숨을 못 쉬면 왜 혈액이 산성으로 변하는가

폐에서 이산화탄소가 충분히 배출되지 못하면 탄산(H₂CO3)이 쌓이고 혈액은 산성으로 기울며, 신장이 수일에 걸쳐 이를 보상한다.

❶ 생각해 보셨나요?

숨을 못 쉬면 산소가 부족해지는 것이야 당연하다. 그런데 왜 *산증(acidosis)*까지 생기는 걸까. 산소 부족과 산염기 이상은 별개처럼 보이지만, 실제로는 같은 사건의 두 면이다.

환기(ventilation)가 줄어들면 혈중 이산화탄소 분압(PCO₂)이 높아진다. 이 상태를 고탄산혈증(hypercapnia)이라 한다.

혈액 속 이산화탄소는 물과 결합해 탄산(H₂CO3)이 된다. 탄산은 곧 해리되어 수소 이온(H⁺)과 중탄산염 이온(HCO₃⁻)을 만든다. 수소 이온이 증가하면 pH가 떨어지고, 이것이 호흡성 산증(respiratory acidosis)이다.

몸은 이 상태를 그대로 두지 않는다. 신장이 수소 이온 배설을 늘리고 중탄산염 이온을 재흡수함으로써 pH를 끌어올리려 한다. 이를 신장의 보상 반응이라 부른다.

그런데 이 보상은 즉각적이지 않다. 완전한 보상에는 3~5일이 걸린다.

따라서 급성 호흡성 산증에서는 보상이 채 이루어지기 전에 수소 이온이 크게 올라 pH가 급격히 떨어진다. 반면 만성 COPD처럼 오랜 시간 진행된 경우에는 보상이 충분히 작동해 pH 변화가 상대적으로 작다.

숨을 너무 많이 쉬면 지금까지 설명한 일이 정반대로 진행된다. PCO₂가 낮아지고 수소 이온이 줄어 pH가 올라가는 호흡성 알칼리증(respiratory alkalosis)이 된다. 신장은 이번에는 반대로 중탄산염 배설을 늘려 보상한다.

두 방향 모두, 핵심은 같다. PCO₂가 움직이면 pH도 움직이고, 신장이 수일에 걸쳐 뒤를 쫓는다.

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