알코올(Alcohol): ethanol, isopropanol, methanol, ethylene glycol

알코올(Alcohol)이란?

히드록실기(-OH)를 포함하는 탄화수소
종류
1. ethanol
2. isopropanol, methanol, ethylene glycol, benzyl alcohol, diethylene glycol, propylene glycol

전통적으로 에탄올 이외의 알코올을 독성 알코올이라 부른다. 많은 독성 알코올이 중독을 유발하지만, methanol과 ethylene glycol이 임상독성학적으로 가장 중요한 물질이다.

알코올에 의한 일차적인 독성은 모 성분(ethanol, isopropanol)에 의하거나 독성 대사물(methanol, ethylene glycol)에 의한다. ethanol, isopropanol은 가장 흔하게 섭취되는 알코올인데 주로 위장관 자극 및 중독을 일으키고, 대사성 산증은 일으키지 않는다. Isopropanol이 ethanol보다 독성이 강하다.

독성 알코올

중독을 유발하는 기전과 치료방법이 유사
독성 알코올 중독은 그 자체보다 알코올 탈수소효소(Alcohol dehydrogenase, ADH)와 알데히드 탈수소효소(Aldehyde dehydrogenase, ALDH)들이 만들어 내는 대사물질로 인해 독성 발현
ethylene glycol 중독: 글리콜산(glycolic acid)
methanol 중독: 포름산염(formic acid)

이들이 큰 음이온차를 가진 대사산증 유발

치료하지 않으면 메탄올 중독은 시력장애, 영구적인 신경장애 등을 초래하며, 에틸렌글리콜은 경련과 혼수 등의 중추신경계 독성, 심폐부전 및 급성 신부전을 초래 가능

치료

ethanol, fomepozole과 같은 ADH 억제제 투여와 혈액투석(Hemodialysis, HD) 같은 체외 제거가 주요한 치료 방법
fomepozole: ethanol을 대신하여 미국 FDA에서 승인되어 치료에 사용되고 있음

ethanol

개요

무색의 휘발성 액체로 세계적으로 가장 많이 사용되고 남용되는 약물
중독 경로: 경구 섭취(m/c), 흡인이나 피부 노출에 의해서도 가능
ethanol 함유 제제: 알코올음료, 기타 제제에서도 고농도로 존재: 구강 세척제(최대 75%), 오드콜로뉴 및 향수(40-60%), 약물의 희석액이나 용액(0.4-65%)

PK/PD

흡수

경구 섭취 후 빠르게 흡수 → 최고 혈중 농도는 섭취 후 30-60분 후에 도달
위에 음식물이 있는 경우: ethanol 흡수 지연 → 최고 혈중 농도 도달 시간 지연
위에 고농도의 ethanol이 있는 경우: 위 배출 시간을 지연시키는 유문 연축(pylorospasm) 유발

▼

대사

주로 간에서 대사가 되어 제거되며, 나머지 10%는 숨 쉴 때 배출되거나 소변 또는 땀으로 배출됨

cf.분포용적(Volume of distribution - Vd): 체내 지방 분율의 차이 → 남성: 0.6 L/㎏, 여성: 0.7 L/kg

알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase): 에탄올 대사에 관여하는 주요 효소

남성이 여성보다 이 효소의 농도가 높아서 체중에 비례하여 같은 양의 알코올을 섭취해도 여성에서 일반적으로 ethanol 농도가 높게 측정됨

ethanol 농도가 낮은 경우	일차 kinetics를 따름
▼
ethanol 농도가 증가함에 따라	alcohol dehydrogenase가 포화되어 영차 kinetics(시간당 고정된 양만이 대사)로 변함 간의 미토콘드리아에 있는 산화 시스템[특히 cytochrome P-450 2E1 (CYP2E1)]이 더 중요한 역할 수행

alcohol dehydrogenase 및 CYP2E1는 유도성이 있어 만성 ethanol 사용자에서 더 활성화되어 있음
- 혈중 ethanol의 제거 비율: 술을 습관적으로 복용하지 않는 경우: 20 mg/dL/h (4 mmol/L/h) ~ 만성 알코올 중독자: 최대 30 mg/dL/h (6 mmol/L/h

병태생리

γ-aminobutyric acid(억제성 신경 전달 물질) 수용체 항진
흥분성 N-methyl-d-aspartic acid 수용체 차단

▼

중추신경 억제 효과: 내성 현상 때문에, 혈중 에탄올 농도와 중독의 정도는 비례하지 않고 개인차가 있음
- 내성 없는 경우: 400-500 mg/dL (87-109 mmol/L)에서 호흡 억제, 사망 발생 가능
- 내성 있는 경우: 400 mg/dL (87 mmol/L) 농도에서도 거의 증상을 일으키지 않을 수도 있음

임상 양상

독성은 임상적으로 술에 취하는 것
합병증을 동반하지 않은 단순 ethanol 중독은 수시간 내에 회복됨

신경 증상

행동 억제 소실: (초기) 행복감, 초조감, 공격적 → (진행) 어눌한 발음, 안진, 운동 실조 → (심한 경우) 호흡 억제, 혼수

심혈관 증상

말초 혈관 확장: ① 피부 발적, 따뜻한 피부 ② 환경에 대한 열 손실 → 저체온 ③ 기립 저혈압, 반사성 빈맥
저혈압: 보통 경증, 일시적 → 심각하거나 지속되는 저혈압이 나타나면 다른 원인을 고려할 것

