천식의 원인, 병태생리, 증상, 진단검사 및 치료

천식은 기도의 만성 염증, 가역적인 기도 폐색 및 기도의 과민성 증가를 특징으로 하는 폐쇄성 폐질환이다. 기도 내 염증으로 인해 천명음, 숨이 참, 흉통, 기침 특히 야간이나 이른 아침에 심해지는 기침 증상을 보이고 또한 다량의 외적 내적 요인에 의해 과민반응을 반복적으로 보인다. 그러나 기도 폐색은 가역적 특성을 보인다. 

 

1. 천식의 원인

 

(1) 알레르기원

 

먼지, 공해물질, 진드기, 곰팡이 등 다양한 항원이 IgE를 매개로 하는 체액성 과민 반응을 유발한다. IgE는 비만세포(mast cell)에 부착하여 IgE-mast cell 복합체를 형성하고 비만세포에서의 탈과립화를 촉진시켜 혈관 이완, 모세혈관성 투과 증진, 부종 및 염증을 일으키는 화학적 물질을 분비한다. 

 

(2) 운동

 

운동 유도성 천식(exercise-induced asthma)은 격렬한 운동으로 기관지 경련, 숨이참, 기침, 천명음 등의 증상을 특징적으로 나타난다. 운동유도성 천식 예방을 위해서 환자는 운동하기 10-20분 전에 기관지 확장제를 흡입하고, 운동 직전 2-3분 동안 스트레칭으로 준비 운동을 실시하며 찬 공기나 건조한 공기에 노출되지 않도록 마스크를 착용한다. 

 

(3) 호흡기 감염

 

급성 천식발작을 유발하는 가장 흔한 원인의 하나가 호흡기 감염으로 기관-기관지계의 변화와 점액섬모성 방어기전의 변화는 천식을 악화시키고 기관지의 민감성을 증가시킨다. 호흡기 감염자와의 접촉을 피하고 독감 예방 접종을 하며 비처방 사용 약물을 복용하지 않도록 한다. 

 

(4) 코와 부비동 문제

 

천식환자는 알레르기성 비염, 부비동 점막 염증, 부비동염, 비용종의 문제를 가지고 있다. 

 

(5) 약물 및 음식

 

특정 약물에 대한 과민성으로 천식이 유발될 수 있다. 비용종이 있으면서 아스피린에 과민반응이 있는 경우 천식이 발생되는 경우가 많다. 

β-교감신경 길항제는 교감신경게 활동을 억제함으로써 기도 평활근을 수축시켜서 천식환자의 증상을 악화시킨다. 음식에 포함되어 있는 tartrazine과 비타민 그리고 맥주나 포도주의 방부용이나 과일, 샐러드의 신선도를 유지하기 위하여 첨가되는 sodium metabisulfite 등도 천식을 유발한다. 이런 약물과 음식이 prostaglandin 대사과정에 영향을 주어 강력한 기관지 평활근 수축작용을 하는 leukotriene을 분비시키기 때문이다. 보통 약물이나 음식 섭취 후 15분에서 3시간 정도에서 콧물, 오심, 구토, 복통, 설사 등이 나타난다. 

 

(6) 위식도 역류 질환

 

기전은 명확하지 않으나 식도로 역류된 위액이 폐로 흡인되어 기관지 수축이 일어나는 것으로 가정하고 있다. 

 

(7) 심리적 스트레스

 

직접적으로 천식을 유발하는 요인은 아니나 공황상태나 불안이 증상을 악화시키고 천식을 유발하는 것으로 보고 있다. 

 

 

2. 천식의 병태생리

 

천식에서 기관지 폐색의 주원인은 기도 감염과 비특이적 과민성 때문이며 기관지 경련, 점액 마개 형성, 기도 점막의 부종이 나타난다.

