전해질은 신체의 다양한 기능에 생리학적으로 중요한 역할을 하기 때문에 혈중 전해질 측정을 자주 한다. 나트륨이나 칼륨 같은 전해질 분석은 전통적으로 생화학 검사실에서 수행했으나 최근에는 현장 검사(point-of-care testing)가 일반화되어 가고 있다.
보통 전해질을 측정할 때는 두 가지 방식을 이용한다. 정상 검체일 경우 결과가 비슷하게 나오지만, 검체에 단백질과 지질량이 늘어나면 두 가지 방식의 결과차가 커져서 임상의가 잘못된 결론을 내릴 수 있습니다. 양쪽간 차이가 10% 이상인 경우도 있다.
생리학적으로 보정돤 값을 제공하는 측정 방식은 직접 ISE(direct ISE)로서 혈액가스 분석기와 POC 전해질 분석기가 주로 채택한다.
혈액 검체 두 가지 측정 방식을 논하기 위해 먼저 혈액의 어느 부분이 전해질 검사에 필요한지 밝히고자 한다.
전혈 검체는 전체 혈장(total plasma)와 전해질로 구성되었으며, 전체 혈장의 구성물은 물과 단백질 및 지질 고형물질 약간이다.
보통 혈장 고체 성분은 전체 혈장 용적의 약 7%를 차지하며 물은 93%를 차지한다<그림 1>.
전해질은 혈장액(plasma water)에만 존재한다. 따라서 전해질을 측정하려면 혈장액을 검체로 써야 한다. 전해질을 측정하는 방식은 혈장액속 전해질량을 측정하거나(direct ISE) 전체 혈장 용적 중 전해질량을 측정하는(indirect ISE) 법이 있다.
따라서 액체와 고체 분포가 매우 중요하며, 단백질과 지질량이 크게 변할 수 있어 두 가지 방식으로 측정한 결과값이 차이가 나는 원인이 된다.
혈장액 속 전해질량을 측정하는 방식은 생리학적 상황을 반영하는 관계로 임상의가 환자 상태를 파악하는데 매우 유용하며, 이를 직접 ISE(direct ISE)라고 한다.
측정 기술: 전해질을 측정하는 두 가지 기술은 문헌에서 여러 가지 이름으로 나오지만 가장 흔히 사용하는 이름은 직접 ISE(direct ISE)와 간접 ISE(indirect ISE)로서 ISE는 이온 선택적 전극(ion-selective electrodes)을 뜻한다.
■ 간접 ISE
대량 희석액으로 전체 혈장(또는 혈청)을 희석한 검체를 측정한다. 원심분리로 혈장과 전해질 분리 필요하다. 희석으로 인해 이 방식은 혈장 평균 농도를 측정. 즉, 전해질 포함 용액 부분과 전해질 없는 단백질/지질 부분 농도간 평균 무게(weighted average). 농도는 결과에 희석 배수를 곱해서 계산한다.
결과값은 flame photometry와 대조 가능하며 일반적으로 중앙 검사실 대용량 생화학 분석기가 사용하는 방식이다. 보고된 결과는 검체 내 고체성분량에 따라 달라진다.
■ 직접 ISE
희석하지 않은 전혈 또는 혈장 검체 분석. 그러나 보통 혈장액을 측정한다. 전혈 사용 시 검체 처리과정은 없다. Direct ISE는 실제로 ‘혈장내 농도(mmol/L)’ 대신 혈장액의 전해질 활성도(mmol/kg H2O)를 측정한다. 물속에서 이온의 전기화학적 활성도는 특정(이온 선택적인) 증폭기를 이용해 농도로 전환시킨다.
보통 혈장에 전해질이 160mmol/L 가량 있는 것으로 본다. 이 고정값(fixed factor)을 이용해 direct ISE가 실제로 임상적으로 관련있는 활동성을 반영하고 단백질이나 지질량에 상관받지 않는다는 점을 확실히 보여준다. (전통적으로 측정값을 ‘농도’로 명명하지만) 이와 같은 활성도의 농도 전환은 IFCC의 pH와 혈액가스 전문가 패널의 권고에 따른다. 이 권고안은 두 가지 전해질 측정방식 차이로 인한 혼돈을 막기 위해 만들었다. 이 방식은 보통 혈액가스 분석기와 POC 전해질 분석기가 채택하며 검사실과 현장검사 모두 활용한다. 보고된 결과는 검체 내 고체성분량에 구애받지 않는다.
결론은 두 가지 방식으로 측정한 결과는 검체가 단백질과 지질량이 정상일 경우 보정할 수 있다. 물론 이는 모든 분석전과 분석 변수를 모두 제거해야 가능하다.
단백질/지질 함량이 비정상적인 검체: 정상적인 상황에서도 단백질과 지질량의 다양성은 indirect ISE 방식으로 전해질 측정값 오류의 원인이 된다.
문헌상으로, 중성지방(triglyceride) 농도가 2500mg/dL이하일 경우(정상범위는 35~160mg/dL) 오류는 5% 이내. 이와 같은 오류의 여파는 모든 전해질 측정시에 다 미치나 특히 나트륨이 가장 크다. 예를 들면 단백질 함량이 증가해서 17mmol/L정도 오류가 난 경우도 있고, 지질량이 늘어 26mmol/L가량 오류가 났다는 문헌 기록이 있다.
혈장 고체 성분량이 정상치를 벗어나게 되면(보통 증가) 이에 따른 전형적인 오류는 다음과 같다: ?전해질 농도는 실제로 매우 높지만 보고된 결과상으로는 정상이거나 낮다. ?전해질 농도가 실제 정상인 경우에는 매우 낮은 결과가 나온다.
후자의 경우 나트륨 관련 오류를 가성저나트륨혈증(pseudohyponatremia)이라고 부른다. 단백질과 지질량이 증가하는 이유는 당뇨, 간질환, 신장질환, 알코올 중독 등과 같이 매우 다양하다. 임상의는 이 같은 점을 파악하지 않으면 자칫 생명을 위협하는 수준으로 잘못된 결론을 내릴 수 있으므로 간접 ISE로 측정한 값을 보고할 때 주의해야 한다.
- 글: 영인과학 학술부
