대한내과학회지 : 제 73 권 부록 2 호 2007
□ 임상강좌 □
－ S 664 －
전해질대사 이상
한양대학교 의과대학 내과학교실
김 근 호
수분 전해질 장애는 중환자에서 흔히 겪는 문제로서, 응급실에 내원한 환자가 만약 신경학 증상, 근육 장애, 구토, 설사, 혹은 중대한 심혈관계 이상을 나타낼 경우 반드시 확인해야 한다. 또한, 적절한 치료를 신속하게 수 행하기 위해서는 원인을 감별하여 전해질대사 이상의 병태생리를 잘 이해하는 것이 선행되어야 한다. 이를 위 하여 환자 자신 및 주변 가족으로부터 자세한 병력 청취 와 환자의 체액상태를 포함한 철저한 신체 검진이 필요 하다. 감별진단을 위하여 요 전해질 및 삼투질농도 등 요 지수들과 혈액가스분석 자료가 일차적으로 도움 된 다. 진단이 내려지면 전해질 장애의 교정 속도를 적절하 게 결정하는 것이 중요하다. 치료 과정에 따른 합병증이 오히려 문제를 더 악화시킬 수도 있기 때문이다.
이 강좌를 통하여, 응급상황으로 발현할 수 있는 전해 질대사 이상으로서 대표적인 급성 전해질 장애들을 검 토하고자 한다. 저나트륨혈증, 고나트륨혈증, 저칼륨혈 증 및 고칼륨혈증의 증례를 소개하고 그 진단 및 치료 과정에 대해 요약한다.
저나트륨혈증
1. 증례76세 여자 환자가 2일 전 발생한 오심과 구토를 주소 로 응급실에 내원하였다. 환자는 10년 전 당뇨병을 진단 받아 경구혈당강하제로 혈당을 조절하였고, 2년 전부터 는 고혈압이 발견되어 인근 의원에서 항고혈압제를 처 방받아 복용하고 있었다. 한편, 양측 무릎관절 통증이 반 복되어 간헐적으로 관절내 주사 치료를 받았다고 한다.
내원하여 측정한 혈압은 110/70 mmHg였고, 신체검진에 서 정상체액으로 보였다. 응급화학검사 결과 혈청 Na+-K+-Cl--tCO2 117-3.8-81-21.0 mEq/L, 혈당 120 mg/dL, BUN 17 mg/dL, 혈청 크레아티닌 1.1 mg/dL, 혈청 삼투질농도 245 mOsm/kg H2O, 요 삼투질농도
381 mOsm/kg H2O, 요 Na+-K+-Cl- 91-50-82 mEq/L였 다. 환자는 등장성 생리식염수를 주입 받았고, 이후 3시 간, 6시간 및 14시간 지나서 추적한 혈청 Na+ 농도가 각 각 121, 127, 134 mEq/L로 상승하였다. 입원하여 환자가 최근 복용하던 약물을 검토한 결과 sulfonylurea, metformin, angiotensin II receptor blocker, thiazide 이 뇨제였고, 그 중 thiazide 이뇨제인 Dichlozid의 복용을 중단시켰다. 혈청 요산 농도는 3.9 mg/dL였고, 갑상선기 능검사와 ACTH 자극검사 결과 정상범위였다. 등장성 생리식염수는 24시간째 혈청 Na+ 농도가 138 mEq/L로 정상화된 것을 확인하고 주입을 중단하였다. 이후 혈청 Na+ 농도는 줄곧 안정적인 경과를 보였다.
2. 토의
증상이 있는 저나트륨혈증은 대개 혈청 나트륨 농도 가 120-125 mEq/L 미만으로서 그 발생 속도가 빠른 경 우이다1). 그 증상은 중추신경계와 관련하여 상기 환자처 럼 오심과 구토 혹은 두통이 흔하고, 심하면 의식장애, 혼수 및 경련이 발생한다.
