산과 염기의 균형 — 시소를 붙든 두 손, 빠른 폐와 느린 콩팥

「피가 산 쪽으로 기울었습니다」

중환자실 면회 시간, 담당 의사가 동맥에서 뽑은 피의 결과를 보며 「피가 산 쪽으로 기울어 있습니다」라고 말합니다. 보호자는 고개를 끄덕이지만, 피가 산 쪽으로 기운다는 것이 무슨 뜻인지, 그것이 왜 걱정인지는 잘 모릅니다.

응급실에서도 비슷한 말이 오갑니다. 장염으로 며칠 설사를 한 사람과 토를 거듭한 사람이 나란히 피검사를 받습니다. 둘 다 배탈인데, 한 사람은 산 쪽으로, 다른 한 사람은 그 반대쪽으로 기울었다는 설명을 듣습니다.

이 글은 그 말을 알아듣는 데 필요한 만큼만 따라갑니다. 피의 산과 염기는 가운데에 놓인 시소처럼 균형을 잡고, 그 시소의 두 끝을 두 손이 붙들고 있습니다. 한 손은 빠르게 움직이는 폐이고, 다른 한 손은 느리게 움직이는 콩팥입니다.

폐(lung)는 가슴 안 양쪽에 하나씩 자리한 장기로, 들이마신 공기와 피 사이에서 산소와 이산화탄소를 주고받습니다. 콩팥(kidney)은 허리 위쪽 등 쪽에 좌우 하나씩 있는 강낭콩 모양의 장기로, 피를 걸러 노폐물과 남는 물을 소변으로 내보냅니다. 한자어로는 신장이라고 부릅니다.

시소의 어느 끝이 먼저 움직였는지, 시소가 어느 쪽으로 기울었는지를 차례로 보고, 결과지의 세 칸이 그것을 어떻게 적는지까지 갑니다. 결과지를 보고 원인을 가리는 일은 의사의 몫이라, 이 글은 그 판정법을 가르치지 않습니다.

날마다 만드는 산, 좁은 폭의 pH

사람의 몸은 하루도 빠짐없이 산을 만듭니다. 음식의 단백질을 태우고 세포가 일하는 동안 생기는 산이고, 이 산은 콩팥과 폐가 날마다 내보내거나 중화해야 합니다 (PMID 3931455).

산이 얼마나 있는지는 눈금 하나로 나타냅니다. pH는 물에 녹은 것이 산 쪽인지 염기 쪽인지를 나타내는 눈금으로, 숫자가 작을수록 산 쪽, 클수록 염기 쪽입니다. 7이 한가운데입니다. 레몬즙은 산 쪽, 비눗물은 염기 쪽에 있습니다.

건강한 사람의 피는 pH 7.35에서 7.45 사이의 아주 좁은 범위에서 움직입니다 (PMID 30066586). 한가운데에서 아주 조금 염기 쪽입니다. 먹는 것과 움직임, 사는 곳의 높이가 바뀌어도 이 범위는 늘 지켜져야 합니다 (PMID 30066586). 이 범위에서 조금만 벗어나도 몸에 미치는 결과가 큽니다 (PMID 38536494).

이 눈금을 흔드는 상태에는 두 방향이 있습니다. 산증(acidosis)은 몸에 산이 쌓이거나 염기를 잃어, 피를 산 쪽으로 기울게 하는 상태입니다. 알칼리증(alkalosis)은 염기가 쌓이거나 산을 잃어, 피를 염기 쪽으로 기울게 하는 상태입니다.

기울면 몸이 버티기 어렵습니다. 산이 갑자기 쌓여 피가 산 쪽으로 기울면 심장이 내보내는 피가 줄고, 혈관이 늘어나 혈압이 떨어지며, 심장 박자가 흐트러지기 쉬워집니다 (PMID 20308999). 산증이 오래 이어지면 근육이 더 많이 분해되고 뼈의 대사가 어그러집니다 (PMID 20308999). 염기가 쌓여 염기 쪽으로 기울어도 뇌와 심장 근육, 몸의 근육과 간이 영향을 받습니다 (PMID 16736446).

몸은 그래서 여러 장치로 이 눈금을 붙듭니다. 피 안에서 화학적으로 받아 내는 장치, 콩팥이 산을 내보내는 일, 폐가 숨의 깊이와 빠르기를 바꾸는 일입니다 (PMID 3931455). 피의 pH는 아주 좁은 폭에 머물러야 하고, 몸은 그 폭을 지키는 데 폐와 콩팥을 함께 씁니다.

먼저 받아 내는 것 — 완충과 중탄산

산이 피에 들어오면, 폐나 콩팥이 움직이기 전에 피 안에서 먼저 받아 내는 일이 일어납니다. 완충(buffering)은 피에 산이나 염기가 들어올 때 그것을 붙잡아, pH가 크게 흔들리지 않게 받아 내는 일입니다.

그 일을 맡는 물질 가운데 대표가 중탄산입니다. 중탄산(bicarbonate)은 피 속에서 산을 받아 내는 대표 물질로, 염기 쪽에 서는 물질입니다. 결과지에는 HCO3로 적힙니다.