 

초기 천식 반응

 

알레르기원에 노출된 후 1시간 내에 반응이 나타나고 IgE에 의한 체액성 면역 반응이 유발된다. 기관 벽 기저막 아래에 위치한 비만세포 표면에는 IgE 수용체가 있어 복합체를 이루면 비만세포의 활성화로 탈과립화가 되고 염증성 매개 물질인 histamine, bradykinin, leukotriene, prostaglandin 및 cytokinin이 분비된다. 화학적 염증 매개 물질은 기관지 평활근 수축, 혈관이완과 모세혈관 투과성 증가 및 기관지 상피세포 손상을 유발하여 기관지 경련, 점액 생산 증가, 점막 부종, 짙은 객담 분비를 특징으로 하는 반응을 보인다. 환자는 천명음, 흉통, 호흡곤란, 기침 등의 증상을 보인다. 

 

후기 천식 반응

 

알레르기원에 노출 후 5-6시간 후에 주로 발생하며 호산구와 호중구가 기도 내에 침윤되어 염증반응이 나타난다. 후기 반응은 면역세포 침윤으로 기도에 만성 염증이 발생되어 기도직경의 감소, 점막 염증과 기관수축 및 과다한 점액 분비로 기도 저항이 증가되며 폐포 내에 공기가 포획(trapping) 되어 폐가 과팽창 된다. 그 결과 호흡근육 운동의 변화, 환기관류비율 불균형, 동맥혈 가스 분압의 변화가 생긴다. 기도 과민성은 상피세포 손상으로 인해 감각성 신경 말단 노출과 관련되며 초기 반응 없이 후기 반응이 나타나기도 한다. 

 

 

3. 천식의 증상

 

천식의 증상은 예측하기 어렵고 다양하다. 천명음, 숨이 참, 흉부 압박감, 야간성 기침, 이른 아침에 심해지는 기침이 반복되는 증상을 보인다. 기관지 경련, 부종 및 점액으로 기관지의 내경이 좁아지면 폐포 내의 공기 배출이 어렵게 되고 폐포 내에 공기가 포획되며 과팽창 된다. 호기시간이 연장되고, 초기에는 호기 시에 천명음을 들을 수 있고 점차 천식이 악화되면서 호기와 흡기 시 모두 천명음을 들을 수 있다.  흉부 타진 시 과다 공명음이 나타나고 청진 시 호흡음이 현저하게 감소되는 현상이 나타나면 중증의 기도 폐색이 있음을 의미하고, 호흡 부전에 빠질 수 있음을 예측할 수 있다. 기관지 경련으로 기도 내 공기의 흐름이 차단되면 기관지 근육의 긴장도가 증가되어 기침 수용체를 자극하는 원인이 된다. 객담은 진하고 흰색이며 점액성으로 배출되기 위한 이동 능력이 현저히 저하된다. 천식환자는 호기 시의 공기 배출이 어렵고 산소 부족으로 질식할 것 같은 느낌을 느끼게 되어 호흡 부속근을 이용하여 노력성 호흡을 하게 된다. 저산소혈증, 불안정, 불안, 부적절한 행동, 맥박과 혈압의 상승, 빈호흡 등의 증상을 나타난다. 

 

◈ 지속성 천식 발작

 

