# 수동확산(passive diffusion)에 의한 약물의 생체막 투과에 영향을 미치는 요인들을 올바르게 연결한 것은?

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> subject: 약물의 체내 흡수 원리

## 문제

수동확산(passive diffusion)에 의한 약물의 생체막 투과에 영향을 미치는 요인들을 올바르게 연결한 것은?

## 보기

1. logP 감소 → 지질 이중층 분배 감소 → 막 투과 속도 감소, 분자량 증가 → 확산 속도 증가 → 막 투과 속도 증가
2. logP 증가 → 지질 이중층 분배 증가 → 막 투과 속도 증가, 분자량 증가 → 확산 속도 감소 → 막 투과 속도 감소 **✔ 정답**
3. logP 감소 → 지질 이중층 분배 증가 → 막 투과 속도 증가, 분자량 감소 → 확산 속도 감소 → 막 투과 속도 감소
4. logP 증가 → 지질 이중층 분배 감소 → 막 투과 속도 감소, 분자량 증가 → 확산 속도 증가 → 막 투과 속도 증가
5. logP 증가 → 지질 이중층 분배 증가 → 막 투과 속도 증가, 분자량 증가 → 확산 속도 증가 → 막 투과 속도 증가

**정답: 2**

## 해설

Fick의 확산 법칙에 따르면 수동확산 속도는 막-수 분배계수(logP와 비례), 농도 기울기, 막 두께, 확산계수(분자량에 반비례)에 의해 결정된다. logP가 높을수록 지질 이중층에 잘 분배되어 막 투과가 증가하고, 분자량이 클수록 확산계수가 감소(Stokes-Einstein 관계)하여 막 투과 속도가 감소한다. 선택지 2·3·5는 방향이 반대이고, 선택지 4는 분자량 증가 시 확산 속도 증가로 잘못 서술하였다.

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 수동확산(Passive diffusion)의 기본 원리인 픽의 확산 법칙(Fick's law of diffusion)을 이해하고 있는지 평가해요. 약물이 생체막을 투과하는 속도는 크게 두 가지 요소, 즉 **약물의 지질 친화도(소수성)**와 **분자 크기**에 의해 결정됩니다.
**핵심 개념 분석 (Key Concept)**: 픽의 법칙에 따르면 수동확산 속도(dM/dt)는 확산계수(D), 분배계수(P), 막 표면적(A), 농도 차이(dC)에 비례하고, 막 두께(h)에 반비례합니다 (dM/dt = D·P·A·dC / h). 여기서 분배계수(P)는 logP 값이 클수록(소수성이 클수록) 증가하여 약물이 지질 이중층에 잘 녹아들어 투과가 빨라져요. 반면 확산계수(D)는 분자량(Molecular weight)이 증가할수록 감소(스토크스-아인슈타인 관계)하기 때문에 막 투과 속도는 느려집니다.
**정답 근거 (Answer Rationale)**: 보기 2번은 이 두 가지 인과 관계를 정확히 서술하고 있어요. 핵심! logP 증가 → 지질 이중층 분배 증가 → 막 투과 속도 증가, 그리고 분자량 증가 → 확산 속도 감소 → 막 투과 속도 감소는 픽의 확산 법칙에 완벽히 부합하는 설명입니다.
**오답 분석 (Distractor Analysis)**:
**①번**: logP 감소 시 막 투과 속도가 감소한다는 첫 번째 서술은 맞지만, 분자량 증가 시 확산 속도가 증가한다는 두 번째 서술이 틀렸어요.
**③번**: logP가 감소하면 지질 이중층으로의 분배가 감소해야 하는데 '증가'라고 서술하여 인과 관계가 반대입니다.
**④번**: logP 증가 시 지질 이중층 분배가 감소한다는 서술과, 분자량 증가 시 확산 속도가 증가한다는 두 가지 모두 틀렸습니다.
**⑤번**: logP 증가에 따른 서술은 맞지만, 분자량 증가 시 확산 속도가 증가한다는 두 번째 서술이 틀렸어요. 분자량이 크면 확산이 느려집니다.
**연관 개념 정리 (Related Concepts)**: 약물의 흡수에 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소는 이온화 상태(Degree of ionization)입니다. 혼동 주의! 세포막은 비이온형(중성 분자)을 더 잘 통과시키므로, pH-분배 가설(pH-partition hypothesis)에 따라 약산성 약물(예: 아스피린)은 위와 같은 산성 환경에서 흡수가 잘 되고, 약염기성 약물은 장과 같은 염기성 환경에서 흡수가 더 잘 일어납니다.

개념 정리: 수동확산은 약물이 고농도에서 저농도로 에너지 소비 없이 이동하는 가장 주된 막 투과 기전이며, Fick의 법칙을 따릅니다. 확산 속도 ∝ (분배계수(P) × 막 표면적(A) × 농도 차이(dC)) / (분자량(MW) × 막 두께(h))

한눈에 비교!:

| 구분 | 영향 인자 | 막 투과 속도에 미치는 영향 |
| --- | --- | --- |
| 친유성(Lipophilicity) | logP (분배계수) | logP 증가 시 막 투과 속도 증가 |
| 분자 크기(Molecular size) | 분자량 (MW) 또는 분자 반경 | 분자량 증가 시 막 투과 속도 감소 |
| 이온화 정도(Ionization) | 약물의 pKa 및 주변 pH | 비이온형(Non-ionized form) 비율 증가 시 투과 증가 |

약리기전 포인트: 수동확산은 약물이 세포막의 인지질 이중층(Phospholipid bilayer)에 용해되어 통과하는 과정입니다. 약물의 소수성이 클수록 막 지질과의 친화력이 높아져 분배계수가 증가하고, 확산 구동력이 커집니다. 또한 분자의 크기가 작고 막이 얇을수록 약물 분자가 막을 통과하는 경로가 짧고 빨라집니다.