중탄산이 받아 낸 산은 이산화탄소가 되어 숨으로 빠져나갑니다 (PMID 37341662). 대신 그만큼 중탄산은 줄어듭니다 (PMID 17936961). 줄어든 중탄산을 다시 만들어 채우는 것이 콩팥의 일입니다 (PMID 40175031).

이산화탄소도 산입니다. 몸이 날마다 만드는 산 가운데 양으로 훨씬 큰 몫이, 지방과 탄수화물을 태울 때 생겨 숨으로 내보내는 이산화탄소입니다 (PMID 37341662). 그래서 피의 산과 염기에는 두 주인공이 있습니다. 산 쪽에 서는 이산화탄소와 염기 쪽에 서는 중탄산입니다. 피의 pH는 이 두 양의 비율로 정해집니다 (PMID 2648667).

여기서 시소를 하나 떠올려 봅니다. 왼쪽 끝에는 이산화탄소, 오른쪽 끝에는 중탄산이 실려 있고, 시소가 평평하면 pH가 정상 범위 안에 있습니다. 이산화탄소 끝이 무거워지면 시소는 산 쪽으로, 중탄산 끝이 무거워지면 염기 쪽으로 기웁니다. 이산화탄소 끝은 폐가, 중탄산 끝은 콩팥이 붙들고 있습니다.

pH는 이산화탄소와 중탄산 두 양의 비율로 정해지고, 폐는 이산화탄소 끝을, 콩팥은 중탄산 끝을 붙듭니다.

빠른 손, 폐

숨을 내쉴 때마다 우리는 이산화탄소를 버립니다. 이 손이 얼마나 일하는지는 피에 남은 이산화탄소로 잽니다. 이산화탄소 분압(partial pressure of carbon dioxide)은 동맥피에 녹아 있는 이산화탄소의 양을 압력 단위로 나타낸 값으로, 결과지에는 PaCO2로 적힙니다.

숨을 빠르고 깊게 몰아쉬면 이 값이 내려가고, 느리고 얕게 쉬면 올라갑니다 (PMID 30725604). 숨의 깊이와 빠르기를 바꾸는 것만으로 시소의 한쪽 끝을 짧은 시간에 움직일 수 있어서, 폐는 빠른 손입니다. 이 빠름이 오히려 문제가 되는 경우는 뒤에서 한 번 더 봅니다.

폐는 숨으로 이산화탄소를 내보내는 빠른 손이고, 결과지의 PaCO2가 그 손의 끝을 보여 줍니다.

느린 손, 콩팥

콩팥은 산을 소변으로 내보내고, 걸러진 중탄산을 되찾고, 새 중탄산을 만들어 산과 염기의 균형을 지킵니다 (PMID 40175031). 중탄산이 걸러졌다가 되찾아지는 원리는 「콩팥은 어떻게 피를 거르는가 — 걸렀다가 거의 다 되찾는 체」가 이미 따라갔습니다. 이 글에서는 그 일이 시소의 중탄산 끝을 붙드는 손이라는 것만 이어받습니다.

이 손은 느립니다. 숨 문제로 이산화탄소가 오래 높은 사람에게서는 콩팥이 중탄산을 붙잡아, 갑자기 높아졌을 때보다 중탄산이 더 크게 오릅니다 (PMID 11262556). 무거워진 이산화탄소 끝에 맞춰 중탄산 끝을 채우는 것입니다. 콩팥은 이 일을 오래 이어진 변화에 맞춰 천천히 하고, 한 손이 다른 손을 메우는 이 모습은 뒤에서 다시 봅니다.

손 자체가 고장 날 수도 있습니다. 만성콩팥병(chronic kidney disease)은 콩팥이 상했거나 콩팥 기능이 떨어진 상태가 석 달 이상 이어지는 것입니다. 만성콩팥병에서는 피가 산 쪽으로 기우는 일이 흔한 합병증입니다 (PMID 38791238). 드물게는 콩팥 안의 가는 관이 산을 내보내거나 중탄산을 되찾는 일만 고장 나서, 콩팥이 산과 염기의 균형을 지키지 못하는 병도 있습니다 (PMID 33367987).

시소에는 두 손만 있지만, 몸에서는 콩팥과 폐 말고 간도 산과 염기의 균형에 손을 보태는 중요한 장기로 알려져 있습니다 (PMID 28684104). 그 셋째 손은 이 글의 그림 밖에 둡니다.

콩팥은 산을 버리고 중탄산을 되찾는 느린 손이고, 오래 이어진 변화에 맞춰 천천히 움직입니다.

네 갈래 — 어느 끝이, 어느 쪽으로

이제 시소가 기우는 경우를 둘씩 나눠 봅니다. 먼저 어느 끝이 먼저 움직였는지, 다음에 어느 쪽으로 기울었는지입니다. 산과 염기의 이상은 이산화탄소의 변화로 시작하는 것과 중탄산의 변화로 시작하는 것으로 나뉩니다 (PMID 3931455). 이산화탄소 끝에서 시작하면 호흡성, 중탄산 끝에서 시작하면 대사성이라고 부릅니다.

대사성이라는 이름은 중탄산 끝이 먼저 움직였다는 뜻이고, 콩팥이 고장 났다는 뜻은 아닙니다. 산이 몸 안에서 너무 많이 만들어지거나 장으로 중탄산이 빠져도 대사성이고, 콩팥 밖의 원인이 많습니다 (PMID 40175031, PMID 17936961). 호흡성도 이산화탄소 끝이 먼저 움직였다는 뜻이지, 늘 폐가 고장 났다는 뜻은 아닙니다.

