포타슘 Potassium K+

 

 포타 슘(K+)은 세포내액의 주요 양이온이다. 혈장 내 포타슘의 정상 농도는 3.5~5.0mEq/L or mmol/L)이고, 세포 내액에서의 정상적인 농도는 140mEq/L(mmol/L)로 세포 내 삼투압 농도와 양을 조절한다. 세포 내 포타슙의 양은 세포벽의 통합성, 세포 손상 시 포타슘을 보존하는 신장의 능력, 소듐-포타슘 펌프에 따라 결정된다. 포타슘의 기능은 다음과 같다.

 

 -단백질 합성의 조절

 -포도당 사용과 저장의 조절

 -세포막에서의 활동 전위 유지

 -심근 기능 촉진

 -신경과 근육을 흥분

 

 소듐-포타슘 펌프는 세포 내의 포타슘은 보존하면서 소듐을 능동적으로 세포 외로 배출시키는 기전이다. 

 포도당 대사가 일어날 때와 알칼리증일 때 포타슘이 세포 내로 이동하게 된다. 세포의 파괴, 세포대사의 손상, 산증 또는 격렬한 운동 후에는 포타슘이 세포 밖으로 이동한다. 포타슘 균형은 aldosterone에 의해 영향을 받는다. 신장의 혈류가 감소되어 레닌-안지오텐신 기전이 자극을 받으면 부신피질에서  aldosterone이 생성된다. Aldosterone의 증가는 소듐을 체내 보유하는 한편 포타슘 배설을 촉진시킨다.

 포타슘 조절은 신장기능을 통해서도 이루어진다. 신장은 세포외액의 포타슘을 배설시키는 경로이다(포타슘의 80%는 시장을 통해 제거된다). 거의 모든 음식에 포타슘이 포함도어 있으며, 평균 1일 섭취량은 대략 2~20g 정도이다.

 

1) 저칼륨혈증 Hypokalemia

 포타슘부족 또는 저칼륨혈증은 혈청 내 포타슘이 3.5mEq/L보다 낮은 상태로, 이는 포타슘섭취부족, 과다한 포타슘 소실과 신체 내 포타슘 이도응로 인해 발생한다.

 

 (1) 병태생리와 원인

   혈청 포타슘치가 저하하면 세포내액과 세포외액의 포타슘 농도차이가 증가하고 휴지기 세포막 전압이 증가하여(과분극, hyperpolarization) 신경과 근육 등의 세포막의 흥분성 반응이 저하된다. 근육약화(muscle weakness)와 근긴장 저하(atony)가 나타난다.

  산증(acidosis)일 때 수소이온이 세포 내 구간으로 들어오고, 포타슘은 세포 밖으로 이동하여 고칼륨혈증이 나타난다. 산증을 치료하면 포타슘은 세포 내로 다시 이동하여 저칼륨혈증이 생길 수 있다. 알칼리증의 경우에 포타슘은 신장에 의해 배설되기 때문에 저칼륨혈증을 초래할 수 있다.

  소듐이 신세뇨관의 재흡수를 통해 체내에 정체되면 포타슘은 배출된다. 따라서 aldosterone 배출이 증가하면 포타슘이 배설된다. 이뇨제(thiazides, furosemide)나 부신피질 호르몬제의 투여로 인해 요배설량이 증가하면 포타슘은 소변을 통해 빠져나간다. 

 

 <저칼륨혈증의 원인>

 -포타슘소실 과다 : 부적절하거나 과도한 약물 사용(이뇨제, 강심제, 부신피질호르몬), aldosterone 분비 증가, 설사, 구토, 비위관 흡인, 열로 인한 과다 발한, 포타슘 재흡수 결함이 있는 신질환

 -부적절한 포타슘섭취 : 금식, 칼륨부족식이

 -세포외액에서 세포내액으로의 포타슘 이동 : 알칼리증, 인슐린 과잉증, 고영양요법, 총 비경구영양

 -혈청 포타슘 희석 : 수분 중독, 포타슘이 부족한 수액을 정맥 주입

 

 (2) 임상증상

  저칼륨혈증이 있으면 수소이온(H+)의 불균형과 함께 신경근육계, 심혈관계, 위장관계와 호흡기계의 장애가 나타난다.

 -신경근육계증상 : 전신허약감, 심부건 반사의 감소 또는 소실, 심할 경우 감각이 소실될 수 있으며, 하지 근육의 허약과 하지 경련이 나타난다.

 -심혈관계 증상 : 맥박은 매우느리거나 빠를 수 있으며 약해진다. 저혈압, 약한 심음 등이 나타나며, 심전도 상에서 ST 분절의 하강, 방실전도장애, 납작하거나 거꾸로 된 T파와 U파 증가가 나타난다. 강심제에 대한 민감성이 증가해서 강심제 중독 대상자가 저칼륨혈증일 때 심방조기수축과 심실조기수축이 자주 나타나며, 또한 똑바른 자세를 취하면 혈압이 내려간다(기립성 저혈압).

칼륨농도에 따른 EKG 리듬

 

-위장관계 증상 : 오심, 구토, 변비, 복부팽만과 장운동의 감소가 자주 발생하고, 이러한 상태가 진전되어 마비성 장폐색(paralytic ileus)이 될 수 있다.

