저칼륨혈증 (hypokalemia) 교정 프로토콜

고칼륨혈증은 응급상황일 수 있기 때문에 교정방법에 대해 친숙한 반면, 저칼륨혈증은 응급상황일 수 있음에도 정확한 교정방법을 잘 알지 못하며, 막상 적극적으로 교정하고자 할 때 그 방법이 헷갈리고, 너무 과량이 투여될까 주저하게 되어 치료의 어려움을 느끼곤 한다.

1. 교정 방법

  – 과일섭취, 경구약제 (경구 칼륨제, Spironolactone 등), 경정맥 투여 (KCL)

1) 경구 섭취

전통적인 방법으로, 혈청 K 가 0.1 mEq/L 감소시마다 10 mEq 의 칼륨염을 경구로 보충해주는 방법이 있다. 하지만 원칙은 체내 전체의 부족한 칼륨의 양을 생각하여  교정해야 한다.

예방적 목적으로는 하루 20 mEq 정도의 경구 제제로도 충분하다. 치료 목적으로는 하루 40~100 mEq 정도의 경구복용 (K-contin 은 1T 에 8 mEq 이다.) Dietary K 는 거의 대부분 phosphate 와 결합하기 때문에 이뇨제나 구토에 의한 K 부족을 교정하기에는 충분하지 않다.

* 과일에 포함된 K(포타슘, 칼륨) 양

2) 경정맥 투여

KCL 은 NS 에 mix 해야한다. Dextrose 용액에 섞을 경우 초기에 hypokalemia 가 더 악화될 수 있다. 지속적 ECG monitoring 이 필요하며, 혈청 칼륨 농도는 매 3~6시간 마다 할 것을 권고한다. 또한 마그네슘이 결핍되어 있다면 교정이 선행되어야 하겠다.

2. 교정 포인트

1) 체내 전체 K 부족량을 결정

일반적으로 혈청 K 1.0 mEq/L 저하될 때 실제로 부족한 K 의 양은 350 mEq 에 달한다. (150~400 mEq 로 근육량 및 체중에 따라 다르다.) 따라서 충분한 양의 K 를 경구 혹은 혈관으로 투여해야 한다. (K 1mmol/L = 1mEq/L)

(1) K 부족량을 결정할 때 혈중 pH에 따른 변동분을 고려해야한다.

• 대사성 알칼리증에서 pH 0.1 증가시 K 은 0.3 mEq/L 감소한다.
• 대사성 산증에서 pH 0.1 감소시 K 는 0.7 mEq/L 씩 증가한다.

이를 고려하여 pH 7.4 에서의 정확한 K 농도를 결정해야 한다.

저칼륨혈증과 대사성 산증이 같이 있는 경우 산증을 교정하기 전에 반드시 저칼륨혈증을 먼저 교정해야 한다. (산증만 교정하면 저칼륨혈증은 더욱 악화되기 때문)

예를 들어 pH 7.5 환자에서 K 가 2.0 mEq/L 라면 pH 7.4 에서 K 는 2.3 이 될 것이고, 이를 바탕으로 부족분을 구하면 (4.0-2.3) x 350 = 600 mEq 정도가 된다. (근육량이 적은 여성, 노인에서는 350 대신 150 정도로 낮추어 계산한다.)

(2) 계속되는 K 소실 정도를 결정해야 한다.

신장으로 소실되는 경우는 요중 K, 위장관으로 소실되는 경우 대변 중 K 소실분을 고려하여 더 공급해야 한다. (특히 설사하는 환자에서 colonic secretion 중 K 는 60mEq/L 에 이르기도 한다.)

* 요약 : 

체내 K 부족량 = (4.0 – [K 농도 on pH 7.4]) x (150 ~ 350 mEq, 성별, 체격, 근육량에 따라 결정)
  – 대사성 알칼리증에서 pH 0.1 증가시 K 은 0.3 mEq/L 감소한다.
  – 대사성 산증에서 pH 0.1 감소시 K 는 0.7 mEq/L 씩 증가한다.
  – 계속 소실되는 K 량을 더한다.

2) 최대 투여 속도 : 20 mEq/hr (마비나 심실부정맥이 있을 경우 속도를 더 높일 수 있다.)

1시간동안 20 mEq 걸쳐 투여시 1시간 동안의 K 배설량은 2.5mEq/hr 이므로 17.5 mEq 가 ECF 에 정체된다. 체중이 60 kg 인 사람의 ECF volume 은 약 12L 이므로 17.5 / 12 = 1.5 즉 혈액 K 는 1.5 mEq 상승한다. 투여 전에 혈청 K 가 4.0 mEq/L 이라면 1시간 동안 5.5 mEq/L 까지 상승할 수 있다. 소아나 고령자, 체구가 작은 사람은 ECF volume 이 더 작으므로 감량해야 한다.