호흡성 산증(respiratory acidosis)은 숨이 이산화탄소를 다 내보내지 못해, 이산화탄소가 쌓이고 피가 산 쪽으로 기우는 상태입니다. 약을 너무 많이 먹어 숨이 억눌리거나, 천식처럼 숨길이 좁아지는 병이 갑자기 나빠질 때가 그 예입니다 (PMID 11262556). 넓게는 폐의 병, 가슴벽과 숨 쉬는 근육의 병, 숨을 다스리는 뇌가 억눌리는 경우로 나뉩니다 (PMID 37341662).

호흡성 알칼리증(respiratory alkalosis)은 숨을 필요보다 많이 쉬어 이산화탄소가 지나치게 빠지고, 피가 염기 쪽으로 기우는 상태입니다. 숨을 늘리는 병들이 대개 그 원인입니다 (PMID 37341662). 만성 간질환에서 가장 흔한 산과 염기의 이상이 이것입니다 (PMID 28684104).

대사성 산증(metabolic acidosis)은 산이 쌓이거나 중탄산을 잃어, 피가 산 쪽으로 기우는 상태입니다. 길은 셋입니다. 산을 빠르게 많이 만들 때, 중탄산을 많이 잃을 때, 콩팥이 산을 내보내지 못할 때입니다 (PMID 40175031). 중탄산을 잃는 쪽의 대표는 설사이고, 콩팥으로 잃기도 합니다 (PMID 17936961).

산을 많이 만드는 대표는 두 가지입니다. 하나가 당뇨병에서 오는 케톤산증입니다. 당뇨병성 케톤산증(diabetic ketoacidosis)은 인슐린이 모자라 피에 케톤이라는 산성 물질이 쌓이고, 피가 산성으로 기우는 응급 상태입니다.

다른 하나는 젖산이 늘어나는 경우입니다. 젖산 산증(lactic acidosis)은 피 속 젖산이 늘어나 있으면서 피가 산 쪽으로 기운 상태입니다 (PMID 26378980).

젖산 산증이 흔한 곳은 심한 감염입니다. 패혈증(sepsis)은 감염에 맞선 몸의 반응이 도리어 해가 되어, 장기가 제 일을 못 하게 되는 상태입니다. 패혈증이 심할 때 젖산 산증이 흔하고, 그 경과가 나쁜 것과 함께 갑니다 (PMID 26378980).

대사성 알칼리증(metabolic alkalosis)은 중탄산이 쌓이거나 산을 잃어, 피가 염기 쪽으로 기우는 상태입니다. 산을 잃든 중탄산이 쌓이든, 시소에서는 중탄산 끝이 무거워지는 쪽입니다 (PMID 35525634). 산은 위장관으로도, 콩팥으로도 잃을 수 있고, 구토와 일부 이뇨제가 흔히 함께 거론되는 원인입니다 (PMID 35525634).

어느 끝이 먼저 움직였는지가 호흡성과 대사성을, 어느 쪽으로 기울었는지가 산증과 알칼리증을 가릅니다.

다른 손이 메운다 — 보상

시소의 한쪽 끝이 흔들리면, 다른 손이 가만히 있지 않습니다. 보상(compensation)은 산과 염기의 한쪽이 흔들릴 때 다른 쪽 기관이 제가 맡은 양을 바꿔, pH를 정상 쪽으로 되돌리려는 반응입니다.

대사성 산증에서는 폐가 숨을 더 쉬어 이산화탄소를 낮춥니다 (PMID 3931455, PMID 20308999). 중탄산 끝이 가벼워진 만큼, 폐 손이 이산화탄소 끝도 덜어 시소를 다시 평평한 쪽으로 당기는 그림입니다. 대사성 알칼리증에서는 거꾸로 숨을 덜 쉬어 이산화탄소가 오릅니다 (PMID 35525634). 호흡성 산증이 오래 이어지면 콩팥이 중탄산을 더 붙잡습니다 (PMID 11262556).

그래서 보상이 일어나면 결과지의 다른 칸도 함께 움직입니다. 한 끝은 처음 흔들린 쪽이고, 다른 끝은 메우느라 움직인 쪽입니다. 의사가 결과지에서 보는 것 가운데 하나가 이 메우는 움직임이 맞는 정도인지입니다 (PMID 40728495).

두 손의 빠르기 차이는 보상에서도 드러납니다. 숨길이 오래 좁아지는 폐병처럼 이산화탄소 끝이 오래 무거웠던 사람은, 콩팥이 중탄산 끝도 그만큼 무겁게 채워 시소를 맞춰 둡니다. 이때 기계로 숨을 빠르게 늘려 이산화탄소 끝만 금세 덜면, 무겁게 채워 둔 중탄산 끝은 콩팥이 그만큼 빨리 덜지 못해 그대로 남습니다. 그래서 시소가 거꾸로 염기 쪽으로 심하게 기울 수 있습니다 (PMID 37434801). 빠른 손이 제자리로 돌아갔는데 느린 손이 아직 따라오지 못한 모습입니다.

