본문내용
1. 체액과 전해질
1.1. 체액
1.1.1. 세포외액
세포외액은 체중의 20%를 차지하며, 혈장액, 간질액, 체강액 등으로 구성되어 있다. 세포외액은 세포에 영양분과 수분, 전해질을 공급하고 노폐물을 운반하는 역할을 한다. 또한 체온 조절을 위한 용매 역할도 수행한다.
세포외액의 삼투질 농도는 275~295 mOsm/kg 사이로 유지되는데, 이는 세포 내외 간의 수분 분배를 적절히 유지하기 위함이다. 세포외액의 주요 양이온은 나트륨(Na+)이며, 세포내액의 주요 양이온은 칼륨(K+)이다. 이러한 세포 내외의 이온 농도 차이는 세포막 전위 차를 발생시켜 신경 전달, 근육 수축 등의 생리적 기능을 가능하게 한다.
세포외액의 적절한 삼투질 농도와 전해질 균형은 시상하부-뇌하수체-신장의 항상성 조절 기전에 의해 유지된다. 시상하부는 혈장 삼투압을 감지하여 항이뇨호르몬(ADH)을 분비하고, 이는 신장에서 수분 재흡수를 촉진한다. 또한 레닌-안지오텐신-알도스테론 체계를 통해 나트륨과 수분의 균형을 조절한다.
이와 같이 세포외액은 체내 수분 균형과 전해질 항상성 유지에 핵심적인 역할을 담당하고 있다.
1.1.2. 세포내액
세포내액은 세포 내부에 존재하는 체액으로, 체액의 40%를 차지하며 가장 많은 부피를 차지하는 체액이다. 세포내액은 주로 칼륨(K+), 인산염(HPO4(2-)), 단백질, 아미노산, 포도당 등 다양한 유기물과 무기물로 구성되어 있다.
세포내액 내의 주요 양이온은 칼륨(K+)이며, 칼륨은 세포의 삼투압 조절, 산-염기 균형 유지, 신경 전달 기능, 심근 수축 등 다양한 생리적 기능에 관여한다. 또한 단백질 합성, 포도당 대사, 세포 내 효소 작용 등에 필수적인 역할을 한다.
세포외액에 비해 세포내액 내 칼륨 농도가 매우 높은 이유는 세포막 내 칼륨 이온 펌프(Na+/K+ ATPase)의 작용 때문이다. 이 펌프는 세포 밖의 나트륨 이온 3개를 세포 안으로 내보내는 대신 세포 내의 칼륨 이온 2개를 세포 밖으로 내보냄으로써 세포 내 칼륨 농도를 높게 유지시킨다.
이처럼 세포 내외의 칼륨 농도 차이는 세포막의 전기화학적 전위차를 유발하여 세포막 전위 유지에 핵심적인 역할을 한다. 이러한 세포막 전위는 신경 전달, 근육 수축, 심장 박동 등 다양한 생리적 기능의 기반이 된다.
따라서 세포내액은 세포의 생존과 기능 유지에 필수적인 체액으로, 그 구성과 특성이 체내 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.
1.1.3. 삼투질 농도
삼투질 농도는 용액 1L 내에 녹아있는 용질의 양을 나타내는 것으로, 체액의 농도를 결정하는 중요한 요소이다.
삼투질 농도가 높아지면 용액의 농도가 진해지고 세포로부터 수분이 빠져나가게 되며, 이와 반대로 삼투질 농도가 낮아지면 세포로 수분이 유입되어 세포가 부풀어 오르게 된다. 따라서 삼투질 농도는 세포의 부피와 기능을 유지하는데 필수적이며, 체액의 항상성을 유지하는데 있어 중요한 역할을 한다.
체내 삼투질 농도를 조절하는 주된 기전은 시상하부-뇌하수체-신장 축이다. 시상하부의 삼투수용체는 체액의 농도 변화를 감지하여 뇌하수체 후엽에서 분비되는 항이뇨호르몬(ADH)의 분비를 조절한다. ADH는 신장에서 수분 재흡수를 증가시켜 체액의 삼투질 농도를 정상으로 유지한다.
삼투질 농도의 정상범위는 275-295 mOsm/kg 이며, 이를 벗어나게 되면 체액의 불균형이 발생하게 된다. 고삼투질혈증은 체내 수분 부족 시 나타나며, 저삼투질혈증은 과다한 수분섭취나 부적절한 ADH 분비 등으로 발생한다. 이러한 삼투질 농도의 불균형은 세포의 부피와 기능에 심각한 영향을 미칠 수 있어 신속한 진단과 치료가 필요하다.
1.2. 전해질
1.2.1. 나트륨(Na)
나트륨(Na)은 세포외액의 주요 양이온으로 세포외액의 삼투질 농도를 유지시키는 데 매우 중요한 역할을 한다. 나트륨 이온은 혈장과 간질액 사이를 빠르게 움직이며, 소듐과 수분은 함께 이동하여 체액의 균형을 유지한다.
나트륨의 주요 기능과 역할은 골격근육 수축, 심장 수축, 신경 충격 전달, 세포외액의 정상 삼투질 유지, 정상 세포외액량 유지, 신장의 소변농축 체재의 유지이다. 나트륨은 체내에서 가장 중요한 전해질 중 하나로, 적절한 수준으로 유지되어야 한다.
소듐이 부족하거나 과다하게 섭취되면 저나트륨혈증과 고나트륨혈증이 발생할 수 있다. 저나트륨혈증은 혈청 내 나트륨 수치가 135mEq/L 이하인 상태로, 세포 외에서 세포 내로 액체가 이동되어 세포가 부풀어 오르는 증상이 나타난다. 고나트륨혈증은 혈청 나트륨이 145mEq/L 이상인 상태로, 체액이 세포 내에서 외로 이동하여 세포가 탈수되거나 주름이 생기는 증상이 발생한다.
저나트륨혈증의 원인은 소듐 배설의 증가, 부적절한 소듐 섭취, 혈청 소듐 희석 등이며, 임상증상으로는 위장관 증상, 뇌기능 증상, 신경근육계 증상, 심혈관계 증상 등이 나타난다. 고나트륨혈증은 소듐 배설 저하, 소듐 섭취 증가, 수분 섭취 감소, 수분 소실 증가 등으로 인해 발생하며, 뇌기능 증상, 신경근육계 증상, 심혈관계 증상 등의 증상이 나타난다.
저나트륨혈증 치료는 구강 섭취가 가능한 경우 식이를 통한 소듐 섭취를 하며, 불가능한 경우 lactated ringer액 또는 등장성 식염수를 정맥으로 투여한다. 고나트륨혈증 치료는 체액 소실에 의한 경우 저장성 전해질 용액을 주입하고, 체액과 소듐소실에 의한 경우 등장성용액으로 보충한다. 신장에서 소듐배설장애일 경우에는 이뇨제 투여한다.
이처럼 나트륨은 체액 균형과 삼투압 조절에 매우 중요한 역할을 하며, 그 수치가 적절히 유지되어야 한다. 나트륨 섭취와 배설, 그리고 체액량의 변화에 따라 저나트륨혈증과 고나트륨혈증이 발생할 수 있으므로 이에 대한 정확한 진단과 적절한 치료가 필요하다.
1.2.2. 칼륨(K)
칼륨(K)은 세포내액의 주요 양이온이다. 칼륨은 단백질 합성의 조절, 포도당 사용과 저장의 조절, 세포막에서 활동 전위 유지, 심근기능 촉진 등의 중요한 기능을 담당한다.""
칼륨의 혈중 농도는 일반적으로 3.5~4.9 mEq/L 사이를 유지하고 ...
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