저나트륨혈증의 감별진단은 혈청 삼투질농도 측정으 로 시작한다. 대부분의 저나트륨혈증은 이 환자와 같이 저장성이고, 그 경우 신체검진에 근거한 체액량 변화를 감별한다. 그러나 신체검진만으로 체액량 상태를 평가하 기가 쉽지 않다. 특히 체액감소와 정상체액을 구분하기 가 곤란하므로 혈압과 맥박의 체위성 변화가 있는지 반 드시 확인해야 하고, 등장성 생리식염수 주입을 통해 체 액감소 여부를 후향적으로 확인할 수 있다. 신외 소실에 의한 체액감소성 저나트륨혈증이라면 요 나트륨 농도가 체액량 변화를 더 민감하게 반영할 것이다.
상기 환자에서는 결과적으로 등장성 생리식염수 주입 과 복용하던 이뇨제 중단만으로 저나트륨혈증이 교정되 었다. 따라서 저나트륨혈증의 원인은 이뇨제에 의한 나 트륨 신소실로 생각할 수 있다. Thiazide 이뇨제에 의한
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저나트륨혈증은 대부분 몸집이 작은 여자 노인에서 발생한다2). 감수성이 있는 환자에서는 thiazide 투여 후 대 개 2주 내에 저나트륨혈증이 발생하지만, 어떤 환자에서 는 오랜 기간 별 이상 없이 지내다가 수분섭취가 증가하 는 일화에 의해 저나트륨혈증이 촉진된다3). 일부 환자에 서는 체액감소 소견이 있지만, 대부분의 경우 증례와 같 이 정상체액으로 나타난다4). 따라서 BUN과 혈청 크레 아티닌 및 요산 농도도 정상이거나 약간 낮다5).
증상을 동반하고 48시간 이내에 발생한 급성 저나트 륨혈증이라면 뇌부종의 위험이 높으므로6), 3% NaCl 수 액을 사용하여 혈청 나트륨 농도가 한 시간에 2 mEq/L 씩 상승하도록 교정하는 것이 좋다1). 그러나 너무 빠른 속도로 교정하면 osmotic demyelination에 의한 central pontine myelinolysis가 발생할 우려가 있으므로, 24시간 에 걸쳐 상승하는 혈청 나트륨 농도가 8-12 mEq/L 되 도록 교정하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 3% NaCl 수액을 1-2 mL/kg/h 속도로 주입하면서 유리수분 배설 을 증가시키고자 furosemide를 병합 투여하는 방법이 사용된다1).
고나트륨혈증
1. 증례92세 여자 환자가 의식장애를 주소로 응급실에 내원 하였다. 환자는 과거에 비교적 건강하였고, 1년 전부터 가족과 떨어져 요양원에서 지냈다. 따라서 환자 및 가족 으로부터 자세한 현병력을 청취할 수 없었고, 다만 과거 력에서 당뇨병, 고혈압, 결핵 및 간질환은 없었다. 활력 징후는 혈압 100/60 mmHg, 맥박 88 회/분, 호흡 18 회/
분, 체온 37.1℃였다. 의식 수준은 기면상태였고, 엉치뼈 앞에 10×8 cm 크기의 욕창이 있었다. 피부는 따뜻했으 나 건조하였고, 피부 긴장도는 감소하였으며 하지에서 함요부종은 관찰되지 않았다. 응급화학검사 결과 혈청 Na+-K+-Cl--tCO2 172-3.7-136-21.9 mEq/L, BUN 47 mg/dL, 혈청 크레아티닌 1.6 mg/dL, 혈청 삼투질농도 352 mOsm/kg H2O, 요 삼투질농도 720 mOsm/kg H2O, 요 Na+-K+-Cl- 78-45-47 mEq/L였다. 환자는 반등장성 식염수를 주입 받았고, 48시간 지나서 추적한 검사 결과 는 혈청 Na+-K+-Cl--tCO2 157-3.2-126-21.3 mEq/L, BUN 27 mg/dL, 혈청 크레아티닌 1.2 mg/dL였다. 그러 나 의식상태가 호전되지 않아서 뇌 컴퓨터단층촬영을
시행한 결과 만성 경막하출혈이 발견되었다.
