지속적인 구토로 입원한 환자의 검사 결과가 다음과 같다. 중탄산이 상승한 이유는?

위액에는 염산이 들어 있어 계속 토하면 수소이온과 염소이온이 함께 빠져나가고, 남은 중탄산의 비중이 높아져 대사성 알칼리증이 된다. 그래서 중탄산이 오르고 염소는 떨어지는 저염소성 알칼리증 양상을 보인다. 여기에 알도스테론이 활성화되어 나트륨을 붙잡는 대신 칼륨을 내보내므로 저칼륨혈증이 동반된다. 호흡은 오히려 느려져 이산화탄소를 붙잡는 보상이 일어나며, 장액 소실은 중탄산이 빠져 산증을 만들어 방향이 반대다.

대사성 알칼리증의 발생 기전

지속적인 구토 환자에서 중탄산(HCO₃⁻)이 상승하는 핵심 기전은 위액 소실로 인한 수소이온(H⁺)과 염소이온(Cl⁻)의 동시 상실입니다. 위벽세포(parietal cell)는 위산을 분비할 때 혈액에서 H⁺를 위 내강으로 내보내고, 그 대가로 HCO₃⁻를 혈액으로 되돌려보냅니다. 정상적으로는 위산이 십이지장에 도달하면 췌장의 중탄산 분비를 자극해 중화되지만, 구토로 위산이 몸 밖으로 빠져나가면 이 중화 과정이 사라집니다. 결과적으로 H⁺는 소실되고 혈액에는 HCO₃⁻가 축적되어 대사성 알칼리증(metabolic alkalosis)이 발생합니다 ^[1][3].

저염소혈증과 신장의 보상 반응

구토가 반복되면 위액과 함께 염소이온(Cl⁻)도 대량으로 소실되어 저염소혈증(hypochloremia)이 동반됩니다. 신장의 근위세뇨관에서 HCO₃⁻ 재흡수는 Cl⁻과 교환되는 방식으로 일어나는데, 혈중 Cl⁻이 부족하면 이 교환이 제한되어 HCO₃⁻가 소변으로 배설되지 못하고 혈중에 머물게 됩니다. 또한 세포외액량 감소가 레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS)를 활성화시켜 알도스테론 분비를 증가시키고, 알도스테론은 집합관에서 H⁺ 분비를 촉진해 HCO₃⁻ 재생성을 더욱 증가시킵니다. 이처럼 저염소혈증과 용적 감소가 신장의 HCO₃⁻ 배설을 억제하고 재생성을 촉진하여 알칼리증이 유지·악화됩니다 ^[2].

보기별 오답 분석

보기 1번(젖산 축적에 의한 음이온차 증가)은 대사성 산증의 기전입니다. 젖산(lactic acid)이 축적되면 H⁺가 증가해 HCO₃⁻가 소모되므로 중탄산은 오히려 감소합니다. 구토 환자에서 젖산 축적이 주된 문제라면 음이온차 증가 대사성 산증이 나타나며, 이는 본 사례와 반대 방향입니다 ^[1].

보기 2번(신장에서 중탄산 배설 증가)은 생리적으로 불가능한 설명입니다. 신장이 HCO₃⁻ 배설을 늘리면 혈중 농도는 감소해야 합니다. "배설이 늘어 혈중에 남았다"는 표현 자체가 모순이며, 실제로 대사성 알칼리증에서는 신장의 HCO₃⁻ 배설이 감소하거나 재생성이 증가합니다 ^[2].

보기 3번(호흡 빨라져 이산화탄소 배출)은 호흡성 알칼리증의 기전입니다. 과호흡으로 CO₂가 배출되면 중탄산 완충계에서 H⁺와 HCO₃⁻가 CO₂와 H₂O로 전환되는 반응이 오른쪽으로 진행되어 HCO₃⁻가 소모됩니다. 따라서 호흡성 알칼리증에서는 중탄산이 감소하는 것이 일반적입니다. 구토 환자에서 호흡 변화는 알칼리증에 대한 보상적 저환기(CO₂ 정체)로 나타나며, 이는 일차적 원인이 아닙니다 ^[4].

보기 5번(장액 소실로 중탄산 함께 소실)은 설사나 장루를 통한 장액 소실에서 나타나는 기전입니다. 장액은 HCO₃⁻가 풍부하므로 장액이 소실되면 HCO₃⁻가 몸 밖으로 빠져나가 대사성 산증이 발생합니다. 공장루(jejunostomy)를 통한 장액 소실이 심한 저염소성 대사성 알칼리증을 유발할 수 있다는 보고도 있으나, 이는 장루 배액량이 많아 위액 성분까지 함께 소실되는 복합적 상황입니다. 단순히 "장액 소실 → 중탄산 소실"이라는 인과관계는 산증으로 이어지므로 본 문제의 정답이 될 수 없습니다 ^[1][3].

국가시험 빈출 포인트

대사성 알칼리증의 혈액가스검사 소견은 pH 7.45 초과, HCO₃⁻ 28 mEq/L 초과, 보상성 CO₂ 상승입니다 ^[2]. 구토가 원인인 경우 저칼륨혈증과 저염소혈증이 함께 나타나는 것이 특징이며, 소변 염소 농도가 20 mEq/L 미만이면 염소 반응성(chloride-responsive) 알칼리증으로 분류되어 생리식염수 투여가 일차 치료가 됩니다 ^[2]. 극심한 알칼리혈증(pH 7.65 초과)은 사망률이 80% 이상에 달하므로, 구토 환자에서 의식 변화나 부정맥이 나타나면 알칼리증의 심각도를 반드시 평가해야 합니다 ^[1]. 유문협착증 영아에서도 반복 구토로 인한 저염소성 대사성 알칼리증이 고전적 소견이며, 알칼리증 자체가 호흡 억제의 주요 원인이 될 수 있어 수술 전 교정이 중요합니다 ^[4].