느린 손이 얼마나 걸리는지는 높은 곳에서 볼 수 있습니다. 높은 곳에 갑자기 오르면 호흡성 알칼리증, 곧 이산화탄소 끝이 지나치게 가벼워진 상태가 오고, 콩팥의 보상이 그것을 일부 바로잡습니다 (PMID 16544968). 콩팥은 중탄산을 소변으로 더 내보내는데, 이것은 중탄산 끝도 덜어 염기 쪽 기울기를 줄이는 쪽입니다.

건강한 성인 48명을 산 위처럼 기압을 낮춘 방(감압실)에 하루씩 머물게 하고 소변을 잰 실험이 있습니다. 여섯 시간 뒤에는 모든 높이에서 콩팥이 중탄산을 소변으로 눈에 띄게 더 내보내고 있었습니다. 실험한 네 높이 가운데 낮은 세 높이에서는 이 반응이 하루 안에 잦아들었고, 가장 높은 조건에서는 하루가 지나도 이어졌습니다 (PMID 16544968). 느린 손은 몇 시간에서 하루에 걸쳐 움직이고, 가장 높은 곳에서는 하루로 모자랐다는 뜻입니다. 이 실험은 소변만 잰 한 번의 감압실 연구이고, 실제 산에 오른 사람을 잰 것은 아닙니다.

보상과 헷갈리기 쉬운 경우도 있습니다. 두 가지 이상의 이상이 한 사람에게 겹치면, 서로 반대로 밀어 pH가 정상에 가깝게 나올 수 있고, 같은 쪽으로 밀면 더 크게 기웁니다 (PMID 40728495). pH가 정상 근처여도 산과 염기의 이상이 숨어 있을 수 있습니다.

같은 장염, 반대 방향

처음에 본 응급실의 두 사람에게 돌아갑니다. 둘 다 장염이지만, 잃은 것이 다릅니다.

설사를 며칠 한 사람은 장으로 중탄산을 잃습니다 (PMID 17936961, PMID 25405229). 시소의 중탄산 끝이 가벼워지니 피는 산 쪽으로 기울고, 대사성 산증이 됩니다. 대사성 산증에서는 폐가 숨을 더 쉬어 이산화탄소를 낮추는 보상이 따릅니다 (PMID 3931455).

토를 거듭한 사람은 토하면서 산을 잃습니다. 산을 잃으면 그만큼 중탄산이 남아, 시소의 중탄산 끝이 무거워집니다. 그래서 피는 염기 쪽으로 기울고 대사성 알칼리증이 됩니다 (PMID 35525634). 이때는 숨을 덜 쉬어 이산화탄소가 오르는 보상이 따릅니다 (PMID 35525634). 몸의 물이 줄거나 칼륨이 모자라면 콩팥이 남는 중탄산을 내보내는 일이 방해를 받아, 알칼리증이 생기거나 쉽게 풀리지 않습니다 (PMID 35525634).

두 사람의 결과지는 반대 방향을 가리킵니다. 같은 배탈이라도 무엇을 잃었는지가 시소가 기우는 쪽을 정합니다.

설사와 구토가 한 사람에게 함께 오면 두 방향의 변화가 겹칩니다. 반대 방향의 이상이 겹치면 어느 쪽이 더 큰지에 따라 결과지가 달라지고, pH가 정상 가까이 나올 수도 있습니다 (PMID 40728495). 그 pH 하나로는 괜찮은지 알 수 없습니다. 어느 쪽이 얼마나 겹쳤는지는 결과지의 다른 칸과 병력을 함께 보는 의사가 가립니다.

같은 장염도 중탄산을 잃으면 산 쪽으로, 산을 잃으면 염기 쪽으로 시소를 기울게 합니다.

결과지의 세 칸

중환자실의 보호자가 들은 결과는 대개 혈액가스 검사에서 나옵니다. 혈액가스 검사(blood gas analysis)는 피 한 번으로 pH와 산소·이산화탄소의 양, 중탄산을 함께 보는 검사입니다 (PMID 41473681).

산과 염기를 볼 때 결과지에서 먼저 찾는 칸은 셋입니다. pH는 시소가 어느 쪽으로 기울었는지를, PaCO2는 이산화탄소 끝을, HCO3는 중탄산 끝을 보여 줍니다. PaCO2는 숨이 얼마나 드나드는지를, 같은 결과지의 산소 칸은 피가 산소를 얼마나 받았는지를 알려 줍니다 (PMID 30725604).

세 칸이 다 같은 방식으로 나오지는 않습니다. 혈액가스 기계는 대개 pH와 PaCO2를 직접 재고, 중탄산은 그 둘에서 계산해 냅니다 (PMID 30725604). 일반 혈액검사 결과지에 「CO2」나 「총 이산화탄소」로 적힌 칸은 직접 잰 값으로, 혈액가스에서 계산한 중탄산과 함께 놓고 읽는 칸입니다. 하나는 계산한 값이고 하나는 잰 값이라 두 값은 조금 다르게 나오는 것이 보통이고, 중환자에서는 더 크게 다를 수 있습니다 (PMID 30725604).

동맥에서 피를 뽑는 일은 아프고 합병증이 따를 수 있어, 정맥피로 재기도 합니다. 정맥피의 pH는 동맥피와 잘 들어맞고 중탄산도 대개 잘 맞지만, 이산화탄소가 얼마나 맞는지는 논란이 있고, 산소는 크게 다릅니다 (PMID 40870384).

