55세 남성이 3일 전부터 시작된 고열, 오한, 근육통으로 내원하였다. 체온 39.2도, 심박수 112회/분, 호흡수 24회/분, 혈압 88/54mmHg이다. 혈액검사에서 백혈구 18,000/mm3, 젖산 3.8mmol/L로 확인되었다. 이 환자에서 나타나는 혈압 저하의 주된 병태생리 기전은?
감염 원인균에 대한 혈액배양검사가 진행 중이다.
1전신 혈관확장과 모세혈관 투과성 증가로 인한 유효순환혈량 감소✓ 정답
2종격동 림프절 비대로 인한 대정맥의 물리적 압박
3부신피질의 급성 손상으로 인한 알도스테론 분비 장애
4심근수축력의 직접적인 억제로 인한 심박출량 감소
5심실빈맥으로 인한 확장기 충만 시간의 단축
해설
패혈증에서 나타나는 저혈압의 주요 기전은 감염에 대한 과도한 염증반응으로 인해 전신 혈관확장과 모세혈관 투과성이 증가하여 유효순환혈량이 감소하는 분포성 쇼크이다. 이로 인해 전부하가 감소하고 혈압이 저하된다.
임상 시나리오
55세 남성 환자가 고열, 오한, 근육통을 주호소로 내원했습니다. 활력징후 측정 결과 체온 39.2도, 심박수 112회/분, 호흡수 24회/분, 혈압 88/54mmHg로 확인되었습니다. 혈액검사에서는 백혈구 18,000/mm3, 젖산(lactate) 3.8mmol/L로 상승되어 있습니다. 이 환자는 패혈증(sepsis)의 진단 기준에 부합하며, 평균동맥압(MAP)이 65mmHg 미만으로 저하되고 젖산이 2mmol/L 이상으로 상승한 점을 고려할 때 패혈성 쇼크(septic shock) 상태로 볼 수 있습니다.
패혈성 쇼크에서 혈압 저하의 병태생리
이 환자에서 나타나는 혈압 저하의 주된 병태생리 기전은 산화질소(nitric oxide, NO)의 과도한 생성으로 인한 전신 혈관 확장입니다.
감염원이 체내에 침입하면 대식세포(macrophage) 등 면역세포가 이를 인식하고, 세포 내 신호전달 경로를 통해 NF-κB(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)라는 전사인자가 활성화됩니다. NF-κB는 패혈증의 병태생리에서 염증성 사이토카인과 매개체 네트워크를 활성화하는 중심적인 사건으로, 동물 모델과 인간 대상 연구 모두에서 패혈증 시 모든 장기에서 그 활성이 현저히 증가하는 것으로 확인되었습니다 [3]. 이 NF-κB 경로를 통해 유도형 산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthase, iNOS)의 발현이 대폭 증가하게 됩니다.
iNOS는 평소에는 거의 발현되지 않지만, 패혈증과 같은 염증 상태에서 사이토카인 자극에 의해 발현이 유도되면 지속적으로 다량의 산화질소를 생성합니다 [1]. 산화질소는 혈관 평활근 세포(vascular smooth muscle cell) 내로 확산하여 guanylyl cyclase를 활성화시키고, cyclic GMP(cGMP) 농도를 증가시켜 세포 내 칼슘 농도를 낮춥니다. 그 결과 혈관 평활근이 이완되고 전신적인 혈관 저항(systemic vascular resistance, SVR)이 급격히 감소합니다. 이러한 말초 혈관의 광범위한 확장이 바로 패혈성 쇼크에서 혈압이 저하되는 핵심 기전입니다.
실제로 패혈성 쇼크 환자 12명을 대상으로 한 무작위 이중맹검 위약대조 연구에서, 산화질소 합성효소 억제제인 L-NMMA(NG-monomethyl-L-arginine)를 투여했을 때 혈관 저항이 증가하고 혈압이 상승하는 효과가 관찰되었습니다 [1]. 이는 산화질소가 패혈성 쇼크의 저혈압 발생에 직접적으로 관여하고 있음을 입증하는 결과입니다.
혈관 확장과 내피 장벽 기능 부전의 상호작용
산화질소에 의한 혈관 확장과 더불어, 패혈증에서는 혈관 내피세포(endothelial cell)의 장벽 기능이 손상되는 것도 혈압 저하에 기여합니다. 내피세포는 건강 상태에서 혈관 내 수분, 용질, 거대분자 및 혈액 세포 성분의 이동을 조절하는 선택적 막 장벽 역할을 합니다 [4]. 그러나 패혈성 쇼크와 같은 전신 염증 상태에서는 내피세포가 염증 매개체, 선천면역계, 응고계의 다양한 요소들과 역동적인 상호작용을 하면서 이 장벽 기능이 손상됩니다 [4]. 내피 장벽의 투과성이 증가하면 혈관 내 혈장 성분이 간질 조직으로 누출되어 유효 순환 혈액량이 감소하고, 이는 상대적 저혈량증(relative hypovolemia)을 초래하여 혈압 저하를 더욱 악화시킵니다.
