우리 몸은 정상적인 세포 기능을 유지하기 위해 혈액의 pH를 약 7.35~7.45로 유지한다. 혈액의 pH가 7.35보다 낮아지면 산성 상태, 7.45보다 높아지면 알칼리성 상태로 판단한다.
산-염기 균형은 주로 다음 두 기관에 의해 조절된다.
- 폐: 이산화탄소를 배출하여 산을 조절한다.
- 신장: 수소이온을 배설하고 중탄산염을 보존하거나 배설한다.
폐의 이상으로 PaCO₂가 변하면 호흡성 장애, 신장이나 대사 과정의 이상으로 HCO₃⁻가 변하면 대사성 장애로 분류한다.
1. 동맥혈가스분석(ABGA) 정상범위
| 항목 | 정상범위 | 의미 |
|---|---|---|
| pH | 7.35~7.45 | 혈액의 산성·알칼리성 정도 |
| PaO₂ | 80~100 mmHg | 동맥혈의 산소화 상태 |
| PaCO₂ | 35~45 mmHg | 호흡성 산-염기 상태 |
| HCO₃⁻ | 22~26 mEq/L | 대사성 산-염기 상태 |
| SpO₂ | 95~100% | 말초 산소포화도 |
- pH가 7.45보다 높으면 알칼리증이다.
- pH가 7.35보다 낮으면 산증이다.
- PaCO₂는 산성 성분이므로 증가하면 pH가 낮아지고, 감소하면 pH가 높아진다.
- HCO₃⁻는 알칼리성 성분이므로 증가하면 pH가 높아지고, 감소하면 pH가 낮아진다.
- PaO₂는 산증과 알칼리증을 직접 분류하는 수치는 아니지만, 저산소증과 폐기능 상태를 확인하기 위해 함께 평가한다.
2. 알칼리증
호흡성 알칼리증과 대사성 알칼리증 비교
| 구분 | 호흡성 알칼리증pH ↑, PaCO₂ ↓ | 대사성 알칼리증pH ↑, HCO₃⁻ ↑ |
|---|---|---|
| 정의 | 폐포의 과도한 환기로 CO₂가 지나치게 배출되어 혈액의 pH가 상승하는 상태 | 체내 산이 과도하게 소실되거나 HCO₃⁻가 증가하여 혈액의 pH가 상승하는 상태 |
| 주요 기전 | 과호흡 → CO₂ 배출 증가 → PaCO₂ 감소 → 탄산과 수소이온 감소 → pH 상승 | 수소이온 소실 또는 HCO₃⁻ 증가 → 혈액 내 염기 증가 → pH 상승 |
| 원인 | · 불안, 공황, 긴장에 의한 과호흡 · 발열 · 통증 · 저산소증 · 폐렴, 폐색전증, 천식 초기 · 고산지대 · 패혈증 초기 · 뇌손상, 뇌종양, 뇌염 · 임신· 살리실산 중독 초기 · 갑상샘기능항진증 · 인공호흡기의 과도한 환기 | · 지속적인 구토 · 위액 흡인 · 위산의 과도한 소실 · HCO₃⁻ 또는 제산제 과다섭취 · 루프이뇨제와 티아지드계 이뇨제 사용 · 저칼륨혈증 · 저염소혈증 · 탈수와 체액량 감소 · 고알도스테론증 · 쿠싱증후군 · 대량수혈 후 구연산 대사 |
| 호흡양상 | 빠르고 깊은 호흡, 과호흡 | 호흡성 보상으로 느리고 얕은 호흡이 나타날 수 있음 |
| 신경계 증상 | · 어지럽고 얼얼한 느낌 · 가벼운 두통· 불안, 초조 · 집중력 저하· 혼돈 · 실신· 심한 경우 경련 | · 두통 · 혼돈· 기면· 지각 이상 · 심하면 경련 또는 의식저하 |
| 근육 및 감각 증상 | · 입 주위 저림 · 손가락과 발가락 저림 · 근육경련· 수족연축· 반사항진 | · 근육 약화· 근육경련 · 손발 저림 · 수족연축· 반사항진 |