결과지를 읽는 데에는 정해진 순서대로 따지는 해석법이 있습니다. 세 칸 가운데 어느 것이 먼저 움직였는지, 다른 칸의 움직임이 보상으로 설명되는지를 차례로 봅니다 (PMID 37125739). 그 순서에는 병력과 진찰, 다른 검사가 함께 들어갑니다.

대사성 산증이 보이면 하나 더 계산해 보는 값이 있습니다. 음이온 차이(anion gap)는 일반 혈액검사의 전해질(electrolyte) 숫자들로 계산하는 값으로, 대사성 산증을 원인에 따라 두 무리로 나누는 데 씁니다 (PMID 34400023). 케톤산증과 젖산 산증에서는 이 계산값이 커지고, 설사로 중탄산을 잃었을 때는 커지지 않습니다 (PMID 17936961). 정상값의 폭은 측정 방법과 사람에 따라 넓게 다릅니다 (PMID 17699401).

결과지의 세 칸은 시소의 기울기와 두 끝을 보여 주고, 그것을 순서대로 읽는 것은 의사의 일입니다.

결과지에서 네 갈래 읽기 — 화살표로 보기

결과지의 세 칸을 시소에 대면, 네 갈래는 칸마다 올라갔는지 내려갔는지로 읽힙니다. 먼저 pH로 시소가 어느 쪽으로 기울었는지 보고, 다음에 PaCO2와 HCO3 가운데 어느 칸이 그 기울기를 만든 쪽인지, 다른 칸이 메우느라 움직였는지를 차례로 봅니다 (PMID 37125739).

대사성 산증은 pH가 낮고 HCO3가 낮으며, 숨을 더 쉬어 PaCO2가 메우듯 내려간 모습입니다 (PMID 3931455, PMID 20308999). 대사성 알칼리증은 HCO3와 pH가 먼저 오르고, 숨을 덜 쉬어 PaCO2가 따라 오릅니다 (PMID 35525634). 호흡성 산증은 PaCO2가 먼저 오른 것이고, 그 상태가 오래 이어지면 콩팥이 적응해 HCO3가 더 크게 오릅니다 (PMID 11262556). 호흡성 알칼리증은 숨을 너무 많이 쉬어 PaCO2가 먼저 내려간 것이고 (PMID 37341662), 앞의 감압실 실험에서 본 것처럼 콩팥이 중탄산을 소변으로 더 내보내며 따라옵니다 (PMID 16544968).

표를 세로로 보면 하나가 눈에 띕니다. 네 갈래 모두에서 PaCO2와 HCO3는 같은 방향으로 움직입니다. 한 끝이 가벼워지면 다른 손도 제 끝을 덜고, 한 끝이 무거워지면 다른 손도 제 끝을 더하기 때문입니다. 그리고 pH는 먼저 움직인 칸이 가리키는 쪽으로 기웁니다.

케톤산증으로 실려 온 사람의 결과지라면, pH가 내려가 있고, HCO3가 내려가 있고, 숨을 깊고 빠르게 쉬어 PaCO2도 내려가 있는 모습이 대사성 산증의 그림입니다 (PMID 3931455, PMID 32409703). 다만 메우는 칸이 알맞은 만큼 움직였는지는 따로 따져야 합니다. 그 움직임이 맞지 않으면 이상이 두 가지 이상 겹쳤을 수 있고, 이것을 가리는 일은 병력·진찰·다른 검사를 함께 보는 의사의 몫입니다 (PMID 40728495).

네 갈래 모두 PaCO2와 HCO3는 같은 방향으로 움직이고, pH는 먼저 움직인 칸 쪽으로 기웁니다 — 어느 칸이 먼저였는지가 갈래를 정합니다.

숫자보다 원인

산 쪽으로 기운 결과지를 받으면, 치료는 대개 숫자보다 원인으로 향합니다. 산과 염기의 이상은 대부분 따로 산염기를 손보기보다, 그 이상을 일으킨 병을 치료하는 쪽으로 다룹니다 (PMID 37758428).

중탄산을 직접 넣어 주는 치료도 있습니다. 갑자기 생긴 대사성 산증에서 중탄산 투여는 사망을 줄였다는 근거가 없습니다. 다만 콩팥이 며칠 사이에 갑자기 일을 덜 하게 된 급성 콩팥 손상(acute kidney injury)이 중등도 이상으로 겹친 고위험 환자에서는, 투석(dialysis) 같은 치료가 필요해지는 경우를 줄였습니다 (PMID 41328521). 그 종설은 환자마다 위험과 이득을 저울질해야 하고, 무작위 시험이 더 필요하다고 결론짓습니다 (PMID 41328521). 이 치료에는 세포 안이 오히려 산 쪽으로 기우는 일, 칼륨과 칼슘이 떨어지는 일 같은 부작용도 따릅니다 (PMID 27876158).

만성콩팥병은 사정이 조금 다릅니다. 2017년의 한 종설은 대사성 산증 대부분에서 중탄산을 조심해서 쓰거나 쓰지 말라고 하면서도, 콩팥병은 중탄산이 쓸모 있을 수 있는 예외로 꼽았습니다 (PMID 27876158). 2024년의 종설은 콩팥 기능을 지키려는 임상시험의 결과가 엇갈려, 효과와 안전을 가릴 큰 시험이 필요하다고 정리합니다 (PMID 38791238).