2. 토의
급성으로 발생하여 혈청 나트륨 농도가 158-160 mEq/L 이상 되면 증상을 유발할 수 있다7). 수분섭취 부 족을 초래하는 갈증 장애가 고나트륨혈증의 주요 병인 이므로, 의식 장애가 있거나 갈증중추인 시상하부 병변 이 있는 환자 또는 영아와 노인에서 고나트륨혈증이 주 로 발생한다. 본 증례에서는 두개내혈종에 의한 의식장 애에 의해 수분섭취 부족이 발생하였고, 요양원에 수용 된 노인이라는 처지가 갈증의 생리학적 역할 수행을 저 해하였을 것으로 생각된다. 한편, 고나트륨혈증에 의한 급성 뇌위축이 대뇌출혈 혹은 지주막하출혈을 유발하기 도 한다8).
고나트륨혈증의 감별진단과 치료방침 수립에 있어서 체액량 평가가 중요하다. 만약 저혈압 등 체액감소 소견 이 있다면 우선 전신 혈역학이 안정될 때까지 등장성 식 염수를 투여하고, 그 이후엔 수분결핍을 보충하기 위해 반등장성 식염수 혹은 5% 포도당 용액을 주입한다. 증 례에서는 체액결핍을 의심하여 반등장성 식염수를 주입 하였고, 이후 신전 질소혈증이 개선되었다. 한편, 체액과 다를 동반한 고나트륨혈증에서는 과도한 나트륨을 배설 시키고자 5% 포도당 용액과 함께 이뇨제를 투여한다.
나트륨 장애를 동반하지 않은 단순 수분결핍으로서 정 상체액 소견이라면 5% 포도당 용액만으로 고나트륨혈 증을 교정한다1). 이때 수분결핍량(water deficit)을 환자 의 체중(BW)과 혈청 나트륨 농도(Na)로부터 다음과 같 이 계산할 수 있다.
water deficit = ([Na/140] - 1)×BW×0.5 (여자, 0.4) 수 시간 내에 발생한 고나트륨혈증이라면 혈청 나트 륨 농도가 한 시간에 1 mEq/L씩 상승하도록 빨리 교정 하는 것이 경련과 뇌부종의 위험을 줄이는 효과적이다9). 그러나 언제 시작되었는지 모르는 고나트륨혈증에서는 혈청 나트륨 농도의 하강속도가 0.5 mEq/L/h를 초과하 지 않는 것이 바람직하다7).
저칼륨혈증
1. 증례26세 남자 환자가 금일 새벽, 잠에서 깬 뒤 갑자기 발 생한 사지마비를 주소로 응급실에 내원하였다. 환자는
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평소 건강하게 지내다가 8개월 전부터 사지마비 증상이간간이 발생하였다. 마비 증상은 잠을 자고난 다음이거 나 심한 운동 후에 일시적으로 발생하였고, 하지에서 시 작하여 상지로 진행하는 경향이었으며, 식사와는 무관하 였다. 최근 들어 그 발작 간격이 짧아졌고, 지난 1개월간 체중이 7 kg 감소하였다. 활력징후는 혈압 110/70 mmHg, 맥박 98 회/분, 호흡 20 회/분, 체온 36.7℃였고, 응급화 학검사 결과 혈청 Na+-K+-Cl--tCO2 146-1.7-111-26.5 mEq/L였다. 염화칼륨을 정맥 투여하면서 환자의 증상 은 호전되었고, 8시간 지나서 추적한 검사 결과는 혈청 Na+-K+-Cl--tCO2 143-4.9-107-21.9 mEq/L, 요 Na+- K+-Cl- 91-24-73 mEq/L였다. 혈청 Mg 2.5 mg/dL (참 고범위 1.5-2.5)였고, 동맥혈가스분석 결과 pH-PaCO2- PaO2-HCO3-
7.38-42.9 mmHg-100 mmHg-24.6 mEq/L 였다. 갑상선기능검사에서는 T3 452 ng/dL(참고범위 80-200), free T4 4.1 ng/dL(참고범위 0.9-1.7), TSH 0.01 mU/L(참고범위 0.27-4.2)였다.
