이뇨제를 복용 중인 환자의 검사 결과가 다음과 같다. 대사성 알칼리증이 생긴 기전은?

고리이뇨제와 티아지드계 이뇨제는 나트륨과 함께 염소, 칼륨, 수소이온을 소변으로 내보내고 체액량을 줄이므로 남은 중탄산이 상대적으로 농축되어 대사성 알칼리증이 만들어진다. 여기에 알도스테론이 활성화되어 칼륨과 수소이온 배설이 더해지고, 저칼륨혈증 자체도 세포 안팎의 이온 이동을 통해 알칼리증을 유지시킨다. 그래서 염소와 칼륨을 함께 보충하는 것이 교정의 방향이며, 호흡은 이산화탄소를 붙잡는 쪽으로 보상한다.

이뇨제 복용 환자에서 대사성 알칼리증(metabolic alkalosis)이 발생하는 핵심 기전은 염소(chloride) 소실과 그에 따른 수소이온(H⁺) 및 칼륨(K⁺) 소실입니다. 이뇨제는 신장의 세뇨관에서 나트륨(Na⁺) 재흡수를 억제하는데, 특히 루프이뇨제(loop diuretics)는 헨레고리 굵은오름부분(thick ascending limb)의 Na⁺-K⁺-2Cl⁻ 공동수송체(NKCC2)를 차단합니다. 이 때문에 나트륨과 함께 염소가 다량으로 소변으로 빠져나가고, 원위세뇨관(distal tubule)과 집합관(collecting duct)에 도달하는 나트륨 부하가 커집니다^[2].

원위 네프론에 나트륨이 많이 도달하면 알도스테론(aldosterone) 분비가 자극되고, 주세포(principal cell)에서는 나트륨 재흡수와 칼륨 분비가, 사이세포(intercalated cell)에서는 수소이온 분비가 함께 증가합니다. 이 과정에서 수소이온과 칼륨이 소변으로 소실되고, 세뇨관 내강의 음전위(negative lumen potential)가 커지면서 수소이온 배설이 더욱 촉진됩니다. 결과적으로 혈중 중탄산(HCO₃⁻)은 상대적으로 과잉 상태가 되어 대사성 알칼리증이 나타납니다. 근거 자료에서도 pseudo-Bartter syndrome(PBS)이 신장 또는 신장 외 염소 소실로 인해 저칼륨혈성 알칼리증(hypokalemic alkalosis)을 유발하며, 성인에서는 이뇨제 남용이 주요 원인이라고 명시하고 있습니다^[1].

또한 저칼륨혈증 자체도 대사성 알칼리증을 유지시키는 중요한 요인입니다. 혈중 칼륨이 낮아지면 신장 근위세뇨관에서 암모니아 생성(ammoniagenesis)이 증가하고, 원위 네프론에서 수소이온 분비가 더 활발해지며, 중탄산 재흡수가 증가합니다. 이런 기전이 맞물려 알칼리증이 지속됩니다. Gitelman syndrome이나 Bartter syndrome 같은 염분소실세뇨관병증(salt-losing tubulopathy)에서도 저칼륨혈성 대사성 알칼리증이 공통적으로 관찰되는데, 이는 이뇨제가 이들 질환과 유사한 세뇨관 수송체를 억제하기 때문입니다^[3][4].

오답을 살펴보면, 설사로 인한 중탄산 소실(1번)은 오히려 대사성 산증(metabolic acidosis)을 일으키는 기전입니다. 신장에서 중탄산 배설이 늘어 혈중에 남지 않는 경우(2번)도 알칼리증이 아니라 산증 쪽으로 기울게 합니다. 환기 저하로 인한 이산화탄소 축적(3번)은 호흡성 산증(respiratory acidosis)의 기전이며, 젖산 축적으로 음이온차(anion gap)가 커지는 경우(4번)는 대사성 산증에 해당합니다. 이뇨제 사용 맥락에서 대사성 알칼리증을 설명하는 가장 직접적인 기전은 수소이온, 염소, 칼륨의 동시 소실입니다.