산과 염기의 이상은 대개 원인을 치료하는 쪽으로 다루고, 중탄산을 넣는 치료는 상황에 따라 근거가 다릅니다.

결과지가 말하지 못하는 것

결과지는 시소가 어느 쪽으로 기울었는지는 보여 주지만, 왜 기울었는지는 적혀 있지 않습니다. 원인은 병력과 진찰에서 대개 드러납니다. 당뇨병이 있는 사람의 혈당이 아주 높으면 케톤산증을, 패혈증과 낮은 혈압이 있는 사람이면 젖산 산증을 먼저 떠올리는 식입니다 (PMID 36175073). 다만 혈당이 아주 높지 않은 케톤산증도 있습니다(아래). 원인이 분명하지 않을 때는 음이온 차이 같은 값으로 범위를 좁혀 가며 검사를 고릅니다 (PMID 36175073).

결과지의 숫자 하나하나가 그 사람에게 무슨 뜻인지는 그 사람의 병을 아는 의사가 정합니다. pH가 정상 근처여도 이상이 겹쳐 있을 수 있고 (PMID 40728495), 숫자가 기울어 있어도 그 뜻은 그 사람의 병과 함께 읽어야 정해집니다.

시간이 결과를 바꾸는 경우도 있습니다. 당뇨병성 케톤산증은 생명을 위협하는 합병증이고, 당뇨병이 있는지 모르던 사람에게 처음 드러나는 모습일 수도 있습니다 (PMID 39556629). 가장 흔한 증상은 소변이 많아지고 목이 심하게 마른 것이고, 그다음으로 메스꺼움과 구토, 배 아픔, 체중 감소, 심한 피로, 숨참이 흔합니다. 그 전에 열나는 병을 앓은 경우도 있습니다 (PMID 39556629). 혈당이 아주 높지 않은 케톤산증이 늘어, 최근 지침은 진단에서 혈당의 비중을 낮췄습니다 (PMID 39556629).

치료로는 수액과 인슐린, 전해질 보충, 계기가 된 병의 치료가 있습니다. 일찍 알아채고 일찍 치료하는 것이 결과를 좋게 하는 데 가장 중요합니다 (PMID 32409703). 제대로 치료하지 않으면 해가 크지만, 그 해는 대부분 막을 수 있습니다 (PMID 32409703).

산과 염기의 결과지는 시소가 어느 쪽으로 기울었고 어느 손이 메우고 있는지를 보여 주지만, 왜 기울었는지는 병력·진찰·다른 검사와 함께 의사가 읽습니다.

어디를 더 볼까

콩팥이 중탄산을 거르고 되찾는 원리는 「콩팥은 어떻게 피를 거르는가 — 걸렀다가 거의 다 되찾는 체」가, 결과지의 크레아티닌(creatinine)과 eGFR(estimated glomerular filtration rate)은 「콩팥 검사지 읽기 — 보이지 않는 체, 남은 것과 새어 나온 것」이 다룹니다. 콩팥 손이 오래 약해지는 병은 「만성콩팥병이란 무엇인가 — 한 칸씩 꺼지는 등불, 남은 불에 실리는 짐」이, 갑자기 멎는 경우는 「급성 콩팥 손상이란 무엇인가 — 갑자기 멎은 수도꼭지, 살펴볼 세 자리」가, 콩팥 대신 피를 거르는 치료는 「투석과 콩팥 이식 — 대신 일하는 체 셋, 그리고 체를 대지 않는 길」이 따라갑니다.

폐 손 쪽은 「숨은 어떻게 쉬나 — 거꾸로 선 나무, 그 잎에서 공기와 피가 만난다」에서 공기와 피가 만나는 자리를, 「만성폐쇄성폐질환이란 무엇인가 — 다 빠지지 않는 풍선, 첫 1초에 나가는 숨」과 「폐기능검사 결과지 읽기 — 또래 사이에 선 한 점, 숨이 그린 두 그래프」에서 숨길이 오래 좁아지는 병과 그 검사를 봅니다. 잠자는 동안 숨길이 닫히는 문제는 「불면증과 수면무호흡 — 꺼지지 않는 경보, 닫히는 숨길」이 다룹니다.

케톤산증으로 이어지는 병은 「당뇨병이란 무엇인가 — 오지 않는 편지, 읽히지 않는 편지」가, 검사 숫자의 선을 긋는 일반 원리는 「검사는 무엇을 말해 주나 — 민감도·특이도와 사전확률 입문」이 다룹니다.

만성콩팥병의 산증에 중탄산을 쓰는 것이 콩팥과 몸을 지키는지는 아직 시험이 답을 모으는 중입니다.