2. 토의
증례는 결국 갑상선기능항진증에 의한 주기마비 (poeriodic paralysis) 환자였다. 혈청 칼륨 농도가 2.0 mEq/L 미만인 심한 저칼륨혈증에서는 상행 마비가 진 행하여 호흡부전까지 이를 수 있다10). 따라서 저칼륨혈 증에 의한 주기마비에서는 칼륨의 세포내 이동에 의한 저칼륨혈증 중 예외적으로 칼륨 보충을 필요로 한다11). 또한, 칼륨의 세포내 이동을 차단시키고자 propranolol을 병합 투여해야 하고, 궁극적으로는 항갑상선제제 투여가 필요하다12).
저칼륨혈증이 심하고 증상을 수반한다면 경정맥으로 염화칼륨(KCl)을 투여하면서 심전도와 혈청 칼륨의 모 니터링이 필요하다. 한편, 인산염 결핍이 심하다면 ptassium phosphate를 사용하고, 대사성산증이 동반되 었다면 potassium bicarbonate로 보충하는 것이 유리하 다11). 염화칼륨을 혼합하는 수액은 칼륨의 세포내 이동 을 자극할 수 있는 포도당 용액 대신 등장성 식염수 혹 은 반등장성 식염수를 선택한다. 만약 다량의 칼륨을 보 충하고 싶다면 60 mEq/L 이하의 농도로 중심정맥을 이 용하고, 말초정맥의 경우에는 40 mEq/L 이하의 농도로 희석시킨다. 급성심근경색 환자에서 중대한 심실부정맥 이 발생한 경우를 제외하곤 투여속도를 20 mEq/h 이하 로 제한한다. 따라서 증례와 같은 경우 염화칼륨을 10
mEq/h로 투여할 수 있으나12), 반동고칼륨혈증의 가능성 에 유의해야 한다13).
혈청 칼륨 농도로부터 칼륨 결핍량을 계산하기는 어 렵지만, 혈청 칼륨 농도가 0.3 mEq/L 감소할 때마다 100 mEq의 칼륨이 부족하다고 대략 판단할 수 있다10). 그러 나 대사성산증이 동반된 경우에는 이보다 결핍량이 더 클 것임을 염두에 두고 교정한다14).
고칼륨혈증
1. 증례57세 남자 환자가 심한 하지쇠약을 주소로 응급실에 내원하였다. 환자는 20년 전 당뇨병을 진단받았고, 5년 전부터 당뇨병성 신증에 대하여 신장내과 외래에서 진 료 받고 있었다. 혈당과 혈압 조절을 위하여 각각 repaglinide와 diltiazem을 복용 중이었다. 내원 당시 혈 압은 120/80 mmHg, 창백해 보이지는 않았으며 부종은 거의 없어 보였다. 양측 하지에서 모두 운동 쇠약 및 감 각 둔화가 있었고, 상지 근력이 저하되었다. 응급 생화학 검사에서 혈청 Na 138 mEq/L, K 7.8 mEq/L, Cl 110 mEq/L, total CO2 14.2 mEq/L였고, BUN 44 mg/dL, 혈 청 크레아티닌 4.1 mg/dL, 혈당 120 mg/dL였다. 심전도 에서는 tall T wave 외에 특이 소견은 없었다. 동맥혈가 스분석 결과 pH-PaCO2-PaO2-HCO3-
7.29-32.9 mmHg- 115 mmHg-15.6 mEq/L였고, 혈청 삼투질농도 298 mOsm/kg H2O, 요 삼투질농도 350 mOsm/kg H2O, 요 Na+-K+-Cl- 73-32-44 mEq/L였다. 갑상선기능검사는 정상 소견이었고, 혈장 레닌활성도 1.9 ng/mL/hr(참고 범위 0.15-3.95), 알도스테론 1.0 ng/dL 미만(참고범위 1.0-31.0)였다.
