칼륨이 부족하면 왜 근육에 힘이 빠지는가

칼륨 부족은 세포막 전위를 지나치게 음성으로 만들어 근육이 자극에 반응하지 못하게 한다.

❶ 생각해 보셨나요?

칼륨이 부족하면 힘이 빠진다는 것은 잘 알려져 있다. 그런데 칼륨이 뼈나 근육 구조에 관여하는 것도 아닌데, 왜 힘이 빠지는 걸까? 이 질문의 답은 근육 수축이 전기 신호로 작동한다는 사실에 있다.

모든 세포는 안쪽이 음전하(−)를 띠고 있다. 이 전위차를 만드는 데 칼륨이 핵심 역할을 한다. 세포 안에는 칼륨이 많고, 세포 밖에는 적다. 이 농도 차이가 안쪽의 음전하를 유지시킨다.

수축 신호가 들어오면 나트륨 통로가 열려 나트륨이 세포 안으로 쏟아진다. 안쪽의 음전하가 약해지면서 임계치(threshold)를 넘으면 칼슘 통로가 연쇄적으로 열리고, 칼슘 유입이 근육 수축을 일으킨다.

저칼륨혈증(hypokalemia) 상태에서는 세포 밖 칼륨이 줄어든다. 그 결과 세포 안팎의 농도 차가 커져 안쪽 음전하가 더 강해진다. 정상에서 −70mV이던 것이 −90mV까지 내려가는 식이다.

자극이 와서 나트륨이 들어와도 이 강해진 음전하를 극복하기 어렵다. 임계치에 도달하지 못하니 칼슘 통로가 열리지 않고, 근육은 반응을 하지 않는다.

골격근에서는 이렇게 힘이 빠지지만, 심장 근육에서는 반대로 흥분성이 올라가 부정맥이 생길 수 있다. 같은 이온 변화가 조직에 따라 다른 결과를 낳는다.

혈중 칼륨의 정상 범위는 3.5~5.5 mEq/L이다. 3.0 정도의 저칼륨혈증에서는 증상이 잘 나타나지 않는다. 2.5 아래로 떨어져야 근력 저하가 나타나기 시작하며, 급격히 떨어질 때는 더 높은 수치에서도 증상이 올 수 있다.

증상은 하지에서 시작해 몸통, 상지 순으로 올라온다. 심하면 횡문근융해증(rhabdomyolysis)이나 호흡근 마비까지 진행할 수 있고, 위장관 평활근이 영향을 받으면 장운동 저하와 복부팽만이 동반된다.

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