈압 유지나 폐합병증 감소 역시 저체온법을 적용하는 일차적 이유로 보기 어렵습니다.
체외순환 중 체온을 낮추는 방법으로는 열교환기(heat exchanger)를 통해 체외순환 회로의 혈액을 냉각하는 방식과, 차가운 심정지액(cardioplegia)을 관상동맥에 직접 주입하여 심근 온도를 빠르게 낮추는 방식이 함께 사용됩니다. 심근 온도가 낮아지면 심근세포의 에너지(ATP) 소모가 줄어들고, 혐기성 대사로 인한 젖산(lactate) 축적도 느려져 심정지 시간 동안 심근이 견딜 수 있는 시간이 늘어납니다.
저체온의 보호 효과는 단순히 대사를 늦추는 것에 더해, 허혈 후 재관류 시 발생하는 흥분독성 손상(excitotoxic injury)과 지연성 세포자멸사(apoptosis)를 억제하는 기전과도 관련됩니다. [3]
다만 최근에는 체외순환 기술과 심근 보호 전략이 발전하면서 정상체온(normothermic) 하에서 수술을 진행하는 경우도 늘고 있습니다. 정상체온 접근은 저체온으로 인한 응고장애, 심근 수축력 저하, 체온 불균형 등의 단점을 피할 수 있다는 장점이 있으나, 어떤 체온 전략이 더 우월한지에 대해서는 아직 명확한 합의가 부족한 상태입니다.
[1][4] 그럼에도 저체온법이 여전히 널리 쓰이는 이유는, 허혈 시간이 길어질 수밖에 없는 복잡한 수술에서 장기 보호의 안전마진을 확보해 주기 때문입니다.
참고 문헌 (논문 출처)
- [1]
Systemic hypothermia in non-aortic cardiac surgery: a narrative review.일반논문Ragheb DK, Tabrizi NS, Zaki AL, Shapeton AD. (2026) · DOI: 10.21037/jtd-2026-1-0212
- [2]
Deep hypothermia and circulatory arrest in adults.일반논문Dorotta I, Kimball-Jones P, Applegate R (2007) · DOI: 10.1177/1089253206297482
- [3]
Hypothermic cardiopulmonary bypass for spinal cord protection: rationale and clinical results.일반논문Kouchoukos NT, Rokkas CK (1999) · DOI: 10.1016/s0003-4975(99)00442-7
- [4]
Normothermic versus hypothermic cardiopulmonary bypass in children undergoing open heart surgery (thermic-2): study protocol for a randomized controlled trial.RCT/임상시험Baos S, Sheehan K, Culliford L, Pike K, Ellis L, Parry AJ (2015) · DOI: 10.2196/resprot.4338