# 약물 X(pKa 3.5, 약산성)와 약물 Y(pKa 9.0, 약염기성)를 동시에 경구 투여할 때, 위(pH 2.0)에서의 비이온형 분율 비교로 옳은 것은?

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> language: ko  
> subject: 물리화학적 특성과 흡수

## 문제

약물 X(pKa 3.5, 약산성)와 약물 Y(pKa 9.0, 약염기성)를 동시에 경구 투여할 때, 위(pH 2.0)에서의 비이온형 분율 비교로 옳은 것은?

## 보기

1. X의 비이온형 분율이 Y보다 높아 위에서 X의 수동확산 흡수가 더 크다. **✔ 정답**
2. X의 이온형 분율이 Y보다 높아 위에서 X의 수동확산 흡수가 더 크다.
3. Y의 비이온형 분율이 X보다 높아 위에서 Y의 수동확산 흡수가 더 크다.
4. X와 Y 모두 비이온형이 우세하여 위에서의 수동확산 흡수가 동등하다.
5. X와 Y 모두 이온형이 우세하여 위에서의 수동확산 흡수가 동등하게 낮다.

**정답: 1**

## 해설

약산성 X(pKa 3.5): 위(pH 2.0)에서 pH < pKa이므로 비이온형 우세. 비이온형 분율 = 1/(1+10^(pH-pKa)) = 1/(1+10^(-1.5)) ≈ 97%. 약염기성 Y(pKa 9.0): 위(pH 2.0)에서 pH

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 pH-분배 가설(pH-partition hypothesis)을 바탕으로, 위장관 내 pH 환경에서 약물의 이온화 정도를 예측하고 흡수 경향성을 비교하는 문제예요. 약물의 해리상수(pKa, Dissociation constant)와 주변 환경의 pH의 관계를 이해하는 것이 핵심이에요. 약물은 일반적으로 비이온형(non-ionized form)일 때 지질막 투과성이 높아 수동확산(passive diffusion)에 의해 흡수가 잘 일어나요.

**1. 핵심 개념 분석 (Key Concept)**
약산성(Acidic) 약물은 주변 pH가 자신의 pKa보다 낮을수록(핵심! pH < pKa) 비이온형 분율이 높아져요. 반대로 약염기성(Basic) 약물은 주변 pH가 자신의 pKa보다 높을수록(pH > pKa) 비이온형 분율이 높아져요. 이를 Henderson-Hasselbalch 방정식을 통해 정량적으로 계산할 수 있어요.

**2. 정답 근거 (Answer Rationale)**
핵심! 약물 X는 pKa 3.5인 약산성 약물이고, 위의 pH는 2.0이에요. pH(2.0)가 pKa(3.5)보다 낮으므로, 약산성 약물 X는 비이온형이 우세하게 존재해요. 반면, 약물 Y는 pKa 9.0인 약염기성 약물인데, 위의 pH(2.0)가 pKa(9.0)보다 훨씬 낮으므로 대부분 이온형으로 존재하여 비이온형 분율이 매우 낮아요. 따라서 위에서는 약물 X의 비이온형 분율이 약물 Y보다 훨씬 높고, 결과적으로 X의 수동확산에 의한 흡수가 Y보다 더 클 것으로 예상할 수 있어요.
계산을 통해 확인해 보면, 약산성 약물의 비이온형 분율은 1 / (1 + 10^(pH - pKa))로 계산할 수 있어요.
- X의 비이온형 분율: 1 / (1 + 10^(2.0 - 3.5)) = 1 / (1 + 10^(-1.5)) ≈ 1 / (1 + 0.0316) ≈ 0.97 (97%)
- Y의 비이온형 분율: 약염기성 약물은 1 / (1 + 10^(pKa - pH))로 계산하며, 1 / (1 + 10^(9.0 - 2.0)) = 1 / (1 + 10^7) ≈ 0.0000001 (매우 낮음)
따라서 위 내에서 X의 비이온형 분율이 Y보다 압도적으로 높으므로 보기 1번이 정답이에요.

