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• 탈수와 전해질 이상

  동풍한의원 | 2013.12.30 06:45:25

• 사람의 몸에서 단일물질로 가장 큰 비율을 차지하는 건 물입니다. 나이와 성별에 따라 다르지만 대체로 체중의 50~60%는 물의 무게에 해당합니다. 극단적으로 표현해서 인체는 커다란 물주머니라고도 할 수 있습니다. 이것은 아마도 생명체가 처음 만들어진 환경이 바다-즉 물 속이었기 때문이 아닐까요. 물 밖으로 올라와 생활하도록 진화되었지만 여전히 세포 내의 환경은 바닷속과 상당히 유사합니다. 인체는 항상 같은 수준의 체내 환경을 유지하기 위해 눈물겨운 노력을 하고 있는데, 물과 관련되어서는 특히 두 종류의 항상성 유지에 대단히 많은 공을 들이고 있습니다.

  
  

  첫째는 세포 속과 세포 밖의 물 비율 유지입니다. 체내의 물은 크게 세포 안에 있는 물과 세포 밖에 있는 물(대표적으로 혈액입니다)으로 나뉩니다. 이 비율은 약 2:1로, 세포 내에 있는 물이 세포 밖에 있는 물보다 두 배 가량 많습니다. 세포 밖에 있는 물은 다시 혈관 밖에 있는 물과 혈관 속에 있는 물로 나눌 수 있고, 비율은 약 3:1 입니다. 정상 상태에서 이 비율은 거의 변동 없이 유지되고 있으며, 어느 한 부분의 물이 크게 증가하거나 감소하면 다른 부위의 물을 이동시켜 비율을 되돌립니다.

  
  

  둘째는 물에 녹아 있는 용질의 비율 유지입니다. 체내의 물에 녹아 있는 물질의 종류는 굉장히 많지만, 이 파트에서 제일 중요한 것은 세포 안과 세포 밖의 물에 포함된 전해질의 비율입니다. 세포 안팎의 이온 농도는 뜻밖에 큰 차이를 보이는데, 특히 세포 밖의 물은 Na+ (나트륨 이온)의 비율이 대단히 높고 세포 안의 물은 K+ (칼륨 이온)의 비율이 높습니다. 거꾸로 세포 밖에는 칼륨 이온이 거의 없으며, 세포 안에는 나트륨 이온이 거의 없습니다. 

  
  

  즉 체내의 물은 대단히 부자연스러운 상태로 유지된다는 것입니다. 이 차이를 유지하는 과정을 이해하기 위해서는 삼투 현상과 세포막의 활동을 알아야 합니다. 

  
  

  삼투 현상은 근본적으로는 확산과 같습니다. 물이 담긴 컵에 잉크 한 방울을 떨어뜨리면 잉크는 서서히 컵 전체의 물로 퍼져나갑니다. 이것이 확산입니다. 좀더 물리적으로는 잉크의 농도가 높은 곳에서 잉크의 농도가 낮은 것으로 잉크 분자가 이동하는 것입니다. 삼투는 물의 확산이라고 표현할 수 있는데, 즉 물의 농도가 높은 곳에서 (용액의 농도가 낮은 곳에서) 물의 농도가 낮은 곳으로 (용액의 농도가 높은 곳으로) 물이 이동하는 현상입니다.

  
  

  
  

  삼투 현상의 도해

  
  

  삼투 현상은 자연 현상으로, 굳이 능동적으로 에너지를 소비하지 않고도 언제나 일어납니다. 그러나 이것만으로는 세포 안과 밖의 이온과 기타 물질 농도의 차이를 설명할 수 없습니다. 세포는 자연적으로 가능한 정도 이상으로 큰 이온 농도 차이를 나타내는데, 이것은 세포 자신이 지속적으로 에너지를 소비하면서 이온을 세포 안과 밖으로 이동시키고 있기 때문입니다. 이 중 전해질 농도 차이에 가장 결정적으로 작용하는 것이 세포막에 존재하는 Na-K pump(나트륨 펌프)입니다.

  
  

  
  

  세포는 끊임없이 Na+을 밖으로, K+을 안으로 수송합니다

  
  

  세포 차원에서는 이러한 방법을 이용해 수분과 전해질 농도를 교정한다면, 인체 전체의 차원에서는 신장(Kidney)의 활동이 수분을 조절하고 있습니다. 소변은 인체에서 수분의 양을 조절하는 가장 대표적인 수단이지만, 소변의 성분 비율은 인체 내에 존재하는 다른 물과는 전혀 다릅니다. 체내에 적당한 양의 이온 비율을 유지하기 위해, 신장은 다양한 방법으로 혈류 중 이온 비율을 체크하고 있고 이에 따라 지나치게 많은 성분은 밖으로 배출하고, 부족한 성분은 빠져나가지 않도록 조절합니다. 이 과정 중 정상적인 물질 농도를 거스르기 위해 신장 역시 많은 에너지를 소비합니다.

