호흡성 산증과 호흡성 알칼리증을 비교한 설명으로 옳은 것은?

이산화탄소는 물과 만나 산으로 작용하므로 환기가 떨어져 쌓이면 산증이 되고 과환기로 빠져나가면 알칼리증이 된다. 그래서 산증에서는 이산화탄소분압이 45를 넘고 알칼리증에서는 35 미만으로 떨어진다. 마약성 진통제 과다투여와 만성폐쇄성폐질환, 신경근질환은 환기를 떨어뜨려 산증을 만들고, 불안과 통증, 발열, 기계환기 과다는 과환기로 알칼리증을 만든다. 손발 저림과 어지럼은 알칼리증의 증상이며 산증에서는 두통과 기면, 의식저하가 나타난다.

호흡성 산증(respiratory acidosis)과 호흡성 알칼리증(respiratory alkalosis)은 모두 폐포 환기(alveolar ventilation)와 이산화탄소(CO₂) 배출 사이의 불균형에서 시작됩니다. 동맥혈 이산화탄소분압(PaCO₂)은 폐포 환기량과 반비례 관계이므로, 환기량이 줄면 CO₂가 쌓이고, 환기량이 늘면 CO₂가 과도하게 빠져나갑니다. 혈액가스분석에서 pH, PaCO₂, 중탄산염(HCO₃⁻)을 함께 해석하는 이유는 호흡성 장애와 대사성 보상(metabolic compensation)을 구분하기 위해서입니다 ^[1].

호흡성 산증: 환기 저하로 CO₂가 쌓인다

환기 저하(hypoventilation)가 발생하면 폐포에서 CO₂가 제대로 배출되지 못해 PaCO₂가 상승합니다. CO₂는 혈액에서 탄산(H₂CO₃)으로 전환된 뒤 수소이온(H⁺)과 중탄산염으로 해리되므로, PaCO₂ 상승은 곧 H⁺ 농도 증가로 이어져 pH를 떨어뜨립니다. 따라서 호흡성 산증에서는 PaCO₂가 45 mmHg 초과로 상승하고 pH는 7.35 미만으로 감소합니다. 보기 2번이 틀린 이유입니다. 35 mmHg 미만은 오히려 과환기 상태에서 나타나는 소견입니다.

임상에서 호흡성 산증을 일으키는 대표적 원인은 호흡중추 억제, 신경근육 질환, 흉벽 이상, 기도 폐쇄, 그리고 비만저환기증후군(obesity hypoventilation syndrome)이나 폐쇄성 수면무호흡(obstructive sleep apnoea)처럼 수면 중 환기량이 떨어지는 경우입니다. 수면호흡장애에서는 간헐적 저환기로 인해 야간에 과탄산혈증(hypercapnia)이 반복되며, PaCO₂가 정상 범위를 벗어나 상승하는 구간이 나타납니다 ^[4]. 마약성 진통제(opioid)는 호흡중추의 CO₂ 반응성을 억제하므로 과다투여 시 호흡성 산증을 유발할 수 있습니다. 보기 5번은 호흡성 알칼리증이 아니라 호흡성 산증의 원인에 가깝습니다.

증상 측면에서 급성 호흡성 산증은 CO₂ 축적으로 인한 뇌혈관 확장과 두개내압 상승으로 두통, 의식 저하, 혼미, 졸림 등 중추신경계 억제 증상이 두드러집니다. 손발 저림과 어지럼은 저칼슘혈증성 테타니와 관련된 호흡성 알칼리증의 전형적 증상이므로 보기 4번은 틀립니다.

호흡성 알칼리증: 과환기로 CO₂가 빠져나간다

과환기(hyperventilation)가 발생하면 폐포 환기량이 대사요구량을 초과하여 CO₂가 과도하게 배출되고, PaCO₂는 35 mmHg 미만으로 감소합니다. CO₂ 감소는 H⁺ 농도 감소로 이어져 pH를 7.45 초과로 상승시킵니다. 보기 3번은 호흡성 알칼리증에서 CO₂가 축적된다고 했으므로 기전과 반대입니다.

호흡성 알칼리증의 흔한 원인은 불안, 공황발작, 통증, 고열, 저산소혈증 자극, 살리실산 중독, 기계환기 과환기 등입니다. 혈액 pH가 알칼리 쪽으로 이동하면 혈장 단백질에 결합해 있던 칼슘이 이온화 칼슘(Ca²⁺) 형태로 전환되는 비율이 감소하여 저칼슘혈증 증상이 나타납니다. 이것이 손발 저림, 입 주위 감각 이상, 근육 경련, 어지럼으로 이어지는 기전입니다. pH 변화가 환기 조절과 체온 조절에 미치는 영향을 살핀 연구에서도 혈액 pH를 인위적으로 염기성으로 이동시켰을 때 환기 반응과 생리적 지표가 달라지는 것이 관찰되었습니다 ^[2].

보상 기전과 신장의 역할

호흡성 산증과 알칼리증 모두 신장이 대사성 보상을 담당합니다. 호흡성 산증에서는 신장이 H⁺ 배설과 HCO₃⁻ 재생성을 증가시켜 중탄산염을 보존하고, 호흡성 알칼리증에서는 반대로 HCO₃⁻ 배설을 늘려 pH를 정상 쪽으로 되돌립니다. 신장의 순산배설(net acid excretion)과 황·질소 대사는 혈액 및 조직 pH 항상성 유지에 핵심적인 축이며, 폐와 신장의 통합 조절이 깨지면 혼수나 사망까지 이를 수 있습니다 ^[3]. 혈액가스분석에서 PaCO₂와 HCO₃⁻를 동시에 확인하는 이유는 호흡성 장애가 급성인지, 신장 보상이 진행된 만성인지를 구분하기 위해서입니다 ^[1].

따라서 호흡성 산증은 환기 저하로 CO₂가 축적되어 pH가 낮아지는 상태이고, 호흡성 알칼리증은 과환기로 CO₂가 과도하게 배출되어 pH가 높아지는 상태입니다. 두 상태 모두 일차 장애가 폐포 환기량의 변화에서 출발하며, PaCO₂의 방향성과 pH의 방향성이 서로 반대라는 점이 혈액가스분석 해석의 출발점입니다 ^[1].