대사 증상

저혈당: 소아나 영양상태가 좋지 경우 → 낮은 글리코겐 저장량, 당신생성 감소 → 저혈당 유발 가능
alcoholic ketoacidosis
1. ethanol: 알코올 탈수소효소에 의해 대사가 되는데, 산화된 형태의 NAD+가 필요한데 이것은 이후 환원형인 NADH로 변환됨
2. 상당한 양의 ethanol 대사 → NADH/NAD+ 비↑ → 피루빈산염(pyruvate)의 유산염으로의 변환
3. 만성 알코올의존증 환자가 칼로리 섭취를 중단하는 경우 → 지방산 대사↑(지방 조직 분해하여 대체 연료로 사용) → ketoacidosis 발생 가능

진단

다른 문제와의 동반 여부 평가: 외상, 감염
동반 약물 평가(특히 cocaine)
- 함께 남용하는 경우 모 화합물보다 덜 강력하지만 3-5배인 반감기를 갖는 코카인 대사산물인 코카인 에틸렌의 형성과 관련 가능
- 이 약물 두 가지를 동시에 사용하는 사람에서 발생하는 돌연사의 위험도는 코카인 단독으로 쓰는 경우보다 높음
의식저하가 회복되지 않거나 악화되면, 다른 의식변화의 원인을 적극적으로 탐색
단독 ethanol 중독환자에서 수평 주시 안진이 있는 경우
- 혈중 ethanol 농도 80 mg/dL (17 mmol/L) (민감도 70-80%)
- 혈중 ethanol 농도 100 mg/dL (22 mmol/L) 이상(민감도 80-90%)

진단 검사
- 검사실 검사/의식 소실이 있다면 혈당 현장검사 시행
- 혈중 알코올 검색 판넬: ethanol, methanol, isopropanol
- ethanol 농도
  - 다른 문제가 의심되지 않는 경증 또는 중등도 중독에서는 불필요
  - 원인이 불명확한 의식 소실을 보이는 경우 알코올 농도 측정
- 대사성 산증: 경한 양상

심각한 음이온 차 대사성 산증(anion gap metabolic acidosis)이 있다면 유산 산증(lactic acidosis)이나 케톤산증(ketoacidosis) 또는 메탄올이나 에틸렌글리콜 독성(methanol or ethylene glycol toxicity)이 있음을 시사한다.

치료

기본 치료

환자가 깰 때까지 관찰
활성탄: 도움이 되지 않음(ethanol은 빠르게 흡수되기 때문). 다른 독성 약물과 같이 복용했을 때 고려
수액 투여
- 저혈당 교정: 포도당 0.5-1 g/㎏ 정주

지속적인 포도당 용액 투여에 의해 acute Wernicke's encephalopathy가 유발될 수 있지만 single dose of IV glucose가 이를 유발한다는 증거는 없다.

합병되지 않은 중등도 이하의 중독: 단독 수액 정주는 불필요(수액 투여가 알코올 제거를 촉진하지 않기 때문)
- 장기간 음주자에서 다음을 함유한 수액 투여: Mg, thiamine, folic acid, multivitamins
- IV vitamin-containing fluids: 급성 중독으로 응급실로 내원한 환자에서 비타민 결핍의 유병률은 낮기에 비타민 함유 수액의 일률적인 투여는 바람직하지 않음
Wernicke's encephalopathy
- 비정상적인 의식 저하, 보행실조, 안진이 특징적
- 정상 식이를 재개할 때까지 매일 thiamine 100 mg 투여 필요

Metadoxine

Pyrrolidone carboxylate와 pyridoxine 사이의 이온 쌍(ion pair)
에탄올 대사 및 회복 촉진
900 mg IV 투여 시 환자 스스로의 대사에 의한 것과 비교해서 두 배 이상 에탄올 혈중 제거 촉진 가능

미국에서는 사용하지 않으나 라틴 아메리카, 멕시코, 아시아, 아프리카 동유럽에서 사용

치료경과

응급실에서 술이 깰 때까지 경과 관찰이면 충분
퇴원 전에 추가적 조치 및 병원 입원 등이 필요할 수 있는 자살 시도, 살인 의도 등의 기저 정신과적 질환에 대해 재조사
혈중 ethanol 농도보다 임상적 판단으로 퇴원의 적절성 판단
책임이 있는 동반자에 의한 관리가 가능할 때 환자를 퇴원시킴