| 심혈관 증상 | · 심계항진· 빈맥· 부정맥 | · 심계항진· 부정맥· 혈압저하 가능 |
| 전해질 변화 | · 이온화 칼슘 감소 · 저칼륨혈증 가능 | · 저칼륨혈증 · 저염소혈증 · 이온화 칼슘 감소 |
| pH | 7.45 초과 | 7.45 초과 |
| PaCO₂ | 35 mmHg 미만 | 보상 전에는 정상, 보상 시 증가 |
| HCO₃⁻ | 급성에서는 정상 또는 약간 감소만성에서는 신장 보상으로 감소 | 26 mEq/L 초과 |
| PaO₂ | 불안성 과호흡에서는 정상 또는 약간 증가할 수 있음폐렴, 폐색전증, 고산지대에서는 감소 가능 | 대체로 정상이나 보상성 저환기가 심하면 감소 가능 |
| 보상기전 | 신장이 HCO₃⁻ 재흡수를 감소시키고 소변으로 배설함 | 폐가 호흡수를 감소시켜 CO₂를 체내에 보유함 |
| 간호 | · 호흡수, 깊이, 양상 관찰 · 산소포화도와 ABGA 확인 · 저산소증이 있으면 산소 공급 · 불안과 공포를 감소시키고 안정된 환경 제공 · 호기된 공기를 다시 호흡 (종이 봉투사용) → 혈중pCO₂ 증가 · 통증과 발열 조절 · 어지럼과 실신에 대비해 낙상 예방 · 전해질과 심전도 관찰 | · 의식수준과 신경학적 상태 확인 · 구토와 비위관 배액량 확인 · 섭취량과 배설량 측정 · 체액부족과 탈수 사정 · 처방에 따라 생리식염수 공급 · K⁺와 Cl⁻ 보충 · 항구토제 투여 · 이뇨제 사용 여부와 용량 확인 · 심전도와 부정맥 관찰 · 보상성 저환기와 저산소증 관찰 |
알칼리증 핵심 구분
- 호흡성 알칼리증: 과호흡으로 CO₂가 감소한 상태
- 대사성 알칼리증: 산의 소실 또는 HCO₃⁻ 증가로 발생한 상태
- 두 알칼리증 모두 저칼륨혈증과 저칼슘혈증에 의한 저림, 경련, 부정맥이 나타날 수 있다.
3. 산증
호흡성 산증과 대사성 산증 비교
| 구분 | 호흡성 산증pH ↓, PaCO₂ ↑ | 대사성 산증pH ↓, HCO₃⁻ ↓ |
|---|---|---|
| 정의 | 폐포 환기가 감소하여 CO₂가 충분히 배출되지 못하고 체내에 축적되어 pH가 감소하는 상태 | 체내에 산이 과도하게 생성·축적되거나 HCO₃⁻가 과도하게 소실되어 pH가 감소하는 상태 |
| 주요 기전 | 저환기 → CO₂ 축적 → PaCO₂ 증가 → 탄산과 수소이온 증가 → pH 감소 | 산 생성·축적 또는 HCO₃⁻ 소실 → 수소이온 증가 → pH 감소 |
| 원인 | · COPD· 만성기관지염 · 폐렴 · 중증 천식· 폐부종 → 폐포환기 면적 감소 · 기도폐쇄 · 이물질이나 점액마개 · 아편유사제, 진정제, 마취제에 의한 호흡중추 억제 · 연수의 호흡 중추 손상 · 뇌손상· 척수손상· 중증근무력증 · 길랭-바레증후군 · 흉곽 손상이나 변형 · 비만저환기증후군 · 인공호흡기의 환기 부족 | · 당뇨병성 케톤산증 · 기아성·알코올성 케톤산증 → 산성물질 생성 증가 · 젖산산증· 쇼크, 패혈증, 심정지 · 신부전· 심한 설사 · 장루나 췌장액 소실 · 메탄올, 에틸렌글리콜, 살리실산 중독 · 산성물질 과다섭취 · 다량의 생리식염수 투여 · 심한 저산소증 |
| 호흡양상 | · 느리고 얕은 호흡 · 저환기· 호흡곤란 · 심하면 호흡정지 | · 깊고 빠른 호흡 · 과다환기(보상: 쿠스마울 호흡) · 쿠스마울 호흡 |