지속성 천식 발작( status asthmaticus)은 생명을 위협하는 중증의 천식 발작 상태를 말한다. 치료를 하면 가역적으로 증상이 호전될 수 있으나 급성 호흡부전이 오기 때문에 집중 치료실에서 환기 보조 치료를 받아야 한다. 원인은 바이러스 질환, 아스피린 복용, 심리적 긴장, 알레르기원에 노출, 치료약물의 중단, 천식 발생 후 적절한 치료를 받지 않은 경우이다. 임상증상은 기도 점막 부종, 점액성 마개 형성 및 기관지 경련으로 기도 저항이 증가되어 나타난다. 천식의 증상과 동일하나 더 심하고 더 오래 지속되는 것이 특징이다. 극심한 불안, 죽음에 대한 공포, 노력성 호흡의 증가, 발한이 흔히 나타난다. 발한이 없는 경우 탈수 상태를 확인한다. 호흡 부속근을 사용하고 흉부 경축을 보이며 최고호기유속은 100-150ℓ/분 이하이다. 천명음을 들을 수도 있으나 천명음이 들리지 않는다면 생명을 위협하는 상황임을 인식하고 기계적 인공호흡기로 환기를 보조할 준비를 한다. 저산소혈증을 보상하기 위해 고혈압, 빈맥, 심실성 부정맥, 노력성 호흡 등을 보인다. 동맥혈 가스 분압은 초기에 과호흡으로 저 탄산혈증이 나타낸다. 지속성 천식 발작으로 기흉, 우심 부전을 동반하는 폐성심(cor pulmonale), 심장 마비, 호흡근육의 피로로 인한 호흡마비 및 사망까지 이르는 합병증이 나타난다. 

 

 

4. 천식의 진단검사

 

3가지의 특징적 증상인 호흡곤란, 기침, 천명음을 확인한다. 

• 3가지의 특징적 증상인 호흡곤란, 기침, 천명음을 확인한다. 
• 이학적 소견으로 시진 시 호기 시간이 연장되는 것과 흡기 시 보조근육을 사용하는 것을 볼 수 있다. 타진 시 과공명음을 들을 수 있고 청진 시 천명음을 들을 수 있다. 
• 증상이 없는 천식 환자는 흉부 x-선 촬영에서 정상소견을 보인다. 천식 발작 시는 공기가 많이 유입되어 있는 양상이 나타난다. 
• 폐기능 검사에서 천식 발작이 없는 경우에는 정상 소견을 보인다. 기도폐쇄 정도에 따라 1초 강제호기량(FEV1), 최고 호기유속(PEFR), 강제 폐활량(FVC)에 대한 1초 강제 호기량(FEV1)의 비율 및 강제 중간호기유속이 감소되는 소견을 보인다. 1초 강제 호기량과 최고호기유속은 천식 환자의 진단과 관리에 지표가 된다. 기관지 확장제를 투여한 후 1초 강제호기량이 12-15% 증가되면 기도평활근이 가역적인 변화를 보이고 있기 때문에 천식으로 진단할 수 있다. 
• 호산구가 객담에 있고, 혈액 내 호산구 수가 총 백혈구 수의 5% 이상 증가하고, 혈청 IgE가 증가하면 천식일 가능성이 있다. 
• 동맥혈 가스 분압 검사에서 초기에는 과호흡으로 인한 호흡성 알칼리증을 나타내고 심한 상태일 때 과탄산혈증, 호흡성 산증이 나타난다. 
• 알레르기 피부 검사는 항원을 선별하는데 유용하다. RAST(radioallergosorbent test)는 피부검사에서 음성으로 나온 경우에 알레르기 원인을 규명하기 위해 시행하며, 심한 습진으로 피부검사를 할 수 없는 경우에도 한다. 
• 화농성 객담이 있다면 감염 여부를 진단하기 위해 객담배양과 항생제 적합성 검사를 시행한다. 

 

 

5. 천식의 치료: 약물요법

 

기관지 확장제

급성 천식 반응이 발현될 때 첫 번째로 사용되는 약물로 교감신경 β효능제, Aminophyline, 부교감신경길항제 등이 있다. 

 

◈ 교감신경 효능제

 

β2 선택적 교감신경 효능제는 흡입 후 몇 분내에 작용을 나타나고 4-8시간 정도 지속된다. 속효성 약제로는 albuterol(Proventil, Proventil HFA, Ventollin)과 bitolterol(Tornalate), pirbuterol(Maxair)가 있다. 

 

흡입용 β2 선택적 교감신경 효능제는 기관지 경련을 완화하여 급성 천식이 악화되는 것을 예방하고, 비만세포에서 유리되는 매개물질을 억제시키기 때문에 운동성 천식이나 알레르기성 천식 억제에도 유용하다. 