Isopropanol

개요

ethanol 다음 두 번째로 일반적인 경구섭취 알코올
methanol, ethylene glycol보다는 덜 하지만 ethanol다는 더 독성 존재
흔히 비싸지 않은 소독용 알코올(보통 70% isopropanol) 등의 가정용 제품에 사용됨
업계에서 널리 사용되는 용매 및 살균제로 다양한 피부 및 모발 제품, 보석 세제, 세제, 페인트 희석제 및 빙결 방지제의 성분
중독은 대개 경구섭취로 발생, 환기가 잘 안되는 곳에서 흡입 또는 피부 노출 후 또는 알코올 스펀지 목욕 중에 발생 가능
중추신경 억제 유발: ethanol의 거의 2배의 효능, 작용 지속 시간은 ethanol의 2-4 배 → 자살 시도 및 알코올 중독자에게 대체중독물질로 이용되기도 함

병태 생리

무색, 휘발성 액체. 쓰고 타는 맛의 방향족 냄새
위장관에 빠르게 흡수되며, 혈액 최고 농도는 섭취 후 30-120분 후에 도달하며, Vd는 ethanol과 비슷
대사
- 주된 대사 경로: 간에서 alcohol dehydrogenase(50-80%)에 의해서 이루어지며 나머지는 변화되지 않은 상태로 소변으로 배설됨

대사는 대부분 농도 의존성(일차) 카이넥틱스를 따른다.

케톤으로 대사가 된다(산으로 대사가 되지 않는다).
- isopropanol은 alcohol dehydrogenase에 의해 acetone으로 산화되고, acetone은 acetate와 formate로 더 대사되고 최종적으로 이산화탄소로 대사됨. acetone이 acetic acid과 formic acid으로 전환 되면서 경도의 산성화가 발생

acetone(주요대사 산물)
- 중추신경계 억제에 기여하지만, 눈, 심장, 신장, 대사성 독성은 일으키지 않으나, 고농도에서는 중추신경 억제 유발
- acetone은 일차적으로 신장에서 배설되며, 일부는 폐로 배출됨

섭취 30-60분 후에 혈중에 acetone으로 나타나며, 소변에서는 3시간 후에 검출됨
에탄올이 없는 상태에서 isopropanol의 반감기는 6-7시간이나, acetone의 반감기는 17-27시간으로, 반감기가 길기 때문에 장시간 중추신경계 억제 가능
독성 용량은 70% isopropanol 용액에서 약 1 mL/㎏, 0.5 mL/㎏에서도 증상 발현 가능
최소 치사량은 대략 2-4 mL/㎏이지만 최대 1 L까지 섭취해도 생존한 사례(+)
소아는 독성에 민감해 70% isopropanol 3모금만 마셔도 증상 발생 가능

임상 양상

ethanol 중독양상과 비슷, acetone을 형성하기 때문에 증상과 징후의 기간이 길고 중추신경계억제가 더욱 심함

가장 중요한 독성은 acetone과 함께 나타나는 중추신경계 억제와 isopropanol 자체에 의한 위의 자극이다.

30-60분 후 증상이 발생하고 수시간에 최고에 이르며, 증상 지속시간은 오래 걸릴 수 있음(acetone의 분포 때문)
다른 알코올들처럼 알코올 탈수소효소에 의해 대사가 되며, NADH/NAD+ 비율의 상승은 저혈당 유발
위장관 자극은 빠르게 나타나고 isopropanol 섭취에서 눈에 띄는 특징: 구역, 구토 복통, 급성 췌장염, 출혈성 위염, 상부 위장관 출혈 등
심각한 독성에서 혼수, 호흡 억제 저혈압이 빠르게 발생하며, 횡문근 융해증 및 신부전도 보고됨
다량 섭취 시 말초혈관 확장, 출혈성 위염의 가능성으로 이차적 저혈압 발생
영아와 작은 소아에서 isopropanol을 피부 세척용으로 사용하는 경우 화학 화상이 생길 수 있고, 피부 흡수로 인한 전신 증상 발생 가능
50 mg/dL (8 mmol/L)의 농도에서는 습관적으로 에탄올을 섭취하지 않는 사람에서 중독이 나타나지만, 알코올 중독자는 이소프로판올의 중추 신경계에 대한 작용에 더 저항성이 강함

진단

현장 혈당 검사를 시행하고 과거력과 신체검사에 준해서 다른 검사를 진행한다.

병력/신체검사

숨 쉴 때 아세톤의 과일향, 소독 알코올의 냄새가 나는 경우 의심

진단 검사

상부 및 하부 위장관 출혈에 대한 검사 시행
삼투압 차가 증가되고, 산증 없는 케톤혈증, 케톤뇨증 발생 가능

주된 특성은 케톤증과 산증이 없는 삼투압 차이의 증가이다.

음이온 차가 증가하거나 대사성 산증은 isopropanol 중독에 의해서 생기지 않으므로 만약에 어느 것이라도 존재한다면 다른 원인을 찾는다.

