1. 항상성 유지란?
항상성(homeostasis)이란 신체 내부 환경을 일정하게 유지하려는 생리적 과정이다. 체액의 균형, 전해질 농도, 산-염기 평형 등이 이에 해당하며, 이를 조절하는 주요 기관으로 신장, 폐, 내분비계 등이 있다.
2. 체액과 전해질 균형
2.1 체액의 구성과 역할
체액은 신체의 약 60%를 차지하며, 세포내액(intracellular fluid, ICF)과 세포외액(extracellular fluid, ECF)으로 나뉜다. 세포외액은 혈장과 간질액(interstitial fluid)으로 구성되며, 세포 내·외 환경을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
2.2 전해질과 그 기능
전해질(electrolytes)은 체액에 용해되어 이온 형태로 존재하는 물질로, 신체 기능 유지에 필수적이다. 주요 전해질과 정상 범위 및 기능은 다음과 같다:
- 나트륨(Na⁺) [135-145 mEq/L]: 세포외액의 주요 양이온으로, 삼투압 조절과 신경 자극 전달, 체액 균형 유지에 관여한다.
- 칼륨(K⁺) [3.5-5.0 mEq/L]: 세포내액의 주요 양이온으로, 심장 박동 조절, 근육 수축, 신경 전달에 필수적이다.
- 칼슘(Ca²⁺) [8.5-10.5 mg/dL]: 뼈와 치아 형성, 신경 전달, 근육 수축, 혈액 응고 과정에 중요하다.
- 마그네슘(Mg²⁺) [1.5-2.5 mEq/L]: 효소 활성 조절, 신경근 기능 조절, 심장 기능 유지에 관여한다.
- 염화물(Cl⁻) [95-105 mEq/L]: 세포외액의 주요 음이온으로, 산-염기 균형 유지, 삼투압 조절, 나트륨과 함께 체액 균형 유지에 기여한다.
- 중탄산염(HCO₃⁻) [22-26 mEq/L]: 체내 pH 조절을 담당하며, 산-염기 균형 유지에 중요한 역할을 한다.
- 인산(PO₄³⁻) [2.5-4.5 mg/dL]: 뼈와 치아 건강 유지, 에너지 대사 과정에서 ATP 생산에 기여한다.
3. 체액과 전해질 불균형
3.1 체액 불균형
- 탈수(Dehydration): 체액이 부족할 때 발생하며, 원인으로는 과도한 발한, 설사, 구토 등이 있다. 증상으로는 저혈압, 빈맥, 피부 건조, 갈증 등이 나타난다.
- 과수화(Overhydration): 체액이 과도하게 증가할 때 발생하며, 원인으로는 신부전, 심부전, 과도한 수액 투여 등이 있다. 증상으로는 부종, 호흡곤란, 고혈압 등이 나타난다.
3.2 전해질 불균형
- 고나트륨혈증(Hypernatremia, Na⁺ > 145 mEq/L): 심한 탈수, 과도한 나트륨 섭취 등이 원인이다. 증상으로는 갈증, 신경과민, 혼수 등이 나타날 수 있다.
- 저나트륨혈증(Hyponatremia, Na⁺ < 135 mEq/L): 과도한 수분 섭취, 신부전 등이 원인이며, 의식 혼미, 경련, 두통 등의 증상이 나타날 수 있다.
- 고칼륨혈증(Hyperkalemia, K⁺ > 5.0 mEq/L): 신부전, 칼륨 보충 과다 등이 원인이며, 심장 부정맥, 근육 약화, 마비가 나타날 수 있다.
- 저칼륨혈증(Hypokalemia, K⁺ < 3.5 mEq/L): 이뇨제 사용, 구토, 설사 등이 원인이며, 근육 경련, 심장 부정맥, 무력감이 발생할 수 있다.
- 고칼슘혈증(Hypercalcemia, Ca²⁺ > 10.5 mg/dL): 부갑상선 기능 항진증, 비타민 D 과다 섭취 등이 원인이며, 피로감, 변비, 신장 결석 등의 증상이 나타날 수 있다.
- 저칼슘혈증(Hypocalcemia, Ca²⁺ < 8.5 mg/dL): 비타민 D 결핍, 신장질환 등이 원인이며, 근육 경련, 신경과민, 골다공증이 발생할 수 있다.
4. 산-염기 균형
4.1 산-염기 균형의 개념
체내의 pH는 7.35~7.45 범위를 유지해야 한다. pH 균형이 깨지면 신체 기능에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
4.2 체내 산-염기 조절 기전
- 완충 시스템(Buffer systems): 혈액 내 pH를 조절하는 역할을 하며, 대표적으로 중탄산염-탄산 시스템이 있다.
- 호흡기 조절: 폐를 통해 이산화탄소(CO₂)를 배출하여 pH를 조절한다.
- 신장 조절: 신장은 수소이온(H⁺)을 배출하고 중탄산염을 재흡수하여 pH를 조절한다.
4.3 산-염기 불균형
- 대사성 산증(Metabolic Acidosis): 신장의 기능 저하, 설사로 인한 중탄산염 소실, 당뇨성 케톤산증 등으로 인해 발생할 수 있다. 증상으로는 빠른 호흡(Kussmaul 호흡), 피로감, 의식 변화 등이 나타난다.
- 대사성 알칼리증(Metabolic Alkalosis): 구토, 이뇨제 사용 등으로 중탄산염이 증가하거나 산 손실이 발생할 때 나타난다. 증상으로는 근육 경련, 무력감, 호흡 억제 등이 있다.
- 호흡성 산증(Respiratory Acidosis): 폐에서 이산화탄소 배출이 저하될 때 발생하며, 원인으로는 COPD, 호흡 근육 약화, 마취제 사용 등이 있다. 증상으로는 호흡 곤란, 두통, 의식 저하 등이 포함된다.
- 호흡성 알칼리증(Respiratory Alkalosis): 과호흡으로 인해 이산화탄소가 과도하게 배출될 때 발생하며, 원인으로는 과호흡 증후군, 고산병, 불안 등이 있다. 증상으로는 어지럼증, 손발 저림, 의식 변화 등이 나타난다.
5. 결론
항상성 유지란 신체가 체액, 전해질, 산-염기 균형을 일정하게 유지하는 중요한 과정이다. 이를 조절하는 주요 기관인 신장, 폐, 내분비계의 역할이 중요하며, 균형이 깨질 경우 심각한 건강 문제가 발생할 수 있다. 따라서 적절한 수분과 영양 공급, 질환 예방 및 치료가 필요하며, 간호사는 이를 이해하고 효과적인 중재를 수행해야 한다.