| 신경계 증상 | · 두통· 흐린 시야· 불안 또는 초조 · 혼돈· 졸림· 기면· 심하면 혼수 | · 두통· 피로· 무기력· 혼돈· 졸림 · 기면· 심하면 혼수 |
| 심혈관 증상 | · 빈맥· 부정맥· 혈압 변화 · 심하면 심박출량 감소 | · 빈맥· 저혈압· 심근수축력 감소 · 부정맥· 심하면 쇼크 |
| 피부 및 기타 증상 | · CO₂로 인한 혈관확장으로 피부가 따뜻하고 붉어질 수 있음 · 발한· 청색증 | · 피부 건조· 탈수 · 말초관류 저하 · 오심, 구토, 복통 |
| 전해질 변화 | · 고칼륨혈증 가능 · 만성에서는 HCO₃⁻ 증가 | · 고칼륨혈증이 흔함 · 원인에 따라 나트륨과 염소 변화 |
| pH | 7.35 미만 | 7.35 미만 |
| PaCO₂ | 45 mmHg 초과 | 보상 전에는 정상, 보상 시 감소 |
| HCO₃⁻ | 급성에서는 정상 또는 약간 증가만성에서는 신장 보상으로 증가 | 22 mEq/L 미만 |
| PaO₂ | 환기부전으로 감소하는 경우가 많음 | 원인에 따라 정상 또는 감소하며, 쇼크와 저산소증에서는 감소 가능 |
| 보상기전 | 신장이 H⁺를 배설하고 HCO₃⁻를 재흡수하여 증가시킴 | 폐가 깊고 빠른 호흡으로 CO₂를 배출함 |
| 간호 | · 가장 먼저 기도와 환기 유지 · 호흡수, 깊이, 호흡음을 사정 · 산소포화도와 ABGA 관찰 · 의식수준에 맞는 안전대책 적용 · 기도 분비물 제거와 체위배액 · 처방에 따라 기관지확장제 투여 · 호흡억제성 약물 투여 금지 또는 용량 확인 · 필요 시 해독제 투여 · 비침습적 또는 기계적 환기 준비 · COPD 환자는 처방된 범위에서 산소 투여 | · 기도와 순환 상태 확인 · 의식수준에 맞는 안전대책 적용 · 활력징후, 심전도, 소변량 관찰 · 섭취량과 배설량 측정 · 수분과 전해질 공급 · 원인에 따라 인슐린 투여 · 쇼크와 패혈증 치료 보조 · 신부전 시 투석 준비 · 중증 산증에서 처방에 따라 중탄산나트륨 투여 · 고칼륨혈증과 부정맥 관찰 · 마약성진통제 사용금지: 호흡억제 |
산증 핵심 구분
- 호흡성 산증: 호흡이 부족해 CO₂가 체내에 쌓인 상태
- 대사성 산증: 체내 산이 증가하거나 HCO₃⁻가 감소한 상태
- 호흡성 산증은 저환기와 의식저하가 특징적이다.
- 대사성 산증은 깊고 빠른 쿠스마울 호흡과 고칼륨혈증이 특징적이다.
4. 네 가지 산-염기 장애 한눈에 보기
| 구분 | pH | PaCO₂ | HCO₃⁻ | 핵심 원인 |
|---|---|---|---|---|
| 호흡성 알칼리증 | ↑ | ↓ | 정상 또는 보상성 ↓ | 과호흡 |
| 대사성 알칼리증 | ↑ | 정상 또는 보상성 ↑ | ↑ | 산 소실, HCO₃⁻ 증가 |
| 호흡성 산증 | ↓ | ↑ | 정상 또는 보상성 ↑ | 저환기, CO₂ 축적 |
| 대사성 산증 | ↓ | 정상 또는 보상성 ↓ | ↓ | 산 축적, HCO₃⁻ 소실 |
5. 암기 방법
호흡성 장애
pH와 PaCO₂가 반대 방향이다.
- pH ↑, PaCO₂ ↓ → 호흡성 알칼리증
- pH ↓, PaCO₂ ↑ → 호흡성 산증
대사성 장애
pH와 HCO₃⁻가 같은 방향이다.
- pH ↑, HCO₃⁻ ↑ → 대사성 알칼리증
- pH ↓, HCO₃⁻ ↓ → 대사성 산증