혈청 isopropanol 및 acetone에 대한 검사 필요

치료

보존적 치료

호흡 억제에 대해 감시가 필요하고 필요하면 기관삽관 및 기계 호흡 시행
저혈압은 수액에 일반적으로 반응
위장관 출혈을 치료하기 위해 혈액형과 교차반응 검사 시행

위장관 오염제거

활성탄: 다른 흡착성 물질의 복용이 없을 때는 불필요(∵ isopropanol은 활성탄에 잘 결합하지 않음)
위세척: 다른 약물 때문이 아니라면 시행하지 않음(∵ isopropanol은 빠르게 흡수)

해독제

포메피졸이나 에탄올은 투여하지 말 것: 대사물인 acetone이 isopropanol 자체보다 독성이 강하지 않고, isopropanol 대사를 막음으로써 중추신경 독성을 더 길게 하기 때문

투석

저혈압이 일반적인 치료에 반응 없거나, isopropanol이 400 mg/dL 이상이면 투석 고려
혈액 투석은 isopropanol과 acetone 제거에 효과적

치료경과

기면이 있거나 지속적인 중추신경 저하 소견이 있다면 입원 시행
증상이 없다면 4-6시간 경과 관찰 후 귀가하며, 필요하면 약물 중독에 대한 상담 및 정신과 치료 고려

Methanol, Ethylene glycol

경한 독성(취한 증상 및 직접적인 위 자극)을 가짐 → 그러나 간에서 대사가 되어 주요 독성 발생: 대사성 산증, 말단 장기 손상 유발 가능
치료: 독성 대사물질이 생성되는 것을 차단하는 것이 핵심

ethanol은 methanol보다 더 취하게 하며 위장관 자극도 심하다.

methanol과 ethylene glycol 독성의 임상양상 및 치료

methanol

ethylene glycol

개요

가장 단순한 알코올. 무색의 알코올 냄새가 나는 휘발성 액체
함유 물질: 자동차 유리 세정액, 워셔액, 공예용 본드, 슈퍼신나
중독 경로
1. 경구섭취(m/c): 예. 오염된 알코올음료를 마시는 경우, 재정적인 이유 등으로 \ethanol 대용으로 섭취하는 경우. 비의도적으로(부적절하거나 잘못된 표기) methanol을 섭취하는 경우
2. 피부, 흡입: 임상적으로 중대한 독성을 일으키지는 않음

색과 향이 없는 달콤한 액체
함유 물질: 부동액, 부식 방지제로 쓰이는 실버디아이서 등
중독 경로
1. 경구 섭취(m/c): 예. 재정적인 이유 등으로 ethanol 대용으로 섭취하는 경우, 자살을 위한 의도적인 섭취
2. 피부: 증기압이 낮으며 피부를 잘 통과하지 않음

원천

윈드 실드 클리너, 가스관 부동액, 용제, 난로용 고체 연료, 오염된 알코올 음료, 밀주

글리세린 대체제, 유압유, 부동액, 오염된 알코올음료, 오염된 치약(디에틸렌글리콜)

최소 치명 용량

성인: 1 g/㎏ 또는 대략 100 mL

성인: 1.1-1.7 g/㎏ 또는 대략 100 mL

PK/PD

흡수: 섭취 후에 빠르게 흡수 → 섭취 30-60분 후에 최고 농도 도달
분포: 체내 빠르게 확산, Vd: 0.6-0.77 L/㎏
최소 치사량: 1 g/㎏ 또는 1.25 mL/kg. 한 모금(24 g 또는 30 mL)만 마셔도 영구적인 시력 손상 가능
독성 기전: methanol 자체는 독성
- 대사산물이 독성(+)

흡수: 위장관계에서 빠르게 흡수 → 섭취 1-4시간 후 최고 농도 도달
분포: 체내 빠르게 확산, Vd: 0.5-0.8 L/㎏
최소 치사량: 1.5 mL/㎏ 또는 1-1.7 g/㎏(성인에서 100 mL)

흡수

30-60분

1-4시간

대사

소량: 일차 카이네틱스를 통해 대사(반감기: 1.8-3.0시간)
고용량: 영차 카이네틱스를 통해 대사, 대략 시간당 8.5 mg/dL (2.7 mmol) 속도로 분해

주요 대사경로

Methanol → (alcohol dehydrogenase) formaldehyde → (aldehyde dehydrogenase) formic acid

80%: 간에서의 산화 과정 → 독성 대사물 생성
20%: 소변으로 배설
일차 카이네틱스 형태로 대사
반감기: 대략 3-8시간

주요 대사경로

ethylene glycol → (alcohol dehydrogenase) glycoaldehyde → (aldehyde dehydrogenase) glycolic acid → (glycolic acid oxidase) glyoxylic acid

독성 효과

주요 독성 효과: Formic acid (formate), 대사성 산증
formate: methanol 독성과 대사성 산증의 원인
- 독성 기전: cytochrome oxidase에 결합하여 산화적 인산화 차단 → 혐기 대사 유발 → lactic acid (lactate) 형성
- methanol 대사는 NADH/NAD+ 비를 증가시키고 pyruvate을 lactate으로 변환시키고 lactic acidosis 악화
대사성 산증: formate와 lactate가 대사성 산증 유발
- methanol 중독 초기: 산증은 formate 자체에서 더 발생
- methanol 중독 후기: 세포의 호기성 호흡이 차단되어 더 많은 lactate가 형성되어 이때는 lactate가 더 중요한 역할 차지

methanol 자체는 독성이 없고, formate에 의한 조직 손상이 나타나기 위해서는 대사가 필요하기 때문에 임상적 증상 및 징후는 12-24시간까지 소요될 수 있다.

ethanol과 methanol은 경쟁적으로 alcohol dehydrogenase에 작용하기 때문에 ethanol을 섭취하면 methanol에서 생성되는 독성 대사물의 형성은 지연된다.