국가시험 빈출 포인트
패혈성 쇼크의 초기 혈압 저하는 심근 수축력 저하보다는 주로 말초 혈관 확장에 의한 분포성 쇼크(distributive shock)의 특성을 보입니다. 백혈구 증가(18,000/mm3)는 감염에 대한 급성 염증 반응을, 젖산 상승(3.8mmol/L)은 조직 관류 저하로 인한 무산소 대사(anaerobic metabolism)의 증가를 의미합니다. 패혈증에서 산화질소는 생리적 조절과 병리적 과정 모두에서 상황 의존적인 역할을 하며, 패혈증 환자에서는 산화질소 생성의 변화가 혈관 긴장도 조절 이상과 장기 기능 부전으로 이어집니다 [2].
참고 문헌 (논문 출처)
[1]
Effects of a nitric oxide synthase inhibitor in humans with septic shock일반논문Andy Petros, Gavin P. Lamb, Antonio Leone, Salvador Moncada, Damien Bennett, Patrick Vallance (1994) · DOI: 10.1093/cvr/28.1.34
[2]
Nitric oxide in sepsis: pathophysiological mechanisms and therapeutic implications.일반논문Chen J, Li Z, Li Z, Zhou Z. (2026) · DOI: 10.1515/biol-2025-1315
[3]
NF-κB activation as a pathological mechanism of septic shock and inflammation일반논문Shu Fang Liu, Asrar B. Malik (2006) · DOI: 10.1152/ajplung.00477.2005
[4]
Endothelial barrier dysfunction in septic shock일반논문Steven M. Opal, Tom van der Poll (2014) · DOI: 10.1111/joim.12331
패혈성 쇼크 환자 간호 실무 가이드
조기 인지 및 감시
활력징후 모니터링: 평균동맥압(MAP)을 65mmHg 이상 유지하는 것을 목표로 15분 간격으로 혈압, 심박수, 호흡수, 체온을 측정한다. 저혈압 지속 시 즉시 의사에게 보고한다.
조직 관류 평가: 젖산 수치를 6시간마다 추적 관찰하며, 2mmol/L 이상이면 조직 저관류를 의미하므로 적극적인 소생술이 필요하다. 소변량이 0.5mL/kg/hr 미만이면 신장 관류 저하를 의심한다.
의식 상태 사정: GCS(Glasgow Coma Scale)를 2시간마다 평가하여 뇌 관류 저하로 인한 의식 변화를 조기에 발견한다.
초기 소생술 및 수액 요법
수액 주입: 의사 처방에 따라 결정질 용액(생리식염수 또는 평형액)을 30mL/kg 이상 신속히 정맥 주입한다. 주입 중 폐부종 징후(호흡곤란, 산소포화도 저하, 폐 수포음)를 지속적으로 감시한다.
승압제 준비: 수액 소생술에도 MAP가 65mmHg 미만이면 노르에피네프린(norepinephrine)을 중심정맥관을 통해 투여할 준비를 한다. 승압제 용량은 목표 MAP에 도달할 때까지 적정한다.
혈액배양검사: 항생제 투여 전 2쌍 이상의 혈액배양검체를 채취한다. 피부 소독을 철저히 하여 오염을 방지한다.
감염원 조절 및 항생제 투여
항생제 투여: 패혈성 쇼크 인지 후 1시간 이내에 광범위 항생제를 정맥 투여한다. 항생제 알레르기 과거력을 반드시 확인한다.
감염원 확인: 혈액배양 외에 소변, 객담, 상처 분비물 등 의심되는 감염 부위의 배양검체를 채취한다. 영상의학적 검사가 필요한 경우 환자 상태를 고려하여 이동 중에도 지속적인 감시를 유지한다.
지속적 관리 및 합병증 예방
혈역학적 감시: 중심정맥압(CVP)과 중심정맥산소포화도(ScvO2)를 측정하여 수액 반응성과 조직 산소 공급 상태를 평가한다.
장기 기능 보호: 급성신손상 예방을 위해 신독성 약물 사용을 피하고, 충분한 관류압을 유지한다. 기계환기 환자는 폐보호 환기전략(저일회호흡량)을 적용한다.
환자 및 보호자 교육: 패혈증의 중증도와 치료 과정에 대해 설명하고, 집중치료실 입실이 필요한 이유를 이해할 수 있도록 돕는다.
패혈성 쇼크 — 감염에 대한 신체 반응으로 전신 염증 반응과 함께 순환 장애 및 세포 대사 이상이 발생하여 평균동맥압 저하와 고젖산혈증을 동반하는 상태
산화질소 — 유도형 산화질소 합성효소에 의해 과도하게 생성되어 혈관 평활근을 이완시키고 전신 혈관 저항을 감소시키는 주요 매개체
유효순환혈량 — 전신 혈관 확장과 모세혈관 투과성 증가로 인해 실제 조직 관류에 사용 가능한 혈관 내 혈액량이 감소한 상태
전신혈관저항 — 말초 혈관의 수축과 이완 정도를 나타내는 지표로, 패혈성 쇼크에서는 혈관 확장으로 인해 급격히 감소하여 저혈압을 유발함
평균동맥압 — 장기 관류압을 평가하는 지표로, 65mmHg 미만으로 감소 시 조직 저관류가 발생할 수 있어 쇼크 상태를 판단하는 기준이 됨