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호흡계통

과호흡으로 CO2가 과도하게 배출되었다. 이때 나타나는 변화는?

1 저산소증
2 호흡산증
3 대사산증
4 호흡알칼리증 ✓ 정답
5 대사알칼리증

해설

과호흡은 CO₂ 감소를 유발한다. 혈액 pH가 상승하여 호흡알칼리증이 된다.

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과호흡(hyperventilation)이 일어나면 폐포환기(alveolar ventilation)가 조직에서 생성되는 이산화탄소(CO2)를 제거하는 데 필요한 수준을 초과하게 된다^[2]. 그 결과 동맥혈 CO2 분압(PaCO2)이 감소하는데, 이를 일차성 저이산화탄소혈증(primary hypocapnia)이라고 한다^[2]. CO2는 혈액 속에서 탄산(carbonic acid, H2CO3)의 형태로 존재하며 수소이온(H+) 농도에 직접 관여하므로, CO2가 과도하게 배출되면 혈액 내 수소이온 농도가 낮아져 혈액 pH가 상승하고 호흡알칼리증(respiratory alkalosis)이 발생한다^[2]^[3].

호흡알칼리증에서는 PaCO2 감소와 pH 상승이 동시에 나타나며, 이에 대한 보상 반응으로 혈중 중탄산염(HCO3-) 농도가 감소한다^[2]. 급성기에는 세포 내 HCO3- 흡수와 세포 내 인산염·단백질 완충작용이 주된 보상 기전이고, 만성화되면 신장에서 HCO3- 재흡수가 장기간 억제되어 동맥혈 pH가 정상 범위 쪽으로 접근한다^[2]. 다만 보상이 일어나더라도 일차성 변화는 PaCO2 감소이므로 산염기 장애의 분류는 호흡알칼리증이다.

호흡알칼리증은 단순히 pH 변화에 그치지 않고 여러 대사 이상을 동반한다. 칼륨, 인산염, 칼슘의 혈중 농도 변화가 나타날 수 있고, 경도의 젖산산증(lactic acidosis)이 발생하기도 하며, 신장에서 이들 이온의 처리 방식도 달라진다^[1]. 특히 과호흡증후군(hyperventilation syndrome)은 응급실에서 호흡알칼리증을 일으키는 흔한 원인 중 하나이다^[1]. 심한 경우 저칼슘혈증(hypocalcemia)과 과도한 아드레날린성 감수성 증가로 뇌혈관 및 심근혈관 수축이 유발되어 생명을 위협하는 상태로 진행할 수 있다^[4]. 실제 증례에서는 공황발작으로 인한 과호흡으로 pH 7.68, 중탄산염 11.8 mEq/L, PaCO2 10 mmHg의 심한 호흡알칼리증이 보고되었다^[4].

혼동 주의! 호흡산증(respiratory acidosis)은 반대로 CO2 축적으로 PaCO2가 상승하고 pH가 낮아지는 상태이다^[3]. 과호흡에서 CO2가 줄어드는 방향이므로 호흡산증은 답이 될 수 없다. 대사산증·대사알칼리증은 일차적 원인이 HCO3- 변화에 있는 장애이므로, 일차적 원인이 CO2 배출 증가인 이 상황과 구분해야 한다. 핵심! 과호흡 → CO2 배출 증가 → PaCO2 감소 → pH 상승 → 호흡알칼리증의 순서로 기전을 연결해 기억하면 감별이 쉬워진다^[2]^[3].

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Respiratory alkalosis.일반논문Foster GT, Vaziri ND, Sassoon CS (2001)
[2]
A Quick Reference on Respiratory Alkalosis.일반논문Johnson RA (2017) · DOI: 10.1016/j.cvsm.2016.10.005
[3]
Respiratory Acidosis and Respiratory Alkalosis: Core Curriculum 2023.일반논문Palmer BF, Clegg DJ (2023) · DOI: 10.1053/j.ajkd.2023.02.004
[4]
[Severe respiratory alkalosis due to psychogenic hyperventilation. Report of one case].일반논문Sepúlveda RA, Romero J, Sepúlveda S, Juanet C (2022) · DOI: 10.4067/S0034-98872022000400554

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