근거 논문

• "Simple acid-base disorders." (1985) — PMID 3931455 — 단백질 산화·조직 대사에서 생긴 산은 날마다 콩팥과 폐가 내보내거나 중화, 산염기 항상성은 화학 완충·콩팥 수소 이온 배출·폐포 환기로 유지, 대사성은 중탄산·호흡성은 Pco2의 일차 변화, 대사성 산증은 과호흡으로 Pco2가 보상적으로 내려감.
• "Lactic Acidosis in Sepsis: It's Not All Anaerobic: Implications for Diagnosis and Management." (2016) — PMID 26378980 — 젖산 산증(고젖산혈증 + pH 7.35 미만)은 중증 패혈증·패혈성 쇼크에서 흔하고 유병·사망과 연관, 젖산 생성이 모두 조직 저산소 때문은 아님.
• "Metabolic acidosis: pathophysiology, diagnosis and management." (2010) — PMID 20308999 — 대사성 산증은 중탄산 일차 감소·PaCO2 이차 감소·pH 저하, 급성은 심박출 감소·저혈압·부정맥 소인, 만성은 근육 분해 증가·뼈 대사 이상, 급성 염기 치료는 논란.
• "Metabolic alkalosis." (2006) — PMID 16736446 — 대사성 알칼리증은 중탄산 증가나 비휘발성 산 소실, 중추신경·심근·골격근·간에 영향.
• "Respiratory Acidosis and Respiratory Alkalosis: Core Curriculum 2023." (2023) — PMID 37341662 — 정상 환기는 비휘발성 산과 중탄산의 반응으로 생긴 CO2를 내보내는 열린 완충계, 양으로는 지방·탄수화물 완전 산화의 CO2 배출이 훨씬 큼, 호흡성 산증 원인 셋(가스 교환·흉벽과 호흡근·연수 호흡중추 억제), 호흡성 알칼리증은 폐포 환기를 늘리는 병, 둘 다 생명 위협 합병증 가능.
• "Metabolic acidosis." (2007) — PMID 17936961 — 대사성 산증은 중탄산을 소모하는 내인성 산 축적(음이온 차이 증가: 젖산·케톤산 등) 또는 위장관·콩팥의 중탄산 소실(음이온 차이 정상: 위장관 소실 등), 급성 유기산증에 중탄산 투여는 지표 개선에도 유병·사망을 줄이지 못함.
• "Simple acid-base disorders." (1989) — PMID 2648667 — 피의 pH는 중탄산 농도와 PCO2의 비율의 함수, 단순 산염기 이상은 넷, 치료는 원인 질환의 진단·교정.
• "Post-Hypercapnic Alkalosis: A Brief Review." (2023) — PMID 37434801 — 만성 고탄산혈증 환자에서 과환기로 고탄산혈증을 빠르게 교정하면 pCO2는 빠르게 정상화되나 콩팥 보상이 따르지 못해 높은 중탄산이 남아 심한 대사성 알칼리증, ICU 체류·사망 증가와 연관.
• "Respiratory acidosis." (2001) — PMID 11262556 — 호흡성 산증은 동맥 이산화탄소 분압의 일차 상승, 급성은 폐실질·기도(COPD·천식)·흉벽·신경근·중추(약물 과량) 사건, 만성은 콩팥 적응으로 중탄산이 더 크게 오름, 주된 영향은 중추신경·심혈관.
• "Metabolic Acidosis." (2025) — PMID 40175031 — 콩팥은 양성자 배출과 중탄산 재흡수·생성으로 산염기 항상성을 지키고, 비휘발성 산의 빠른 생성·중탄산 과다 소실·콩팥 산 배출 장애에서 대사성 산증, 음이온 차이 확인이 원인 규명의 첫 단계.
• "Metabolic Acidosis in CKD: Pathogenesis, Adverse Effects, and Treatment Effects." (2024) — PMID 38791238 — 대사성 산증은 만성콩팥병의 흔한 합병증이고 나쁜 결과들과 연관, 중탄산으로 콩팥 기능을 지키려는 임상시험 결과는 엇갈리며, 효능·안전을 가릴 충분한 규모의 시험이 필요.
• "Renal Tubular Acidosis and Management Strategies: A Narrative Review." (2021) — PMID 33367987 — 세뇨관 산증은 세뇨관의 산 배출·중탄산 재흡수 결함으로 콩팥이 산염기 항상성을 지키지 못할 때 생김, 원위·근위·고칼륨형.
• "Acid-base disorders in liver disease." (2017) — PMID 28684104 — 콩팥·폐와 함께 간도 산염기 항상성의 중요한 조절자, 만성 간질환에서 가장 흔한 산염기 이상은 호흡성 알칼리증, 여러 대사성 이상이 서로 상쇄될 수 있음.
• "Diabetic ketoacidosis." (2020) — PMID 32409703 — DKA 진단은 혈당 상승 또는 당뇨병 가족력·케톤산·음이온 차이 증가 대사성 산증의 셋, 치료의 축은 순환 혈액량 회복·인슐린·전해질 보충·유발 원인 치료, 최적 치료가 없으면 상당하나 대부분 예방 가능한 유병·사망.
• "Metabolic Alkalosis Pathogenesis, Diagnosis, and Treatment: Core Curriculum 2022." (2022) — PMID 35525634 — 대사성 알칼리증은 중탄산·pH의 일차 상승과 적응적 저환기에 따른 Pco2 보상 상승, 산 소실은 위장관이나 콩팥, 체액 감소·칼륨 결핍 등이 콩팥의 중탄산 배출을 방해, 구토·이뇨제 등과 연관.
• "Mixed Acid-Base Disturbances: Core Curriculum 2025." (2025) — PMID 40728495 — 여러 이상의 반대 효과로 pH가 정상 가까이 나올 수 있고 같은 방향이면 더 크게 변함, 보상 기전의 적절성 분석 등 체계적 평가로 진단.