주요 독성 효과: 대사성 산증, glycolate에 의한 조직 독성, calcium oxalate crystal

에 의한 조직 손상

glycolic acid (glycolate)
- 독성 대사물질 → 대사성 산증을 유발하는 주요 물질
- glycolate가 glyoxylate로 변환되면 몇 가지 반응 경로 중 하나로 대사됨: 주된 변환 경로는 glyoxylate가 oxalate로 변환되는 것
calcium oxalate crystal: oxalate가 calcium과 결합하여 생성
1. 저칼슘증 발생
2. 조직과 소변에 침착

말단 장기 손상은 glycolate의 직접 독성, calcium oxalate crystal에 의한 조직 손상에 의한다.

ethylene glycol: 경한 독성
ethylene glycol의 대사물: 대사성 산증, 말단 장기 손상 유발

임상양상

모 성분에 의한 취한 증상
- 12-14시간 후: 대사성 산증, 흐린 시야 및 눈 위에 있는 것 같은 시야, 구역, 구토, 복통
심한 경우에서는 횡문근 융해증, 신부전, 혼수, 쇼크 발생
주요 양상: 중추신경 억제, 대사성 산증, 시력 변화
독성의 중등도는 Methanol 농도보다 대사성 산증의 정도와 더 관련

중추신경

두통, 현훈, 어지러움, 경련 등
지연성 파킨슨병증, 다발 신경병증
소량 섭취: 두통, 메스꺼움, 어지럼증, 감각 저하 등
섭취량이 증가 할수록 의식저하, 경련, 파킨슨병과 같은 추체외로 증상 및 혼수 등의 발생↑

눈

망막과 시신경 조직에 대한 독성: 포름산의 독성 때문
시신경 독성: 눈부심, 흐리거나 “눈밭 위에 있는 것 같이“ 보이는 형태. 영구 손상 시 유두부종, 안진(드물게), 반응이 없는 산동 등

심혈관

빈맥, 저혈압 → 쇼크로 진행 가능

호흡기

(초기) 대사성 산증을 교정하기 위한 빠른 호흡, 호흡곤란 → (진행) 호흡부전

소화기

위장관 자극, 복통, 구역, 구토, 위염등
AST/ALT 상승: 일반적으로 경하고 일시적
췌장염: 중증인 경우 급성 췌장염 발생 가능 → amylase, lipase 상승 반드시 확인

산증은 노출 후 당장 나타나지 않을 수 있음. 독성 대사물이 생성될 때 생기며, ethanol과 동시에 섭취되었을 때는 훨씬 더 지연되어 수시간에서 1일 이후까지도 나타날 수 있음
methanol 중독의 진단은 병력과 위에서 설명한 특징적인 임상양상의 존재와 증가된 음이온 간격과 혈청 삼투압 차이가 있는 대사성 산증의 존재

모 성분에 의한 취한 증상
- 4-12시간 후: 중추신경 효과, 고칼슘혈증, 대사성산증
- 12-24시간: 다발 장기 부전
- 24-72시간: 신부전
주요 양상: 중추신경계 억제, 대사성 산증, 신부전

1단계: “신경학적" 단계

음독 30분에서 12시간 사이에 시작(독성 대사물은 4-12시간 후에 생성되는데, 술과 함께 복용하였을 경우 더 늦게 생성되기도 함)
ethylene glycol의 모 화합물에 의해 발현. 경도의 억제부터 경련이나 혼수까지 다양한 증상 발생
에탄올의 억제 효과에 내성이 있는 사람은 에틸렌글리콜에도 취하는 효과에 내성을 보일 수 있음

환자는 중독된 것처럼 보이지만(보행장애, 혼란 상태, 어눌한 말투) 호흡에서 에탄올의 냄새가 나지 않는다.

직접적인 위장관계 자극으로 인한 복통, 구역, 구토
뇌부종, 기저핵 출혈성 경색, 뇌수막염: d/t glycolate, calcium oxalate crystal
저칼슘혈증(d/t 칼슘이 oxalate와 결합) → 경련 유발
대사성 산증으로 독성 대사물 생성

2단계: “심폐" 단계

음독 12-24시간 사이에 시작
빠른 맥, 고혈압
빠른 호흡: 대사성 산증 보상 반응
심부전, 급성 폐손상, 근염 등 다장기 부전: d/t glycolate, oxalate crystal 축적
저칼슘혈증 → 어떤 단계에서도 QT 간격 연장, 심근 기능 저하 및 부정맥 발생 가능
대부분의 사망은 이 단계에서 발생

3단계: “신장" 단계

음독 24-72시간 후에 시작
calcium oxalate crystal이 근위 세뇨관에 침착 → 급성 신손상(심각한 중독의 가장 흔한 부작용)
단기간의 혈액투석이 필요하고, 신장 기능이 회복되기까지 수주에서 수개월 소요 가능
지연된 신장병증 5-20일 후 발생 가능

