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Renal Tubular Acidosis
1. 개요
신장의 요세관의 장애로 인해 비음이온갭(nonanion gap)성 염소과잉혈 대사산증(hyperchloremic acidosis)이 보여지는 질병이다. GFR의 수치는 정상으로 나타나게 된다.소변으로 H+의 배출이 저하되면서 산성혈증(acidosis)과 소변의 알칼리증이 보여지게 된다.
3가지의 원인이 존재하며 이는 1형, 2형 그리고 4형으로 나뉘어 진다.
2. 배경지식
요세관의 기본적인 해부학 및 생리학은 다음과 같다.- 근위세뇨관(proximal tubule)은 Na/H 운반체, Na-Pi 운반체[1]가 요관쪽을 향해 존재하며, 측저(basolateral)쪽으로 Na-HCO3 운반체와 Na/K 운반체가 존재한다. 또한 포도당과 아미노산의 재흡수를 돕는 운반체 역시 이곳에 위치해 있다. 그 외 세포사이에 전해질의 차이에 의해 물, 칼슘(Ca2+), 칼륨(K+), 염화물(Cl-) 및 요소(urea)가 재흡수 되게 된다. 이로 인해 기본적으로 나트륨, 칼륨, 물, 탄산수소염(HCO3), 포도당(glucose) 및 아미노산이 이곳에서 재흡수 되며, 크레아틴(Cr), 항생제 및 요산(uric acid)이 이곳에서 배출되게 된다.
- 하행각(descending limb) - 전체적으로 나트륨, 칼륨, 물, 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca2+)이 이곳에서 재흡수 되게 된다.
- 상행각(ascending limb)은 요관을 향해 Na-Cl-K 운반체가 존재하고, 세포사이를 통해 나트륨, 칼슘 및 마그세슘이 재흡수 되게 된다. 이뇨제중 하나인 Loop diuretics(furosemide)가 Na-Cl-K 운반체를 억제하게 되어 이뇨작용을 향상시키게 된다. 또한 이뇨제의 기능으로 인해 칼슘(Ca)의 재흡수가 저하되게 된다. 전체적으로 나트륨, 칼륨, 마그네슘 및 칼슘이 이곳에서 재흡수 되게 된다.
- 원위세관(distal tubule)은 근위부(proximal)와 원위부(distal)로 나뉘게 된다.
- 원위세관의 근위부에는 요관을 향해 Na-Cl 운반체와 부갑상샘에서 배출된 PTH 호르몬에 의해 활성화 되는 칼슘통로가 존재한다. 또한 측저쪽엔 칼륨(K+)통로, Ca/Na 운반체 및 Na/K 운반체가 존재한다. 이뇨제중 하나인 thiazide 계열이 Na-Cl 운반체를 억제하게 되어 이뇨작용을 촉진시키게 된다. Thiazide를 투여할 경우, 칼슘의 재흡수를 촉진시키고[2] 칼륨의 재흡수를 저하시켜 저칼륨혈증이 발생하기도 한다. 전체적으로 나트륨, 염화물 및 칼슘을 재흡수 하게 된다.
- 원위세관의 원위부는 알도스테론(aldosterone)에 의해 활성화 되는 나트륨통로(ENaC), 요관으로 칼륨을 배출하는 칼륨통로(ROMK)와 수분 재흡수를 돕는 통로(AQP-2)가 요관을 향해 존재하며, 측저쪽으로 Na/K 운반체와 Na/H 운반체가 존재하게 된다. 항알도스테론제인 amiloride 및 spironolactone 등을 투여할 경우 ENaC의 기능을 억제해 이뇨작용을 향상 시키게 되는데, 이로 인해 칼륨(K+)과 산(H+)의 배출이 저하되게 된다. 전체적으로 나트륨과 수분이 이곳에서 재흡수 되며, 칼륨, 산 및 요소(urea)가 이곳에서 배출된다.
- 집합관(collecting duct)은 요관쪽을 향해 수분의 재흡수를 돕는 통로(V2)가 존재하는데, 이는 항이뇨호르몬(ADH)제로 인해 그 수가 늘어나게 되어 수분의 재흡수를 돕게 된다.
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3. 종류
3.1. 제1형(Type 1 - Distal)
제1형 요세관성 산증은 신장의 원위세관(distal tuble)에서 산(H+)의 배출에 장애가 발생하면서 산성혈증(acidosis)이 나타나는 질병이다. 원인은 선천성, 다발성 골수종(MM), 암포테리신(amphotericin) 등으로 인한 약물, 루푸스 및 진통제성신증(analgesic nephropathy) 등으로 인해 발병하게 된다.이로 인해 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 칼륨(K) 및 인산(Pi)의 배출이 증가하게 되고, 이로 인해 혈장저하(decreased ECF), 저칼륨혈증(hypokalemia) 등이 발생하며, 요세관 내에 알칼리증(alkalosis)과 칼슘의 수치 증가로 인해 신석회증(nephrocalcinosis)이 보여지게 된다. 소아기의 환자에게선 구루병(ricket) 및 골연화증(osteomalacia)이 발생하게 된다.
증상은 신장결석(kidney stone)과 관련되어 나타나게 된다.
치료는 탄산수소염(HCO3)의 투여를 통해 산성혈증을 완화시키고 신장결석을 예방할수 있다. 그 외 인산(Pi)을 투여해 산(H+)의 배출을 유도하기도 한다.
3.2. 제2형(Type 2 - Proximal)
제2형 요세관성은 근위세뇨관(proximal tubule)의 탄산수소염(HCO3) 재흡수의 장애로 인해 발병하게 된다. 이로 인해 소변으로 탄산수소염의 배출이 증가하게 되며 산성혈증(acidosis)이 나타나게 된다. 또한 소변으로 칼륨(K+)과 나트륨(Na+)의 배출이 증가하게 되어 저칼륨혈증이 동반되게 된다.원인은 판코니 증후군, 윌슨병, 납중독(lead), 다발성 골수종, 사구체성신증, 아밀로이드증(amylodosis) 등이 있다. 특이하게 monoclnal light chain의 배출이 동반되게 되는데, 이는 다발성 골수종에서 보여지는 증상과 똑같다. 제 2형 요세관성 산증이 의심되는 환자에게 여러 검사를 통해 다발성 골수종을 배제하는것이 매우 중요하다.
제2형 요세관성 산증의 증상으로 구루병&골연화증이 나타나게 되나, 신장결석과 관련된 증상은 보이지 않는다.
제1형과 달리 탄산수소염을 투여해 치료하지 못한다[3]. 치료의 근간은 근본적인 원인을 찾아내어 치료하고, 나트륨을 식단에서 제외하여 나트륨과 탄산수소염의 재흡수를 촉진시켜 증상을 완화시키게 된다.
3.3. 제4형(Type 4)
여러 가지 원인으로 인해 알도스테론(aldosterone)의 수치가 저하되거나, 신장에서 알도스테론의 감수성이 저하되면서 제4형 요세관성 산증이 발생하게 된다. 위에 서술되었듯, 알도스테론은 원위세관의 원위부의 ENaC 통로의 증가를 통해 나트륨의 재흡수를 돕고, 칼륨(K+)과 산(H+)의 배출을 증가시키게 된다. 하지만 알도스테론의 수치 및 감수성이 저하되면서 칼륨과 산의 배출이 저하되게 되고 이로 인해 산성혈증(acidosis)이 발생하게 된다. 특히, 다른 형의 요세관성 산증과 달리 고칼륨혈증(hyperkalemia)과 산성뇨(aciduria)가 특징적으로 발견되게 된다.신장결석과 관련된 증상은 보이지 않는다.