산염기 평형

혈액의 pH 조절, 버퍼 시스템, 호흡 및 신장 기능이 중요한 주제이다.

산염기 균형을 유지하는 주요 시스템(호흡, 신장), 버퍼 시스템, 그리고 산증과 염기증에 대한 이해가 중요하다.

1. 산염기 평형의 기본 개념

1) 산: 수소 이온(H⁺)을 방출하는 물질로, pH가 낮은 용액 생성

2) 염기: 수소 이온(H⁺)을 받아들일 수 있는 물질로, pH가 높은 용액 생성

3) pH: 용액의 수소 이온 농도를 나타내며, pH = -log[H⁺]로 정의. 정상 pH 범위는 7.35 ~ 7.45

1) 버퍼 시스템: 체내 pH 일정하게 유지

• 중탄산염 완충 시스템(bicarbonate buffer system): CO₂와 H₂CO₃(탄산) 사이의 평형을 통해 pH 조절

• 단백질 완충 시스템: 단백질이 수소 이온을 받아들이거나 방출하여 pH 조절

2) 호흡에 의한 조절: 호흡은 체내 이산화탄소 농도를 빠르게 조절하여 혈액의 pH 유지

• CO₂ 농도가 증가하면 호흡이 빨라지며 CO₂를 배출하고, pH 상승

• CO₂ 농도가 감소하면 호흡이 느려지며 CO₂가 축적되고, pH 감소

3) 신장에 의한 조절: 신장은 시간이 더 오래 걸리지만 H⁺를 배출하거나 HCO₃⁻(중탄산염)을 재흡수하여 pH 조절

• H⁺ 배출: 산증 시 H⁺을 배출하여 pH를 상승시킴

• HCO₃⁻ 재흡수: 염기증 시 HCO₃⁻을 재흡수하여 pH를 낮춤

1) 산증 (Acidosis): 혈액의 pH가 7.35 이하로 감소하는 상태

• 호흡성 산증: CO₂ 축적에 의해 발생, 호흡을 통해 CO₂ 배출로 보상

• 대사성 산증: HCO₃⁻ 감소에 의해 발생, 신장을 통해 H⁺ 배출로 보상

2) 염기증 (Alkalosis): 혈액의 pH가 7.45 이상으로 증가하는 상태

• 호흡성 염기증: CO₂ 부족에 의해 발생, 호흡을 통해 CO₂ 재흡수로 보상

• 대사성 염기증: HCO₃⁻ 증가에 의해 발생, 신장을 통해 HCO₃⁻ 배출로 보상

1) 중탄산염 완충 시스템

• CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃⁻

• 혈액의 pH 변화를 방지하는 중요한 역할

2) 단백질 완충 시스템

• 단백질은 수소 이온을 받아들일 수도 있고 방출할 수도 있어, 혈액 pH의 빠른 조절을 돕는 중요한 역할

시스템	작용 원리
중탄산염 완충 시스템	CO₂ 농도에 따른 pH 변화 완화
단백질 완충 시스템	단백질이 수소 이온을 받아들이거나 방출하여 pH 조절

Guyton and Hall 14e, pp.402-420

비뇨

체액 및 삼투질 농도 조절

내분비

시상하부 및 뇌하수체 호르몬