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고탄산증(hypercapnia)은 혈중 이산화탄소(CO₂) 농도가 비정상적으로 증가한 상태를 말합니다. 이는 주로 호흡기계의 문제로 인해 CO₂의 배출이 제대로 이루어지지 않을 때 발생합니다. 다음은 고탄산증에 대한 상세 설명입니다:
1. 정의
- 정상 혈중 CO₂ 분압 (PaCO₂): 35–45 mmHg
- 고탄산증: PaCO₂가 45 mmHg 이상일 때 진단
- 중증도에 따라:
- 경증: 45–60 mmHg
- 중등도: 60–75 mmHg
- 중증: 75 mmHg 이상
2. 병태생리 (Pathophysiology)
CO₂는 체내 대사 과정에서 생성되어 폐를 통해 배출됩니다. 고탄산증은 다음과 같은 경로를 통해 발생할 수 있습니다:
1) 환기 장애 (Hypoventilation)
- 폐포 환기 감소 → CO₂ 배출 부족 → 혈중 CO₂ 상승
- 원인:
- 중추신경 억제 (약물 중독, 뇌손상, 수면무호흡)
- 호흡근 마비 (근이영양증, 루게릭병 등)
- 기도 폐쇄 (COPD, 천식, 후두부종 등)
2) 사강환기 증가 (Increased Dead Space Ventilation)
- 폐는 환기되지만 가스교환이 안 되는 부분이 증가 → CO₂ 축적
3) 대사 증가에 따른 상대적 환기 부족
- 고열, 갑상선항진 등으로 CO₂ 생성 증가
3. 원인
분류 세부 원인
| 중추성 억제 | 마약, 진정제, 수면제, 뇌졸중, 뇌염 |
| 말초신경/근육 문제 | 길랭-바레, 중증근무력증, ALS |
| 흉곽 기형 | 척추측만증, 비만저환기증후군 (Pickwickian syndrome) |
| 폐 질환 | COPD (만성폐쇄성폐질환), 천식, 폐섬유증 |
| 기도 폐쇄 | 종양, 후두마비, 이물질 |
| 기계적 원인 | 인공호흡기 설정 오류, 기도 튜브 막힘 |
4. 임상 증상
고탄산증의 증상은 점진적일 수도 있고, 급격히 나타날 수도 있습니다.
초기 증상
- 두통, 혼란, 졸림
- 안절부절, 불안, 집중력 저하
- 가벼운 고혈압, 빈맥
중증 시
- 혼수(coma), 호흡성 산증 → pH 저하
- 동공확대, 근육경련, 경련(seizure)
- 피부 발적 (CO₂가 혈관을 확장시킴)
- CO₂ narcosis (탄산마취): 심한 졸림 및 호흡 억제
5. 진단
1) 동맥혈 가스 분석 (ABGA)
- PaCO₂ 증가 (> 45 mmHg)
- pH 감소 → 호흡성 산증 (보상 여부 확인)
- 중증도 판단 가능
2) 산소포화도 측정 (SpO₂)
- 정상일 수도 있음 (산소화는 유지되나 CO₂는 쌓임)
3) 기저 질환 평가
- 폐기능 검사 (PFT)
- 흉부 X-ray, CT
- 근전도 검사 (근육 질환 의심 시)
- 뇌 영상 (중추 질환 의심 시)
6. 치료
1) 기저 원인 교정
- 약물 중단 (진정제, 마약류 등)
- 기도 확보, 폐렴 치료, 호흡근 질환 치료
2) 산소 및 인공호흡 지원
- 경증: 비침습적 양압환기 (NIPPV, CPAP, BiPAP)
- 중증: 기관삽관 후 기계환기
주의: 고탄산증 환자에게 산소를 무분별하게 공급하면 호흡억제가 발생할 수 있으므로 신중하게 조절해야 합니다.
3) 호흡 자극제 사용
- 드물지만 Doxapram 같은 약물로 호흡 자극
7. 보상 메커니즘
1) 신장의 대사성 보상
- CO₂ 증가 → pH 저하 → 신장이 HCO₃⁻ 재흡수 증가 → pH 보상
- 하지만 보상에는 시간이 걸림 (수일 이상)
8. 고탄산증과 관련된 임상적 상황
- COPD 환자의 만성 고탄산증
- 급성 호흡부전 (ARDS 등)
- 마취 후 회복지연
- 수면무호흡증후군
9. 요약 키포인트
항목 내용
| 정의 | PaCO₂ > 45 mmHg |
| 주요 원인 | 환기 장애 (중추, 말초, 폐, 기도) |
| 증상 | 졸림, 두통, 혼란 → 혼수 |
| 진단 | ABGA (PaCO₂↑, pH↓), 원인 질환 평가 |
| 치료 | 원인 교정, 산소조절, 인공호흡 필요 시 적용 |
| 주의 | 산소 과다 투여 시 호흡억제 가능 |
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