진단

검사 항목: 혈중 ethanol 농도, 동맥혈 가스 검사, 임상화학 검사, 음이온 및 삼투압차, 혈청 삼투압, CK 농도, 혈당검사

대사성 산증이 있거나 삼투압 차가 상승했다면 혈청 케톤, β-hydroxybutyrate(가능하다면), lactic acid 농도가 도움이 됨
설명되지 않은 대사성 산증이 있는 환자에서 methanol, ethylene glycol 중독 고려

methanol, ethylene glycol 농도	중독을 진단할 수 있는 가장 좋은 검사지만 대부분의 응급실에서 methanol, ethylene glycol 농도 직접 측정 불가능
삼투압 차(Osmolar gap)	Calculated serum osmolarity 삼투압 차 = 측정된 혈청 삼투압 - 계산된 혈청 삼투압 methanol, ethylene glycol (이들의 대사물이 아닌)은 삼투압적으로 활성화되어 있으며, 측정된 혈청 삼투압에 영향을 미침 일반적으로 10-15 mOsm/㎏H2O 이상이면 독성을 생각. 50 mOsm/㎏H2O 이상이면 심각한 methanol, ethylene glycol 중독 시사 삼투압 차는 중요한 대사가 발생하기 전 모 독성 알코올이 최고치에 이르렀을 때(섭취 30-60분 후) 최고치가 된다. 시간이 흘러서 모 알코올이 대사가 되면 수치도 감소한다. 따라서 시간이 지나 내원한 환자는 삼투압 차로 평가하기 어렵다. 대사가 발생하면 산 대사물이 생기고 삼투압 차가 줄어듦에 따라 음이온 차 대사성 산증이 생긴다. 이 시기에는 대사에 의해 삼투압 차가 감소하는 만큼 음이온 차 대사성 산증이 발생한다.
음이온 차(Anion gap)	음이온 차 = Na+- (Cl- + HCO3-) 대부분의 임상 상황에서 음이온 차가 15 mEq/L 이상이면 비정상 산성 대사물이 생성되기 위해 최대 12-16시간이 걸리기 때문에 초기 음이온 차가 정상이라 하더라도 진단이 배제되지는 않는다.
Urinary fluorescence	대부분의 부동액이 라디에이터에서의 누수를 감지하기 위해 fluorescein을 첨가하지만 모든 ethylene glycol 제제가 fluorescein인을 함유하지 않음 fluorescein은 존재 기간이 짧으며(섭취 후 4시간 지속) 검사기술에 의한 영향이 크므로 소변에서 검출되지 않는다고 해서 ethylene glycol 섭취를 배제하지 못함
ethylene glycol의 칼슘 옥살산 결정	ethylene glycol 중독의 약 절반이 소변 검사에서 일 수화물 또는 이수화 칼슘 수산염 결정을 보임. 이들은 흔히 뾰족한 결정으로 오인됨 섭취하면 섭취 후 4-6시간에 나타나기 시작하며, 특히 신기능 부전이 있는 환자에서 수일간 지속 가능

두부 CT: 양측성 피각(putamen) 괴사, 피질하 백질(subcortical white matter) 손상 및 다른 양상의 메탄올 중독에 의한 뇌 손상의 양상을 보일 수 있고, 드물게 뇌출혈이 발생할 수 있기 때문에 투석이나 다른 이유로 헤파린의 사용을 고려할 때 비조영 두부 CT를 촬영

진단

methanol 농도 20 mg/dL (6 mmol/L) 이상
초기: 설명되지 않은 삼투압 차 10 mOsm/㎏ H2O 이상
후기: 음이온 차 상승 대사성 산증

ethylene glycol 농도 20 mg/dL (3.2 mmol/L) 이상
초기: 설명되지 않은 삼투압 차 10 mOsm/㎏ H2O이상
후기: 음이온 차 상승 대사성 산증 및 옥살산 칼슘뇨

치료

기본 원칙

초기 소생술: 초기부터 기도확보, 호흡 및 순환부전 예방
가장 흔한 합병증인 대사성 산증, 시각장애, 의식 변화 진행 차단

위장관 오염제거

위세척: 효과(-) (∵흡수가 빠르기 때문)
활성탄: 도움이 되는 약물을 함께 섭취했다면 사용 가능(∵ 활성탄에 흡착되지 않음)

산증 교정

methanol 중독환자에서 산증이 formate의 독성을 악화시키기 때문에 산증 교정 시 예후 향상
산증 교정으로 시각 및 기타 전신 증상의 급속한 개선 보고
근위 신 세뇨관에서 formic acid의 재흡수 차단
알칼리화의 이점은 대사 차단이나 혈액 투석으로 치료한 것과 동등
methanol 중독: 중탄산염을 정주하여 pH를 7.3 이상 유지
ethylene glycol 중독: 알칼리화가 도움이 된다는 명확한 증거는 없지만, pH 7.2 이하의 대사성 산증은 중탄산염 정주로 교정하는 것이 합당

대사 차단(Metabolic Blockade)

Fomepizole (4-methyl-1H-pyrazole) or ethanol: alcohol dehydrogenase의 억제제

methanol, ethylene glycol 대사의 시작은 alcohol dehydrogenase에 의한다. 이 효소는 methanol과 ethylene glycol 에 비해 ethanol이나 Fomepizole에 훨씬 높은 친화성을 가진다.

