# COPD로 이산화탄소가 저류된 환자에게 고농도 산소를 계속 공급했을 때 나타나는 변화는?

> source: MyMerci (mymerci.kr)  
> url: https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573561  
> language: ko  
> subject: 조선대병원 필기시험대비 고난도 모의고사 2회

## 문제

COPD로 이산화탄소가 저류된 환자에게 고농도 산소를 계속 공급했을 때 나타나는 변화는?

## 보기

1. 대사성 알칼리증이 생기며 pH가 올라간다
2. 기관지가 확장되어 기도저항이 줄어든다
3. 호흡이 얕아지고 PaCO₂가 올라가 의식이 처진다 **✔ 정답**
4. 호흡수가 늘고 PaCO₂가 함께 떨어진다
5. 산소포화도가 떨어지고 PaO₂도 낮아진다

**정답: 3**

## 해설

COPD 환자에게 고농도 산소를 주면 저산소성 호흡 구동이 억제되어 호흡이 얕아지고 PaCO₂가 상승해 의식이 저하된다.

## 심화 해설

COPD에서 고농도 산소가 위험한 이유

COPD 환자는 폐포의 탄성 반동(elastic recoil)이 떨어지고 기도 저항이 커져서, 날숨 때 이산화탄소(CO₂)를 충분히 내보내지 못합니다. 이로 인해 만성적으로 PaCO₂가 높은 고탄산혈증(hypercapnia) 상태에 놓입니다. 이런 환자에게 고농도 산소를 계속 공급하면 어떤 변화가 생기는지가 이 문제의 핵심입니다.

고농도 산소가 PaCO₂를 올리는 두 가지 기전

고농도 산소가 COPD 환자의 PaCO₂를 더 올리는 기전은 크게 두 가지로 설명됩니다. 첫째는 저산소성 호흡 구동(hypoxic drive)의 소실입니다. 정상인은 PaCO₂ 상승이 호흡 중추를 자극하는 주요 신호이지만, 만성 고탄산혈증 환자는 중추 화학수용체가 높은 CO₂에 둔감해져 있습니다. 이때 저산소혈증이 말초 화학수용체를 자극해 호흡을 유지하는 보조 구동 역할을 하는데, 고농도 산소로 PaO₂가 급격히 올라가면 이 저산소 자극이 사라져 호흡 구동이 억제됩니다. 둘째는 저산소성 폐혈관 수축(hypoxic pulmonary vasoconstriction)의 해제와 그로 인한 환기-관류 불균형 악화입니다. 저산소 상태에서는 폐포 환기가 나쁜 부위의 혈관이 수축해 혈류를 환기가 좋은 부위로 보내는데, 고농도 산소가 이 보상 기전을 풀어버리면 상대적으로 환기가 안 되는 폐포에 혈류가 몰리면서 사강 환기(dead space ventilation)가 늘어나 CO₂ 배출이 더 어려워집니다.

고농도 산소는 호흡 구동을 억제하고 환기-관류 불균형을 악화시켜 PaCO₂를 상승시키며, 이는 의식 저하로 이어질 수 있습니다. 근거 자료에서도 고농도 산소 요법이 PaCO₂를 높일 가능성은 안정된 COPD와 급성 악화 모두에 국한되지 않으며, 고탄산혈증을 동반한 다른 호흡기 질환에서도 나타난다고 제시합니다 [1]. 또한 고탄산혈증 COPD 환자에서 고농도 산소 요법이 사망률 증가와 연관된다는 점도 확인됩니다 [2].

보기별 감별 포인트

| 보기 | 판단 | 근거 |
| --- | --- | --- |
| 1. 대사성 알칼리증, pH 상승 | 오답 | 고농도 산소로 인한 변화는 호흡성 산증(respiratory acidosis)입니다. PaCO₂가 올라가면 pH는 떨어지며, 대사성 알칼리증은 신장의 보상(중탄산염 저류)으로 만성 단계에서 나타날 수 있으나 pH가 올라가지는 않습니다. |
| 2. 기관지 확장, 기도저항 감소 | 오답 | 산소는 기관지 확장제가 아닙니다. COPD의 기도저항 감소는 베타2 항진제나 항콜린제의 역할입니다. |
| 3. 호흡 얕아지고 PaCO₂ 상승, 의식 저하 | 정답 | 저산소성 호흡 구동 소실로 호흡이 얕아지고, 환기 저하로 PaCO₂가 더 올라가 CO₂ 마취(carbon dioxide narcosis)에 의한 의식 저하가 나타납니다. |
| 4. 호흡수 증가, PaCO₂ 감소 | 오답 | 고농도 산소는 오히려 호흡 구동을 억제하므로 호흡수가 늘지 않습니다. PaCO₂도 감소하지 않고 상승합니다. |
| 5. SpO₂·PaO₂ 저하 | 오답 | 고농도 산소를 주고 있으므로 PaO₂와 SpO₂는 오히려 올라갑니다. 문제는 산소화가 아니라 CO₂ 저류와 그로 인한 산증입니다. |