 -호흡기계 증상 : 호흡이 빠르고 얕아진다

 기타 : 정신사회적 증상으로 행동의 변화가 기면상태가 나타나고, 진행됨에 따라 혼돈과 혼수상태가 될 수 있다.

 

 (3) 치료와 간호

  저칼륨혈증이 심한 대상자에게 포타슘을 즉각 투여하지 않으면 사망할 수도 있다. 포타슘을 투여하는 가장 안전한 방법은 구강 투여이다. 포타슘을 정맥으로 주입할 때는 고칼륨혈증으로 인한 심정지를 예방하기 위해 평균 주입 속도가 시간당 20mEq/L를 초과해서는 안된다. 포타슘이 혈관을 자극하기 때문에 보통 1,000cc의 용액에 20~40mEq 정도로 희석해서 주입해야 한다. 포타슘을 4시간 동안 고농도(40mEq/100mL)로 주는 경우에는 IVAC이나 IMED와 같은 정맥주입펌프를 이용하여 주입한다. 이러한 고농도의 포타슘 투여는 심혈관 합병증을 유발할 수 있기 때문에 심장 모니터를 연결하여 심장상태의 변화를 즉각 확인할 수 있도록 한다.

 포타슘 소실 이뇨제를 투여받는 대상자에게는 포타슘이 많이 함유된 식이를 섭취하도록 교육한다. 이뇨제 치료로 인해 혈청 포타슘치가 낮아지면 potassium chloride와 같은 포타슘 보충제나 spironolactone(Aldactone), triamterene(Dyrenium)과 같은 포타슘 보유 이뇨제를 처방에 의해 공급한다.

 집에서 이뇨제를 복용하는 사람들에게 근육 약화, 식욕부진, 오심, 구토와 같은 포타슘부족 증상이 나타나면 의사에게 보고하도록 교육한다. 포타슘 보충제는 위장관계를 자극하기 때문에 1/2컵 이상의 물과 함께 복용하도록 한다.

 

2) 고칼륨혈증 Hyperkalemia

 고칼륨혈증은 혈청 내 포타슘치가 5.1mEq.L 이상인 상태이며, 약간의 증가에도 심장에 영향을 미친다

 

 (1)병태생리와 원인

  세포외액의 고칼륨혈증은 휴지기 세포막에서의 저칼륨혈증과는 정반대의 효과가 나타난다. 즉 혈청 내(세포외액)의 포타슘 증가는 세포외액과 세포내액의 포타슘 수준의 차이를 감소시켜 경한 자극이나 심지어 자극이 없어도 조직이 쉽게 흥분한다. 따라서 포타슘의 과다는 신경과 근육을 흥분시키는 원인이 된다.

 

<고칼륨혈증의 원인>

 -포타슘섭취 과다 : 포타슘 함유음식이나 약물의 과다섭취, 포타슘 함유액의 과다 정맥 주입

 -포타슘배설 저하 : 부신기능 부전(애디슨 병, 부신절제술), 신부전

 -세포내액에서 세포외액으로 포타슘 이동 : 조직손상, 산증, 고요산혈증, 과잉 이화작용, 조절되지 않는 당뇨병

 

 (2) 임상증상

  고칼륨혈증의 증상은 심장 증상, 신경근 증상, 위장관계 증상들을 포함한다. 혈청 포타슘이 갑자기 상승하면 6~7mEq/L에서 심각한 증상이 나타나나 서서히 상승하면 8mEq/L 이상 도달할 때 까지 증상이 나타나지 않을 수 있다.

-심장 증상 : 심전도상 T파가 올라가고, P파가 작아지거나 보이지 않게 되고 PR 간격이 넓어지며, QRS파가 넓어진다. 혈압하강, 심실빈맥, 심실 조기수축과 심실세동으로 인해 심장마비에 이르게 될 수 있다.

-신경근육계 증상 : 허약감과 손, 발과 얼굴이 저리거나 무감각이 있을 수 있고, 지각이상, 경련, 통증 등이 있다.

-위장관 증상 : 오심, 간헐적인 위장관 산통(colic)과 장운동의 증가와 장음항진, 설사 등이 있다.

 

 (3) 치료와 간호

  고칼륨혈증이 있으면 금식을 하고, 인슐린(regular insulin)10~20units와 함께 10% 포도당 100mL를 주입하여 포타슘을 혈청에서 세포 내로 이동시킨다. 산증을 교정하면 포타슘이 세포 내로 다시 이동한다. Polystyrene sulfonate(Kayexalate) 같은 양이온 교환 수지를 투여하여 수지 내에 있는 다른 양이온과 장관 내의 포타슘을 교환시켜서 포타슘을 대변으로 배출시킨다. 이 치료는 장기능이 좋아야 효과적이다.

 신 기능이 정상이라면 포타슘 배설을 증가시키기 위하여 이뇨제(furosemide)를 투여한다. 급성신부전이 있는 대상자에게는 투석이 필요하다.

 칼슘을 정맥으로 주입하면 포타슘이 심장에 미치는 효과에 길항작용을 한다. 포타슘 중독 대상자는 혈청 포타슘치가 정상으로 돌아올 때까지 침상 안정을 취한다. 부정맥이나 심근기능을 확인하기 위하여 심전도를 관찰한다. Aldosterone 감소로 인한 포타슘이 정체되는 경우에는 고칼륨 식이를 제한한다. 염분 대용 제품은 소듐 대신 포타슘이 포함되어 있으므로 사용하지 않도록 한다.