암기 팁: "기름(logP) 많으면 빨리 통과, 덩치(분자량) 크면 느리게 통과!"라고 연상해 보세요. 또한 약산은 산에서, 약염기는 염기에서 더 잘 흡수된다는 pH-분배 가설을 "산-산, 염기-염기"로 기억하면 됩니다.

국시 빈출 포인트: 약제학 파트에서 **logP와 분자량이 흡수에 미치는 영향**은 매년 단골로 출제되는 개념입니다. 특히 logP가 너무 높으면 오히려 막에 갇혀 투과가 저해될 수 있다는 역전 현상까지 함께 물어보는 응용 문제도 주의하세요.

기출 변형 주의!: 단순한 개념 암기에서 벗어나, 특정 약물(예: 친수성 아테놀롤 vs 소수성 프로프라놀롤)의 구조를 제시하고 logP 값을 비교하여 막 투과 속도나 생체이용률을 예측하게 하는 문제로 자주 변형돼요.

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
**임상 시나리오 (Clinical Scenario)**: 약국에서 한 환자가 "평소 먹던 혈압약(아테놀롤, Atenolol) 대신 약효가 더 좋다고 해서 인터넷에서 직구한 외국 약(프로프라놀롤, Propranolol)을 먹었는데, 갑자기 어지럽고 잠이 너무 와요"라고 호소합니다. 두 약물은 모두 베타 차단제(Beta-blocker)이지만, 아테놀롤은 친수성이라 뇌로 거의 들어가지 않는 반면, 프로프라놀롤은 소수성이 매우 커서(logP가 높음) 혈액-뇌 장벽(BBB, Blood-Brain Barrier)을 쉽게 통과해 중추신경계 부작용을 일으킨 것입니다.
**복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**: 약물의 소수성(logP)은 단순한 흡수율을 넘어, 약물이 **어느 조직에 분포하는지**까지 결정짓는 핵심 요소예요. 환자에게 "약효가 좋다"는 말은 단순히 혈중 농도만 높은 것이 아니라, 표적 장기에 적절히 도달하는 것임을 이해시키고, 임의로 처방약을 변경해서는 안 된다고 복약지도해야 합니다. 핵심! 약물의 물리화학적 특성이 약효와 부작용 발현에 직결된다는 점을 설명해 주세요.
**환자 안전 및 주의사항 (Precautions)**: 노인 환자나 간 기능이 저하된 환자에게서는 지용성 약물의 대사가 느려져 체내 축적 및 부작용 위험이 커집니다. 또한, 신장으로 배설되는 친수성 약물은 신기능에 따라 용량 조절이 필요하므로, 환자의 장기 기능을 항상 모니터링해야 합니다.

복약지도 프로토콜: "이 약은 지방에 잘 녹는 성질이 있어서 뇌까지 도달할 수 있기 때문에, 졸리거나 집중력이 떨어질 수 있어요. 복용 초기에는 특히 운전이나 위험한 기계 조작을 피하셔야 합니다."

선배 약사의 한마디: "logP 하나만 알아도 약물의 체내 여정(ADME)을 예측할 수 있어요! 단순히 logP 값만 외우지 말고, '이 약이 왜 하루 한 번 먹어도 되지?', '왜 공복에 먹어야 하지?'라는 질문의 답을 약물의 물리화학적 특성에서 찾는 연습을 해보세요. 국시 공부가 훨씬 재미있어지고, 나중에 임상에서도 환자 맞춤형 복약지도의 달인이 될 수 있답니다!"

## 핵심 개념

- **logP (Logarithm of Partition coefficient)** — 약물의 소수성(친유성) 정도를 나타내는 지표로, 옥탄올/물 분배계수에 상용로그를 취한 값. 값이 클수록 지질 이중층에 대한 친화력이 높아 수동확산에 의한 막 투과가 용이함.
- **수동확산 (Passive diffusion)** — 약물 분자가 농도 기울기에 따라 에너지 소비 없이 생체막의 지질 이중층을 통과하는 가장 일반적인 막 투과 기전. Fick의 법칙에 따라 속도가 결정됨.
- **Fick의 확산 법칙 (Fick's law of diffusion)** — 수동확산 속도는 막의 면적, 분배계수, 농도 차이에 비례하고, 막 두께와 분자 크기(확산계수)에 반비례함을 나타내는 법칙.
- **확산계수 (Diffusion coefficient)** — 단위 농도 기울기에서 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 물질의 양을 나타내는 계수. Stokes-Einstein 관계식에 따라 분자량(분자 반경)이 클수록, 용매의 점도가 높을수록 감소함.
- **pH-분배 가설 (pH-partition hypothesis)** — 약물의 흡수가 비이온형 분자의 지질막 분배에 의해 결정된다는 가설. 약산성 약물은 산성 환경에서, 약염기성 약물은 염기성 환경에서 비이온형 비율이 높아 흡수가 잘 됨.

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