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수소의 대부분은 대사과정 동안 일어나는 화학반응으로부터 나온다. 모든 산들은 대사에 참여하는 세포에 의해 만들어지고 산-알칼리의 균형을 유지하기 위해 신체는 산을 배설해야만 한다. PH의 조절에는 3가지 기전이 있으며 완충제, 호흡, 신장기능이 함께한다.

완충제는 PH조절의 첫 방어선으로 PH수준의 현저한 변화를 막아주는 화학물질이고 가장 중요한 완충제는 중탄산염 완충제, 인산완충제, 헤모글로빈 그리고 혈장 단백질이다. 호흡기계는 2번째 PH조절 방어선이다. 호흡수가 감소하면 신체는 이산화탄소를 보유하며 축적한다. PH의 감소를 야기하며 이산화탄소의 축적은 수소의 형성과 PH의 감소를 야기하며 호흡성 산증을 유발하는 근거가 된다.

호흡수가 증가함과 동시에 신체가 숨을 내쉬는동안 이산화탄소는 외부로 배출되고 이산화탄소의 감소로 수소이온농도가 감소하며 PH는 증가하고 호흡성 알칼리증이 유발되는 근거가 된다. 뇌의 호흡중추인 연수에서 수소농도 변화를 감지하며 혈장의 수소농도가 증가하고 호흡중추가 자극을 받으며 호흡중추는 호흡수와 깊이를 증가시키고 폐로부터 이산화탄소의 배출을 증가시킨다.

혈장의 수소농도가 감소하면 연수의 호흡중추는 느리게 진행시키라고 신호를 보내 호흡수를 감소시키고 이산화탄소의 배설을 감소시킨다. 혈장에 이산화탄소가 축적되면 수소를 형성하며 PH는 감소된다. 신장은 PH조절의 세 번째 방어선으로 PH를 조절한다. 또한 중탄산염의 조절도 돕는다.

신장은 수소를 배설하는 중요한 장기로 신장기능상실 환자는 일반적으로 산증의 상태에 놓여 있다. 혈액내의 산-알칼리 불균형을 산증과 알칼리증이라고 한다. 혈장 PH가 7.35이하가 되면 산증, 혈장의 수소농도가 증가하고 PH는 감소하며 이러한 산증의 2가지 형태는 대사성 산증, 호흡성 산증이다.

호흡성 산증은 호흡기계 활동이 억제되고 지속적인 저환기(호흡저하)를 일으키는 어떤 상황들에서 발생하는데 예로 만성적인 폐질환(폐기종), 마약성 진통제의 과도복용, 가슴우리 움직임을 제한하는 부목, 호흡중추인 연수의 상해 등은 호흡활동의 감소를 유발시킨다. 저환기(호흡저하), 과소호흡은 이산화탄소의 혈장수준을 증가시키며 과도한 이산화탄소는 수소를 형성하며 PH를 감소시키고 산증을 유발하는데 이를 호흡성 산증이라고 한다.

류재문 프로필:인체해부연수교육개발원장. 연구실:062-236-3114 010-2640-3029