고장성 수액을 투여했을 때 세포에서 나타나는 변화로 옳은 것은?

고장성 수액은 혈장의 삼투압을 높여 세포 안의 물을 밖으로 끌어내므로 세포가 수축한다. 물이 들어와 팽창하는 것은 저장성, 이동이 없는 것은 등장성이다. 막이 터지거나 세포가 분열하는 것은 장성으로 설명되는 현상이 아니다. 물은 삼투압이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동한다는 원칙 하나로 세 가지를 모두 설명할 수 있다.

삼투와 긴장도(tonicity)의 기본 원리
수액의 긴장도는 세포막을 사이에 둔 용질(osmole) 농도 차이에 의해 물이 세포 안으로 들어갈지, 밖으로 나갈지 결정하는 성질입니다. 세포막은 물은 통과시키지만 나트륨 같은 주요 용질은 자유롭게 통과시키지 못하기 때문에, 세포 외액의 용질 농도가 세포 내부보다 높으면 물이 세포 밖으로 이동해 세포가 쪼그라들게 됩니다^[2]. 고장성 수액이란 혈장보다 용질 농도가 높은 용액을 말하며, 대표적으로 7.5% 염화나트륨 용액이 여기에 해당합니다^[1].

고장성 수액 투여 시 세포 내 변화
고장성 식염수를 혈관 내로 투여하면 혈관 내 용질 농도가 급격히 높아집니다. 이때 혈관 주변의 간질액(interstitial fluid)과 세포 내액(intracellular fluid)에 있던 물이 삼투압 차이에 의해 혈관 내 공간으로 이동합니다^[1]. 세포 입장에서는 세포 외부의 용질 농도가 높아진 것이므로, 세포 내부의 물이 세포 밖으로 빠져나가면서 세포 부피가 감소하고 세포는 수축합니다. 이는 저장성 환경에서 물이 세포 안으로 유입되어 세포가 팽창하는 현상과 정반대 방향의 변화입니다^[2].

임상적 의미와 간호 적용
고장성 수액이 세포 내액과 간질액을 혈관 내로 끌어당기는 성질은 심한 저혈량성 쇼크(hypovolemic shock)에서 빠른 혈관 내 용적 확장을 가능하게 합니다. 기존의 다량 결정질 수액(crystalloid) 소생술은 혈액 성분을 희석시키는 반면, 고장성 식염수는 적은 주입량으로도 관류를 회복시킬 수 있어 군사 현장이나 응급 상황처럼 신속한 안정화와 수액 공급 제한이 중요한 환경에서 가치가 있습니다^[1]. 다만 고장성 환경은 세포에 스트레스로 작용합니다. 신장 집합관(collecting duct) 세포는 지속적인 고장성 스트레스에 노출되어도 생존을 유지하는 보호 기전을 갖추고 있지만, 결장(colon) 세포에서는 동일한 고장성 자극이 세포자멸사(apoptosis)를 유발할 수 있다는 보고도 있습니다^[3]. 따라서 고장성 수액은 세포 수축과 삼투성 수분 이동이라는 기전을 이해한 상태에서, 주입 속도와 환자 반응을 면밀히 관찰하며 사용해야 합니다.

오답 보기 분석
1번 ‘물이 들어와 세포가 팽창한다’는 저장성(hypotonic) 수액에서 나타나는 반응입니다. 혈청 나트륨 농도가 낮아지면 세포 외액의 용질 농도가 감소해 물이 세포 안으로 들어오고, 이로 인해 세포 팽창이 일어납니다^[2]. 2번 ‘물의 이동이 없어 크기가 유지된다’는 등장성(isotonic) 수액에서 기대할 수 있는 반응입니다. 4번과 5번은 삼투성 수분 이동과 직접적인 관련이 없는 내용으로, 고장성 수액의 일차적 효과로 볼 수 없습니다.