  – 다른 메뉴얼 내용 : 

• 말초정맥주사로는 최대 10m mEq/hr 속도로 투여 가능 (최대 40 mEq/L 농도)
• 중심정맥주사로는 (Femoral vein 을 더 선호) 최대 20 mEq/hr 속도로 투여 가능
• 예시) NS 1L 에 KCL 40 mEq 을 mix 하여 40 mEq/L 가 되었을 때. 최대 투여 속도는 500 ml/hr 가 된다. (20 mEq/hr)

3) 최대 투여 농도 : 40 mEq/L (말초혈관) ; 중심정맥관으로 주입할 경우 최대 투여 농도는 100 mEq/L 이다.

생리식염수 1L 에 KCL 40 mEq 를 추가했다면 40 K + 40 Cl 을 투여한 것이 된다. 이 삼투질 농도는 Na, Cl 의 154 x 2 = 308 mOsm/L 에다가 K, Cl 의 40 x 2 = 80 mOsm/L 를 더해져 총 388 mOsm/L 가 된다. 이것은 혈장삼투압 보다 100 정도 더 큰 값으로 혈관통, 혈관손상, 말초 혈관염을 일으킨다.

4) 하루 K 요배설량 : 60 mEq/day

  – 하루 K 요배설량 60, 한 시간 K 요배설량 2.5 mEq 이다. 이것을 기준으로 삼자.

5) 최대 K 투여량 : 120 mEq/day

  – 1일 요 K 배설량이 60 이므로 2배가 1일 투여의 한계라고 기억하자. 체내 K 총량이 큰 폭으로 감소하고 있어도 1일 최대 투여량은 150 mEq 이다.

3. 응급상황에서의 K 교정 방법

혈청 K 농도가 2.5 mEq/L 이하이고, 심전도상 이상이 있거나, 심각한 신경 근육계 증상이 있는 경우 응급상황으로 간주되며, 혈관주사를 통해 K 를 공급해야 한다. 이 경우 시간당 40 mEq 까지 공급할 수 있으며, 생리식염수에 60 mEq/L 농도로 섞어서 주사한다.

K 2.0 미만이고 PVC 나 VT 등의 부정맥, 호흡근 약화까지 동반된 초응급 상황의 경우라면 중심정맥을 통하여 200 mEq/L 농도의 K 용액을 1~2 mEq/min (60 mEq/L) 속도로 투여할 수 있다.

1) 중심정맥관 확보 (대퇴정맥이나 경정맥 등)

2) ECF volume 과 필요한 K 교정 농도를 결정. 만약 ECF volume 이 15 L 이고 K 농도가 2.0 이라면, 4.0 을 목표로 했을 때, (4-2) x 15 = 30 mEq 즉 30 mEq 의 K 가 당장 필요한 양이며 이를 30분 이내에 투여하도록 해야 한다.

  –> 보충 방법은 아래와 같다. — 3)번, 4)번

3) 처음 몇 분 동안은 2 mEq/min (120 ml/hr) 의 빠른 속도로 공급해야 한다. (200 mEq/L 농도 용액이라면 분당 10 ml 의 속도로, 만일 60 mEq/L 농도 용액이라면 분당 33 ml 의 속도로 주입한다. 용적과다가 문제인 환자라면 200 mEq/L 농도 용액을 사용하고, Cardiac output 이 현저하게 감소되었거나, catheter 가 심장내에 직접 위치한 경우 60 mEq/L 의 용액을 사용한다.)

4) 이 후 속도를 1 mEq/min 으로 줄여서 30분 이내에 일시적으로 ECF K 농도를 높일 수 있는 양을 투여한다. (위에 30 mEq)

5) 이상의 방법으로 응급 상황을 넘겼다면 투여 속도를 낮출 수 있다. 30~60분마다 K level 을 f/u 하고 계속 농도가 낮다면 1mEq/min 정도의 빠른 속도의 주입을 지속해야 한다. 농도가 오른다면 주입 속도를 낮추면서 위에서 계산한 K 부족량을 1~2일에 걸쳐서 투여한다.

응급이 아닌 일반적인 상태에서의 K 공급은 정맥주사로 할 경우 40 mEq/L 이하의 농도로 생리식염수에 혼합하여 10 mEq/L 이하 속도로 투여한다.

* 참고 ) K 투여량과 혈청 K 의 상승

ECF = Total Body Water / 3
ECF 에 쌓이는 K 양 = 총 투여한 K 양 (mEq) – 총 K 배설량 (시간당 2.5 mEq)
K 상승량 = ECF 에 쌓이는 K 양 / ECF

예시)

Total body water = 36L
ECF = 36L / 3 = 12L
투여한 K 양 = 20 mEq
2시간 동안 투여 –> K 배설량은 2.5 x 2 = 5 mEq
ECF 에 쌓이는 K 양 = 15 mEq
K 상승량 = 15 mEq / 12 L = 1.25 mEq/L
투여전 혈청 K 수치가 4.5 였다면 K 보충 후 수치는 약 5.75 로 예상됨. – ECF K 만 고려하였을 경우.

* reference : 여러가지 메뉴얼 내용을 참고.