2. 토의
비록 심전도에 경한 변화가 있더라도 혈청 칼륨 농도 6.5 mEq/L 이상의 심한 고칼륨혈증은 치명적인 부정맥 으로 진행할 수 있기에 응급상황이다. 또한 실제로 고칼 륨혈증 정도와 심전도 변화 사이에는 연관성이 별로 없 다15).
우선 심장의 흥분을 가라앉히고자 10% calcium gluco- nate 10-20 mL을 2～5분에 걸쳐 주입한다. 그 효과는 1-3분 내에 시작하여 30～60분 지속하므로, 칼륨을 세포 내로 이동시키는 조치도 함께 취한다. 즉, regular insulin 10단위를 50% 포도당 용액 50 mL에 섞어서 정맥주사
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한다. 만약 혈당이 높은 당뇨병 환자라면 포도당 없이인슐린만 투여할 수 있다. 이 효과는 15-20분 내에 시작 하여 4-6시간 지속한다. 혈당을 잘 모니터링 해야 하고, 0.5-1.5 mEq/L 정도 혈청 칼륨의 저하를 기대할 수 있 다. 또한 이와 병행하여 β2-adrenergic agonist인 albuterol 10-20 mg을 분무할 수 있다. 그 효과는 30분 내에 시작 하여 90-120분에 최대 효과를 발휘하고, 0.6-1.0 mEq/L 정도의 혈청 칼륨 저하를 기대할 수 있다9). 만약 대사성 산증이 동반되었다면 8.4% NaHCO3 용액을 20-60 mL 정맥주사 할 수 있다.
이러한 응급조치 후에는 궁극적인 칼륨 배설을 위해 혈액투석을 고려할 수 있다. 그러나 이를 위한 준비에는 시간이 소요되므로, 고리이뇨제인 furosemide 40-80 mg 을 정맥주사 하거나 Kayexalate 혹은 Kallimate와 같은 양이온교환수지를 경구 혹은 관장으로 투여하는 것이 도움 된다9).
환자가 부정맥의 위험에서 벗어났다고 판단되면 고칼 륨혈증의 원인에 대해 감별진단 하여 그 예방책을 강구 한다. 증례의 경우처럼 대부분의 고칼륨혈증에서는 신부 전에 의한 칼륨의 신배설 저하가 기저요인으로 작용한 다. 또한 만성콩팥병에서 단백뇨 조절을 위해 사용하는 안지오텐신전환효소억제제 혹은 안지오텐신수용체길항 제가 고칼륨혈증의 촉진요소로 작용했을 가능성이 있다.
한편, 채혈과정의 미숙이나 심한 백혈구증가증 혹은 혈 소판증가증과 같은 pseudohyperkalemia의 요소를 배제 하고, 칼륨섭취 과다 및 칼륨의 세포외 이동 증가가 추 가되었는지 확인해야 한다. 증례에서는 사구체여과율 저 하 외에 저알도스테론증에 의한 칼륨의 분비 저하가 고 칼륨혈증의 병인으로 작용하였다. 합성 염류코르티코이 드인 9α-fludrocortisone을 투여하여 피질집합관의 칼륨 분비 지표인 transtubular K gradient(TTKG)가 개선되 는지 확인하여 알도스테론 결핍 혹은 저항 여부를 감별 할 수 있다16).
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