산증과 알칼리증

우리 몸에서는 ‘산-염기’가 철저히 균형을 유지하고 있다. 하지만, 이 사이 불균형이 생긴다면 어떤 일이 벌어지는 것일까?

산-염기 불균형
세포는 항상성 유지를 위해 ‘에너지(ATP)’가 필요하다. 영양소와 산소는 다양한 대사과정을 거치면서 ATP를 만들고, 이때 ‘산(물질)을 포함한 대사 노폐물’이 만들어진다. 하지만, 체액에는 ‘완충용액(buffer)’이 있어 pH가 크게 변하지 않도록 산-염기 균형을 유지한다. ‘pH 지수(pH scale)’는 산의 대표주자인 ‘수소이온(H⁺)’ 농도를 측정하기 위한 지수로 0~14까지 구분된다. 중간지점은 7로 중성(neutral)이고, 혈액의 정상 pH는 7.4이다.



용액 안의 자유로운 ‘수소이온(H⁺)’은 분자 간 결합에 중요한 역할을 한다. 만약, 수소이온(H⁺)이 분자 간 비공유결합을 깨뜨리면, 분자 모양은 변하고 세포는 정상적으로 기능하지 못하게 된다.

예를 들어, ‘헤모글로빈(Hb)’은 산소와 결합, 거의 모든 조직에 산소를 공급하는 적혈구(RBC) 단백질이다. 산증(acidosis)이 생기면 헤모글로빈 분자 모양이 변하게 되고, 충분한 산소를 실어 나를 수 없다. 전신적으로 ‘저산소증(hypoxia)’에 빠지면 사망에 이를 수 있다. 쉽게 얘기하면, 산증에서 산소를 실어 나르는 트럭 모양이 바뀌어 필요한 양의 반(1/2)밖에 싣지 못한다면, 호흡수와 심장 박동수가 2배(한 번 더) 늘어나는 것으로 균형을 맞출 수 있다. 하지만, 문제는 심장은 계속 무리해서 뛸 수 없다는 점이다.

산증과 알칼리증
‘산증(acidosis)’과 ‘알칼리증(alkalosis)’은 호흡성, 대사성 등 다양한 원인에 의해 생길 수 있다. 혈액 속 이산화탄소를 증가시키는 폐렴, 흡인, 기도폐쇄, 가슴 손상, 호흡중추 마비 등은 호흡성 산증을 일으킬 수 있다. 그리고 중탄산염(HCO3⁻) 소실을 일으키는 설사, 쇼크, 당뇨병 케톤산증(DKA) 특히, ‘콩팥 질환’이 있는 환자에서 대사성 산증을 쉽게 볼 수 있다.

반대로 이산화탄소를 감소시키는 ‘과다환기’에서는 호흡성 알칼리증이 나타난다. 보통 불안, 고열, 아스피린 과다복용이 원인이다. 그리고 중탄산염(HCO3⁻)이 증가하는 경우로 구토 초기나 위 배액처럼 위 내 염산이 소실된 경우 대사성 알칼리증이 생길 수 있다. 저칼륨혈증과 제산제의 과도한 섭취로도 알칼리증이 발생할 수 있다.

보통 안전장치인 ‘완충용액(buffer)’이 있어 산-염기 불균형을 걱정할 필요는 없다. 하지만, 오랫동안 숨을 얕게 쉬거나 과하게 쉬는 경우 그리고 ‘콩팥 질환’이 있는 사람이라면, 설사와 구토 등 사소한 증상으로도 산-염기 불균형이 생길 수 있다.