  
  

  
  

  신장의 전해질 농도 조절과정 모식도

  
  

  
  

  지나치게 간략하게 해설한 감이 있지만, 인체에서 수분과 전해질을 유지하기 위해 일어나는 활동은 대단히 다양하고 복잡합니다. 이것이 무너져서 초래하는 결과는 대부분 치명적입니다. 극단적이고 급성으로 일어나는 수분-전해질 이상은 대개 사망으로 이어지는 응급 상황입니다. 결코 가정이나 일차 의료기관에서 대처할 수 있는 문제가 아닙니다. 중증의 전해질 이상 환자에게 필요한 것은 응급실이지, 자기 스스로 뭔가 시도해보려는 노력은 무의미합니다. 이 점을 분명히 하고, 이하에 설명하는 내용은 만성적이고 경미한 정도의 이상에 해당한다는 것을 명심하시길 바랍니다. 

  
  

  
  

  탈수, 혈량저하증

  
  

  이것은 수분 섭취량을 능가하는 수분 소실로 인해 일어납니다. 흔히 경험할 수 있는 탈수는 지나치게 땀을 흘리거나, 구토-설사가 심한 경우를 들 수 있습니다. 혹은 화상으로 피부를 통한 수분 소실이 많은 경우, 출혈이 심한 경우도 해당됩니다. 정상적으로 하루에 소화기계(위, 대소장)로 들어가는 물의 양은 9L에 달하지만, 이것의 98%는 다시 흡수되어 대변을 통해 배설되는 물의 양은 하루 100~200ml 정도입니다. 즉 심한 설사가 이어지는 환자는 항시 수분이 부족한 상태에 놓이게 됩니다.

  또 하나 중요한 수분 소실 경로는 신장입니다. 신장 자체에 이상이 있는 경우가 아니라도, 당뇨환자 혹은 고단백 공급을 받는 환자는 탈수를 일으킬 수 있습니다. 혈중 당 성분이나 단백질, 요소 성분이 혈액의 삼투압을 높여, 세포 내에서 혈관으로 수분 이동을 초래하기 때문입니다.

  
  

  탈수 환자의 증상은 이차적인 전해질 불균형에 의해 일어납니다. 대부분의 증상은 비특이적으로, 피로, 쇠약, 근육경련, 갈증, 현기증 등이 있습니다. 더욱 심하게 진행되면 혈관 내 용적 수축에 의해 저혈압, 빈맥, 청색증, 정신착란 등을 일으킬 수 있습니다.

  
  

  
  

  전해질 불균형

  
  

  이하에는 전해질 불균형으로 일어나는 신체 변화를 간략하게 언급하였습니다. 다만 전해질 불균형은 이 자체로 질병이 아니며, 여러 다른 질환에 연동된 한 가지 증상일 뿐입니다. 즉 전해질 균형이 무너졌다는 사실 자체를 아는 것 보다도, 전해질 불균형을 일으킨 근본 질병을 찾아 치료할 필요가 있습니다. 또한 전해질 불균형에 의해 나타나는 증상은 대부분 비특이적으로, 증상만으로 전해질 불균형을 진단하는 것은 간단하지 않습니다. 

  
  

  A. 나트륨 이온의 이상

  
  

  나트륨 이온은 세포 외 수분에서 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 소금 섭취와 관련하여 비교적 공급을 조정하기 쉬운 성분이기도 합니다. 나트륨 이온의 농도 이상은 신장에서 농축 기능의 이상이 일어나 발생하기도 하지만, 그보다는 수분의 공급량과 배설량의 조절 실패로 발생하는 경우가 많습니다.

  
  

  저나트륨혈증 : 세포 밖의 수분이 크게 감소하거나(Na 절대량의 부족), 신장이 수분을 적절하게 배설하지 못하여(Na 농도의 저하) 일어날 수 있습니다. Na 농도가 저하하면, 세포 밖 수분의 농도가 저하하면서 삼투 현상에 의해 수분이 세포 안으로 이동합니다. 즉, 세포 차원에서 부종이 일어납니다. 이때 가장 큰 영향을 받는 것은 신경 세포이기 때문에 증상은 대부분 신경학적입니다. 무증상이거나 구역, 피로감이 나타나며, Na 소실이 심해짐에 따라 두통, 기면, 혼돈 등이 일어납니다. 