**3. 오답 분석 (Distractor Analysis)**
혼동 주의! 약산성 약물과 약염기성 약물의 이온화 경향성을 반대로 생각하면 틀리기 쉬워요. 2번은 X의 이온형 분율이 높다고 했고, 3번은 Y의 비이온형 분율이 높다고 했으므로 둘 다 틀렸어요. 4번과 5번은 두 약물의 흡수 양상이 동등하다고 했지만, 실제로는 약물의 산/염기 성질과 pKa 값에 따라 위 내에서의 존재 형태가 극명하게 달라지므로 옳지 않아요.

**4. 연관 개념 정리 (Related Concepts)**
pH-분배 가설은 위장관에서의 약물 흡수를 이해하는 기본 개념이지만, 몇 가지 한계도 알아두어야 해요. 예를 들어, 아스피린(Aspirin, pKa 3.5)은 위에서 비이온형이 많지만, 실제 흡수 표면적이 넓은 소장(pH 6~7)에서도 상당량이 흡수돼요. 이는 소장의 넓은 표면적과 풍부한 혈류가 낮은 비이온형 분율을 보완하기 때문이에요. 또한, 약산성 약물이라도 물에 대한 용해도가 극도로 낮으면 비이온형이라도 흡수가 제한될 수 있어요.

개념 정리

| 구분 | 약산성 약물 (Weak Acid) | 약염기성 약물 (Weak Base) |
| --- | --- | --- |
| 비이온형 우세 환경 | pH < pKa (예: 위) | pH > pKa (예: 소장, 혈액) |
| 이온형 우세 환경 | pH > pKa (예: 소장) | pH < pKa (예: 위) |
| 대표 약물 예시 | 아스피린(pKa 3.5), 페니토인(pKa 8.3) | 디아제팜(pKa 3.0), 에페드린(pKa 9.6) |

한눈에 비교!
혼동 주의! Henderson-Hasselbalch 방정식은 산과 염기에 따라 형태가 달라져요. 약산의 경우 pH = pKa + log([이온형]/[비이온형]), 약염기의 경우 pH = pKa + log([비이온형]/[이온형])임을 명확히 구분해야 해요. 이 식을 변형하면 특정 pH에서의 비이온형 분율을 바로 구할 수 있어요.

약리기전 포인트
약물의 흡수는 수동확산(Passive diffusion), 능동수송(Active transport), 촉진확산(Facilitated diffusion) 등으로 일어나며, 대부분의 약물은 수동확산에 의존해요. 수동확산의 속도는 약물의 지용성(Lipophilicity)과 비이온형 분율에 정비례하므로, pKa와 pH는 약물 흡수 속도와 분포를 결정하는 중요한 요소예요.

암기 팁
"**산은 산에서, 염기는 염기에서**" 흡수가 잘 된다고 암기해 보세요. 즉, 약산성(산) 약물은 위(산성, pH 낮음)에서 비이온형이 되어 흡수가 잘 되고, 약염기성(염기) 약물은 소장(약염기성, pH 높음)에서 비이온형이 되어 흡수가 잘 돼요. '비이온형이 되어야 흡수가 잘 된다'는 사실을 연결 지으면 더 쉬워요.

국시 빈출 포인트
이 주제는 약동학(Pharmacokinetics) 파트에서 단골로 출제되는 계산형 문제예요. 특정 약물의 pKa를 제시하고, 주어진 위장관 또는 혈액 pH에서 이온형과 비이온형의 분율을 계산하거나 약물상호작용(제산제 복용으로 인한 위 pH 변화 등)이 흡수에 미치는 영향을 예측하는 문제로 자주 변형돼요.

기출 변형 주의!
단순 분율 계산에서 나아가 "위절제술을 받은 환자에서 특정 약물의 흡수 변화"나 "제산제(Antacid) 병용 투여 시 약물 흡수 양상의 변화"를 묻는 임상 연계 문제로도 출제될 수 있어요. 예를 들어, 제산제로 위 pH가 상승하면 약산성 약물의 흡수는 감소하고, 약염기성 약물의 흡수는 증가할 수 있다는 점을 예측할 수 있어야 해요.