작용기전
- methanol이 toxic metabolite로 대사되는 것 차단
- Fomepizole or ethanol → methanol, ethylene glycol의 간에서의 산화 억제 → methanol, ethylene glycol은 first-order renal excretion을 통해 제거 → methanol, ethylene glycol 반감기↑ → methanol, ethylene glycol 제거↓
적응증

Fomepizole 또는 ethanol로 대사 차단 치료를 시행하는 적응증

혈중 농도 상승: methanol 20 mg/dL (6 mmol/L) 또는 ethylene glycol 20 mg/dL (3 mmol/L) 이상
methanol이나 ethylene glycol 농도의 측정이 불가능한 경우
1. 심각한 methanol이나 ethylene glycol 섭취가 기술되거나 의심되는 상황에서 ethanol 농도가 100 mg/dL (22 mmol/L) 미만①
2. 명확한 병력이 없는 혼수 또는 의식변화에서 다음 증상 동반
  1. 설명되지 않은 혈청 삼투압 차 10 mOsm/L 이상 또는
  2. 설명되지 않는 대사성 산증이 있는 환자의 ethanol 농도 100 mg/dL (22 mmol/L) 미만①

① 혈청 ethanol 농도가 100 mg/dL (22 mmol/L) 이상이면, 환자는 ethanol을 동시 복용한 것 때문에 독성 대사산물의 형성으로부터 보호되며, 특정 대사 차단 치료는 독성 알코올 농도가 측정 가능할 때까지 지연될 수 있다. 독성 알코올 결과가 나오기 전에 ethanol 농도가 100 mg/dL 미만으로 떨어질 것 같으면 대사 차단 치료 개시

	Fomepizole	Ethanol
개요	ethanol과 비교 시: 중추신경계 억제, 소화계 자극, 저혈당 등의 부작용이 적으며, 용량을 맞추기도 쉬움	Fomepizol 사용 가능하지 않거나, 알레르기와 같은 금기증이 있는 경우 투여
용법	loading dose: 15 mg/㎏ IV (over 30분) → additional doses: 10 mg/㎏ (over 30분)로 12시간마다 투여 독성 알코올 수치가 20 mg/dL (methanol 6 mmol/L 또는 ethylene glycol 3 mmol/L) 이하가 되고, 대사성 산증이 해소될 때까지 투여 Fomepizole은 스스로 대사과정을 유발한다고 생각되기 때문에 48시간 이상 치료해야 할 때는 12시간마다 15 mg/kg 투여 추천. 혈액투석을 하는 경우에는 이 과정에서 제거가 되기 때문에 더 자주(4시간 간격) 투여	경구나 정맥으로 투여 가능 loading dose: 100-150 mg/dL (22-33 mmol/L) 30 mg/dL (7 mmol/L)부터 대사 억제 가능. 매우 높은 독성 알코올 수치를 보이는 경우 150 mg/dL (33 mmol/L) 이상 필요하기도 환자가 투석을 받을 경우 용량은 2배 투여 정주 투여: (부하 용량) 800 mg/kg (10% IV 용액 10 mL/㎏) → (유지용량) 시간당 100 mg/kg (10% 에탄올 1.2 mL/kg), 사용 범위는 시간당 70-150 mg/kg (10% 에탄올 0.8-2 mL/kg) 경구 투여: (부하용량) 80-proof liquor (40% 알코올) 1.5-2 mL/kg → (유지용량) 0.2-0.5 mL/kg/hr 경구 알코올을 정맥으로 주사하지 말 것 Fomepizole 치료가 지연되거나 전원을 보낼 병원이 멀리 떨어진 경우, 70 ㎏ 성인 남성 기준으로 80-proof liquor 3-4 oz (30 mL) “샷”을 먹이면 ethanol 혈중 농도를 높여서 충분히 알코올의 독성 대사 차단 가능. 유지 용량은 시간당 1-2샷 투여
모니터링	ethanol처럼 자주 혈중농도를 측정하거나, 용량 조절 불필요 부작용은 드물지만 경도의 오심, 두통, 어지러움, 주사부위 통증이 가장 흔함	개인차로 인해 혈중 농도를 자주 측정하고 용량 조절 필요 → 혈중 ethanol농도는 1-2시간마다 측정 독성 알코올 수치가 20 mg/dL (methanol 6 mmol/L 또는 ethylene glycol 3 mmol/L) 이하가 되고, 대사성 산증이 해소될 때까지 투여 환자가 취하기 때문에, 신경학적 억제나 호흡 억제를 주의 깊게 관찰 10% 에탄올을 주입할 때 높은 삼투압과 말초혈관 자극 때문에 중심정맥관을 삽관. 덜 농축된 5%의 경우는 많은 수액 투여
비고	임신 중 Fomepizole의 안전성은 알려져 있지 않으며, 위험과 이익을 고려하여 판단 소아에서도 좋은 효과 보고

혈액투석

투석의 적응증

치료에 반응하지 않는 대사성 산증: pH <7.25, 음이온 차 >30 mEq/L and/or base deficit < -15
시야 장애①
신장 기능 장애
적극적인 보조 치료에도 불구하고 생체 징후가 흔들리는 경우
전통적 치료에 반응하지 않는 전해질 장애
methanol 또는 ethylene glycol 농도 >50 mg/dL②

① methanol에만 적용 : 시야 장애는 즉각적으로 호전되지 않으므로, 혈액 투석이 시작되었는데 다른 적응증이 없는 상태에서 이 증상이 지속되는 것이 혈액투석을 지속하는 이유가 되지 않는다.