• "Sodium bicarbonate therapy in patients with metabolic acidosis." (2014) — PMID 25405229 — 설사·근위 세뇨관 산증으로 중탄산을 잃은 환자의 보충은 유용, 급성 대사성 산증의 중탄산 투여가 결과·사망에 이롭다는 확실한 근거 없음.
• "Blood gas analysis: Clinical applications, interpretation and future directions (Review)." (2026) — PMID 41473681 — 혈액가스 분석은 pH·산소 분압·이산화탄소 분압·중탄산으로 호흡·대사 상태를 빠르게 평가.
• "The Role of Venous Blood Gas Analysis in Critical Care: A Narrative Review." (2025) — PMID 40870384 — 동맥혈가스는 표준이나 침습적·불편·합병증, 정맥혈가스는 pH 강한 상관·중탄산 대체로 좋은 상관, pCO2는 논란, pO2는 크게 다름.
• "A Systematic Approach to Understanding Acid-Base Disorders in the Critically Ill." (2024) — PMID 37125739 — 동맥혈가스 해석의 필수 단계와 네 유형의 산염기 이상을 체계적으로 평가하는 접근.
• "Approach to Patients With High Anion Gap Metabolic Acidosis: Core Curriculum 2021." (2021) — PMID 34400023 — 음이온 차이는 나트륨과 염소·중탄산을 견주는 계산값으로 대사성 산증을 두 무리로 나눠 원인 범위를 좁힘.
• "Serum anion gap: its uses and limitations in clinical medicine." (2007) — PMID 17699401 — 음이온 차이는 검사실 전해질로 계산, 정상값은 측정법 차이와 개인 간 변이로 넓게 다르나 값싸고 유용한 도구.
• "Metabolic Acid-Base Disorders." (2023) — PMID 37758428 — 응급실의 대사성 산염기 이상은 대개 병력·진찰로 원인을 찾고, 대부분 산염기 자체보다 원인 질환 치료가 필요.
• "Treatment of acute metabolic acidosis." (2026) — PMID 41328521 — 중탄산나트륨 교정은 사망 감소와 연관되지 않았으나 중등도~중증 급성 콩팥 손상을 동반한 고위험 환자에서 신대체요법 필요를 줄임, 위험과 이득을 저울질해야 하며 무작위 시험이 더 필요.
• "Is Bicarbonate Therapy Useful?" (2017) — PMID 27876158 — 중탄산 투여가 효과적이라는 근거는 적고 세포 내 역설적 산증·저칼륨·저칼슘 등 부작용, 대부분 원인 해결에 집중하고 조심해서 쓰거나 쓰지 말되, 콩팥병은 중탄산이 쓸모 있을 수 있는 예외.
• "Review of Clinical Disorders Causing Metabolic Acidosis." (2022) — PMID 36175073 — 대사성 산증의 원인은 병력·진찰로 대개 드러나고(당뇨병 고혈당이면 케톤산증, 패혈증·저혈압이면 젖산 산증), 분명치 않으면 음이온 차이 유형 분류 뒤 단계적으로 검사.
• "Diabetic Ketoacidosis: Evaluation and Treatment." (2024) — PMID 39556629 — DKA는 생명을 위협하는 합병증이며 당뇨병의 첫 모습일 수 있음, 다뇨·다음이 가장 흔하고 메스꺼움·구토·복통·체중 감소·심한 피로·호흡곤란·선행 열성 질환, 정상혈당 DKA 증가로 최근 지침은 고혈당의 비중을 낮춤.
• "Acid-base regulation in the renal proximal tubules: using novel pH sensors to maintain homeostasis." (2018) — PMID 30066586 — 건강한 사람의 혈장 pH는 7.35~7.45의 아주 좁은 범위에서 움직이고 식사·활동·고도 변화에 맞서 늘 지켜져야 함, 근위세뇨관이 콩팥의 pH 항상성에 중요.
• "The role of Na+-coupled bicarbonate transporters (NCBT) in health and disease." (2024) — PMID 38536494 — 피의 pH가 정상 범위(7.35~7.45)에서 조금만 벗어나도 결과가 큼, 나트륨 짝 중탄산 수송체가 거의 모든 세포의 세포 내 pH를 지킴.
• "Urine acid-base compensation at simulated moderate altitude." (2006) — PMID 16544968 — 건강한 남녀 48명, 감압실 모의 고도 4단계에 24시간씩: 급성 고지 노출의 호흡성 알칼리증은 콩팥 보상이 일부 교정, 6시간에 소변 중탄산 증가, 낮은~중간 고도에서는 24시간에 보상 완료, 가장 높은 고도에서는 아직 미완.
• "Arterial Blood Gas Analysis: Fundamentals, Interpretation, and Clinical Utility." (2026) — PMID 30725604 — 동맥혈가스의 PaO2는 산소화, PaCO2는 환기 상태 정보, 대부분의 기계는 pH·PaCO2를 직접 재고 중탄산은 계산, 일반 혈액검사는 총 CO2를 직접 재므로 두 값의 작은 차이는 예상되며 중환자에서는 더 클 수 있음.