임상 적용과 국시 관점

핵심! COPD 환자, 특히 고탄산혈증이 동반된 경우 산소는 적정 농도로 조절(titration)해 투여해야 합니다. 근거 자료에서는 산소 요법을 COPD 및 기타 호흡기 질환에서 적정하게 조절하여 산소의 최대 이점을 얻고 과도한 산소로 인한 위해 가능성을 줄이도록 권고하는 합의 가이드라인의 근거를 제시합니다 [1]. 메타분석에서는 저농도 산소가 2형 호흡부전을 동반한 COPD의 확립된 치료법이며, 비침습적 환기(NIV)가 PaCO₂를 낮출 수 있다고 언급합니다 [3]. 혼동 주의! 고농도 산소로 SpO₂가 100%로 보이더라도 PaCO₂가 상승하며 의식이 나빠질 수 있으므로, 목표 SpO₂는 보통 88~92% 범위로 잡습니다. RCT 프로토콜에서도 급성 악화 COPD 환자에게 고농도 산소가 고탄산혈증과 산증을 유발하고 사망률을 높일 수 있다고 명시합니다 .

고농도 산소 투여 후 호흡이 얕아지고 의식이 처지는 소견은 PaCO₂ 상승을 의미하며, 즉시 산소 농도를 낮추고 필요 시 비침습적 환기를 고려해야 합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]The effect of high concentration oxygen therapy on PaCO2 in acute and chronic respiratory disorders.일반논문Pilcher J, Perrin K, Beasley R (2013) · DOI: 10.1186/2213-0802-1-8

- [2]Evaluation of inpatient oxygen therapy in hypercapnic chronic obstructive pulmonary disease.일반논문Anderson J, Hoang T, Hay K, Tay G (2021) · DOI: 10.1111/imj.15070

- [3]High-flow nasal cannula oxygen versus conventional oxygen for hypercapnic chronic obstructive pulmonary disease: A meta-analysis of randomized controlled trials.메타분석/체계고찰Huang X, Du Y, Ma Z, Zhang H, Jun L, Wang Z (2021) · DOI: 10.1111/crj.13317

## 임상 시나리오

COPD 환자 산소 투여 시 CO₂ 저류 주의고농도 산소가 오히려 의식을 떨어뜨릴 수 있다
COPD 환자는 만성적으로 고탄산혈증에 적응되어 있어 호흡 중추가 CO₂에 둔감하다. 이때 저산소성 호흡 구동이 호흡을 유지하는 주요 자극인데, 고농도 산소로 PaO₂가 급격히 오르면 이 자극이 사라져 호흡이 얕아진다.

또한 고농도 산소는 저산소성 폐혈관 수축을 해제하여 환기가 나쁜 폐포에 혈류가 몰리게 하고, 환기-관류 불균형이 악화되어 CO₂ 배출이 더 어려워진다. 결과적으로 PaCO₂가 상승하고 CO₂ 마취로 의식이 저하될 수 있다.

주의COPD 환자에게 산소를 투여할 때는 목표 SpO₂를 88~92%로 유지하고, 고농도 산소(예: FiO₂ > 0.4)를 장시간 주지 않도록 한다. 산소 투여 후 의식 저하나 호흡 억제가 나타나면 즉시 ABGA를 확인하고 PaCO₂ 상승 여부를 평가한다.

## 핵심 개념

- **저산소성 호흡 구동** — 만성 고탄산혈증 환자에서 저산소혈증이 말초 화학수용체를 자극하여 호흡을 유지하는 보조 기전
- **고탄산혈증** — 혈중 이산화탄소 분압(PaCO₂)이 비정상적으로 높아진 상태
- **CO₂ 마취** — PaCO₂가 급격히 상승하여 중추신경계가 억제되며 의식이 저하되는 상태
- **저산소성 폐혈관 수축** — 저산소 상태에서 환기가 나쁜 폐포 부위의 혈관이 수축하여 혈류를 환기가 좋은 부위로 보내는 보상 기전
- **환기-관류 불균형** — 폐포 환기와 혈류의 비율이 맞지 않아 가스 교환이 비효율적으로 이루어지는 상태

## 같은 주제 문제

- [폐렴이 의심되는 환자에게 오전 6시 객담 배양검사와 오전 8시 첫 항생제 투여가 계획되어 있다. 검체 채취 방법으로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573533)
- [아직 투석을 시작하지 않은 만성 신질환 5기 환자의 검사 결과가 아래와 같을 때 가장 우선하여 강조할 식이교육은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573534)
- [카바페넴내성장내세균이 검출된 환자를 전산화단층촬영실로 이송할 때 조치로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573535)
- [낭포성섬유증 아동의 췌장효소제 투여 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573536)
- [검사 지시에 'left lateral Sims' position'으로 적혀 있을 때 취해 줄 자세로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573537)
- [유행성이하선염을 앓는 15세 남아에게서 즉시 보고해야 할 소견은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573538)
- [항암화학요법 후 경과이다. 감염과 출혈 위험이 가장 높아 보호격리가 필요한 시점은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573539)
- [임신 33주에 양막이 파열되어 입원한 산모의 소견이 아래와 같을 때 의심되는 상태는?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=573540)

---

More free questions: [기출·모의문제](https://mymerci.kr/)

_학습 참고용입니다. 실제 임상은 최신 지침과 소속 기관 프로토콜을 따르세요._