② 이전에 혈액투석에 대한 적응증이 고려되었지만, 50 mg/dL (methanol 15 mmol/L 또는 ethylene glycol 7.5 mmol/L) 이상의 농도에서도 중탄산염이나 혈액투석을 하는 것에 상관없이 fomepizole 치료만으로 치료된 보고가 있다.

비타민 요법(Vitamin Therapy)

methannol

ethylene glycol

작용기전: 고용량 folate나 folinic acid → formic acid의 CO2와 H2O로의 분해 촉진
folinic acid: folate의 활성화된 형태, folate보다 선호
folate: ① 1 mg/kg(최대 50 mg), 4-6시간 간격 IV 투여 ② folinic acid가 available하지 않은 경우 사용 가능

pyridoxine, thiamine, magnesium: glyoxylate에서 독성이 없는 glycine과 α-hydroxy-β-ketoadipoic acid로의 대사 촉진 가능
pyridoxine: 50-100 mg IV, 6시간 간격으로 2일간
thiamine: 100 mg IV, 6시간 간격으로 2일간
magnesium: magnesium sulfate 2 g 한 번 투여

치료

Fomepizole 15 mg/kg IV 30분에 걸쳐서 이후 12시간마다 10 mg/kg IV 30분에 걸쳐서 또는 ethanol 10 mL/kg (10% IV ethanol) 시간당 100 mg/kg 투여하여 ethanol 농도를 150 mg/dL 이상으로 유지
folate 1 mg/kg IV 4-6시간마다(최대 50 mg) 독성이 해소될 때까지 지속
중탄산염 IV 투여하여 혈청 pH를 7.30 이상으로 유지
적응증에 해당하는 경우 혈액 투석 시행

Fomepizole 15 mg/kg IV 30분에 걸쳐서 이후 12시간마다 10 mg/kg IV 30분에 걸쳐서 또는 ethanol 10 mL/kg (10% IV ethanol) 시간당 100 mg/kg 투여하여 ethanol 농도를 150 mg/dL 이상으로 유지
pyridoxine 50-100 mg IV 6시간마다 24-48시간 동안
thiamine 100 mg IV 6시간마다 24-48시간 동안
Magnesium sulfate 2 g IV(한 번)
중탄산염 IV 투여하여 혈청 pH를 7.20 이상으로 유지
적응증에 해당하는 경우 혈액 투석 시행

추적관찰

중독은 복잡한 관리 결정을 필요로 하므로, 독성학자나 지역 전문 센터에 의뢰하는 것을 강력 권고
ethanol과 같이 복용하였을 때, 중독 증상이 지연되어 발현 가능
ethylene glycol 음독이 의심될 때, 최소한 6시간 경과 관찰 시행
ethanol을 같이 섭취하지 않았고, 환자 증상이 없으며, 정상 삼투압 차, 대사성 산증이 없을 때 퇴원 가능
methanol 독성은 더 지연될 수 있고, 12시간 경과 관찰 후 상기 증상이 없을 때 퇴원 가능
심각한 증상과 징후를 보이는 경우 집중 치료실 치료 필요
혈액 투석이나 집중치료실 치료가 불가능한 시설에 있는 경우, 환자의 상태가 충분히 안정하다면 가능한 한 빨리 치료가 가능한 시설로 전원 시행
자살 시도자는 상태가 좋아지면 퇴원하기 전에 정신과 진료 시행

참고자료

대한응급의학회. 응급의학 2판(2019). Sec18-Chap 10
대한응급의학회. 응급의학 1판(2011). p1652-1662
Lee NG et al. Clinical Review of Toxic Alcohol Poisoning Cases in Korea. Journal of The Korean Society of Clinical Toxicology 2012:10(1):15~21
Tintinalli's Emergency Medicine. A Comprehensive Study Guide, 9th edition(2019). Chapter 185. Alcohols

알코올(Alcohol): ethanol, isopropanol, methanol, ethylene glycol

알코올(Alcohol)이란?

독성 알코올

치료

ethanol

개요

PK/PD

병태생리

임상 양상

신경 증상

심혈관 증상

대사 증상

진단

치료

기본 치료

Metadoxine

치료경과

Isopropanol

개요

병태 생리

임상 양상

진단

병력/신체검사

진단 검사

치료

보존적 치료

위장관 오염제거

해독제

투석

치료경과

Methanol, Ethylene glycol

제2회 실전 임상진료아카데미