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
**1. 임상 시나리오 (Clinical Scenario)**
한 환자가 편두통 예방을 위해 프로프라놀롤(Propranolol, 약염기성, pKa 약 9.4)을 복용 중인데, 속 쓰림 때문에 제산제(Antacid, 수산화알루미늄 등)를 함께 자주 복용하고 있어요. 약사는 이 환자에게 어떤 복약지도를 해야 할까요?
**2. 복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**
제산제는 위 내 pH를 상승시켜요. pH가 상승하면 약염기성 약물인 프로프라놀롤의 비이온형 분율이 감소하여 위에서의 흡수가 줄어들 수 있어요. 따라서 핵심! 약사는 "프로프라놀롤과 제산제를 동시에 복용하면 약의 흡수가 감소하여 효과가 떨어질 수 있으므로, 최소 2시간 이상의 간격을 두고 복용하세요"라고 복약지도해야 해요. 이는 단순한 위장관 내 물리적 흡착뿐 아니라 pH 변화에 의한 이온화율 변화도 영향을 미칠 수 있기 때문이에요.
**3. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions)**
이러한 pH 의존적 약물상호작용(DDI)은 산/염기 특성이 뚜렷한 약물에서 특히 중요해요. 케토코나졸(Ketoconazole, 약염기성)이나 아타자나비르(Atazanavir, 약염기성) 같은 항진균제/항바이러스제는 위산이 충분해야 용해 및 흡수가 잘 되기 때문에, 위산 억제제(PPI, H2 길항제)나 제산제와 병용 시 치료 효과가 크게 떨어질 수 있어 주의해야 해요.

복약지도 프로토콜
약산성 또는 약염기성 약물을 조제할 때는 반드시 병용 약물 중 위장관 pH에 영향을 주는 약물이 있는지 확인해야 해요. 환자에게는 "이 약은 위산의 영향을 받을 수 있어요. 다른 위장약과 함께 드실 때는 반드시 약사와 상의하세요"라고 안내하는 것이 중요해요.

선배 약사의 한마디
"약물의 산·염기 성질과 pKa 값은 책 속의 숫자에 그치지 않아요. 실제 약국에서 환자의 복약 순서와 간격을 결정하는 중요한 실마리가 된답니다. pKa를 보면 그 약물이 체내에서 어떤 여정을 겪을지 상상할 수 있어야 진정한 약사라고 할 수 있어요!"

## 핵심 개념

- **pH-분배 가설 (pH-partition hypothesis)** — 약물이 생체막을 통과할 때 비이온형 분율이 높을수록 지질막 투과성이 증가하여 수동확산에 의한 흡수가 잘 일어난다는 이론이에요. 약물의 pKa와 주변 환경의 pH가 주요 결정 인자예요.
- **해리상수** — 약물이 50% 이온화되는 pH를 의미해요. 약산성 약물은 pKa가 낮을수록, 약염기성 약물은 pKa가 높을수록 강한 산/염기 성질을 가져요. 약물의 흡수, 분포, 배설을 예측하는 핵심 지표예요.
- **헨더슨-하셀바흐 방정식 (Henderson-Hasselbalch equation)** — 약물의 pKa와 용액의 pH로부터 이온형과 비이온형의 분율을 계산하는 공식이에요. 약산은 pH = pKa + log([A-]/[HA]), 약염기는 pH = pKa + log([B]/[BH+])로 표현해요.
- **비이온형 (Non-ionized form)** — 전하를 띠지 않는 약물 분자 형태로, 지질로 구성된 세포막을 쉽게 통과할 수 있어 수동확산에 의한 흡수에 유리한 형태예요. 지용성과 함께 흡수율을 결정하는 주요 인자예요.
- **수동확산 (Passive diffusion)** — 약물이 농도 기울기에 따라 에너지 소비 없이 생체막을 통과하는 가장 일반적인 흡수 기전이에요. 분자 크기, 지용성, 비이온형 분율에 의해 속도가 결정돼요.

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