  
  

  고나트륨혈증 : 대부분 심한 수분 소실로 인해 일어나며, 가장 흔한 원인은 설사입니다. 삼투성 설사는 고나트륨혈증, 분비성 설사는 저나트륨혈증을 일으킬 수 있습니다. (간략한 설명은 [ 이전의 칼럼 ] 에 있습니다) 혈중 Na 농도가 높아지면 즉 세포 외 체액의 삼투압이 높아져, 수분이 세포 안에서 세포 밖으로 이동합니다. 즉 세포 차원에서 탈수가 일어납니다. 역시 가장 큰 영향을 받는 것은 신경세포이며, 이에 따라 쇠약, 신경 근육 과민성, 정신 상태 변화 등이 일어납니다. 뇌세포의 용적이 줄어들면서 지주막하출혈 혹은 뇌출혈의 위험이 높아지기도 합니다.

  
  

  B. 칼륨 이온의 이상

  
  

  칼륨은 세포 내에서 가장 큰 비중을 차지하는 이온입니다. 나트륨 이온이 보통 하루 필요한 양 이상으로 섭취하게 되는 것과 유사하게, 칼륨 이온 역시 극단적으로 영양이 결핍된 상황을 제외하고는 항상 섭취량이 배설량보다 많습니다. 대부분의 칼륨이 세포 내에 들어 있기에 나트륨보다도 농도 변동의 가능성이 적다고 할 수 있지만, 그만큼 칼륨 이온의 농도 변화를 일으키는 질병은 대개 치명적입니다. 칼륨 이온과 관련된 병증은 심각한 내분비계의 질환 혹은 신장의 기능이상, 즉 신부전입니다.

  
  

  칼륨의 역할 중 가장 중요한 것은 나트륨과 함께 세포의 막전위(안정세포막전위)를 유지하는 것입니다. 간단하게, 체내에서 전기적인 반응을 일으켜 신경 신호를 전달하고 세포의 활동을 시작시키는 데 필수적입니다. 때문에 너무 높거나 낮은 칼륨 농도는 세포막의 탈분극을 저하시키거나(저칼륨혈증) 탈분극 시간을 연장시키며(고칼륨혈증) 이것은 세포의 기능저하, 마비로 이어집니다. 심하지 않은 칼륨 농도 이상은 피곤, 근육통, 근육쇠약 등 비특이적 증상을 일으키지만, 중증의 경우는 완전한 마비를 일으키며 특히 호흡근육을 마비시키거나 심장의 박동을 혼란시켜 사망에 이르게 할 수 있습니다.

  
  

  
  

  
  

  수분과 전해질 비율 이상이 보통 응급 상황으로 연결되는 것은 이것이 아주 기초적인 생명 현상에 연관되어 있기 때문입니다. 예컨대 정신 활동과 같은 것은 매우 고차원적인 신경세포 연합 작용으로 일어나는 것으로, 이것이 혼란되어 일어나는 정신질환 - 즉 우울증, 신경과민 - 은 즉시 생명기능에 영향을 미치는 건 아닙니다. 반면 수분과 전해질 균형은 세포라는 생명 현상의 단위에서 일어납니다. 때문에 이것을 정상적으로 유지하기 위한 안전 장치가 다양하고 튼튼하게 준비되어 있지만, 거꾸로 이것이 무너지면 신체 기능을 유지하기 불가능해지는 것입니다.

  
  

  다만 역시 굉장히 복잡한 항상성 유지 기능이 작동하고 있기 때문에 일상적으로는 탈수, 전해질 이상이 응급상황에까지 이르기는 쉽지 않습니다. 하루 정도 설사했다고 당장 큰 문제가 발생하지 않으며, 평소보다 짜게 먹었다고 당장 나트륨 비율이 올라가지 않습니다. 건강 비결로 하루 1리터에서 2리터 이상 물을 마시라고 주장하는 글을 많이 보지만, 대부분의 경우 큰 의미 없습니다. 몸에서 필요한 물의 양은 몸이 알아서 조절하고 있습니다. 물이 부족하면 목이 마른 신호를 만들어내고, 물이 많아지면 소변이 많이 만들어집니다. 목이 마르지 않은데도 건강을 위해 물을 많이 마셔 봐야, 소변이 묽어지는 것 이외의 변화는 기대하기 어렵습니다.

  
  

  그러나 임상적으로, 생명 기능에 영향을 미치지 못할 정도의 경미한 전해질 이상 환자는 종종 마주치게 됩니다. 만정적으로 피로, 무기력, 졸림 등을 호소하는 경우, 내분비계 이상 혹은 소화기 질환이 없는 경우에 한하여 탈수의 치료를 시행하면 호전되는 경우가 많습니다. 이런 경우에는 흔히 땀 분비를 조절하거나 소변 횟수를 조정하는 방법, 즉 수분 대사 기능을 건드리는 방향으로 치료합니다. 심하게 기운이 떨어질 때 고기를 먹거나 링겔을 맞으면 회복된다는 환자를 흔히 보는데, 역시 수분 항상성 조절의 문제로 해석할 수 있습니다.