과용량을 투여하면 기관지 경련이 유발되는데 albuterol 과용량 투여 시 흔하게 나타난다. 

 

지속성 약제로는 salmeterol(Servent)이 있으며 8-12시간 또는 24시간 작용하므로 야간성 발작 천식에 유용하다. β2 선택적 교감신경 효능제의 부작용으로는 떨림, 빈맥, 심계항진이 나타나며 흡입 시 약물이 직접 혀에 닿을 경우 혀에 다량 분포한 혈관에서 흡수가 빠르게 일어나므로 약물이 혀에 직접 닿지 않도록 교육한다. 또한 저칼륨혈증이 유발되므로 모니터 한다. 지속성 β2 선택적 교감신경 효능제와 스테로이드를 병합요법으로 투여할 경우 고용량의 스테로이드를 흡입할 때 보다 폐기능과 천식 증상이 현저히 개선된다. 

Advair Diskus는 병합요법을 할 수 있는 DPI(dry powder inhaler)이다. 

 

◈  Methylxanthin 유도체

 

Theophyllin제제는 β2 선택적 교감신경 효능제보다는 기관지 경련 완화에 효과적이지 않다. β2 선택적 교감신경 효능제와 병합투여 시 상승효과가 나타나고 흡입제 사용 시는 효과가 나타나지 않기 때문에 반드시 경구 또는 정맥을 통해 투여한다. 

 

◈  항콜린제

 

부교감 신경계에서 분비되는 acetylcholine은 기관지 평활근을 수축시키므로 이를 차단하는 약제를 투여하면 기관지 평활근 이완의 효과를 나타낸다. Atropine이 이에 속하며 만성 천식 환자의 유지치료에 효과적이다. 

 

염증 억제 약물

◈  당질코티코이드

 

당질코티코이드(glucocorticoids)는 기관지의 염증반응과 과민 반응을 억제하여 기관지의 내경을 증가시킨다. 당질코티코이드는 기관지 확장제를 사용해도 기관지 평활근의 수축이 지속되거나, 염증과 점액성 마개로 기도 내 저항이 심해지는 지속성 천식발작상태일 경우, 증상이 계속 악화되는 경우, 매우 심한 천식 발작 환자나 이전에 스테로이드를 사용했던 환자에게 투여한다. 응급 시 정맥 주사제를 사용하며 급성 천식일 경우에는 스테로이드의 효과가 투약 후 6시간 이상 경과해야 나타나므로 급성기 동안 강력한 기관지 확장제를 사용해야 한다. 흡입용 스테로이드제제로서 beclomethasone, budesonide(Pulmicort) 등이 있고 유지 요법에 주로 사용되며, 구강 칸디다증과 같은 합병증이 발생할 수 있으므로 스페이서를 이용하여 투여하거나 스테로이드 흡입 후 구강세척한다. 

 

◈  비만세포 안정제

 

비만세포 안정제(mast cell stablizer)는 기관지 평활근 자체에 영향을 주지는 못하지만 비만세포에서 탈과립화됨으로써 분비되는 화학적 매개 물질의 분비를 억제하여 천식반응을 감소시킨다. 비만세포 안정제는 cromolyn(Intal)과 nedocromil(Tilode)이 포함된다. 

 

아스피린이나 운동성 천식 등 항원을 알고 있는 경우 항원에 노출되기 15-20분 전에 투여하면 예방효과를 얻을 수 있다. 급성 천식 발작 때에는 효과가 없다. 

 

◈  Leukotriene완화제

 

Leukotriene완화제는 leukotriene 수용체 길항제와 leukotriene 합성억제제를 말한다. leukotriene은 강력한 기관지 수축을 유발하고, 기도의 부종과 염증을 유발하므로 천식증상을 악화시킨다. 

그러므로 leukotriene 완화제 투여는 기관지 이완과 항염의 효과를 가져온다.

 

천식의 중증도에 따른 약물 치료

◈  지속성 천식 발작의 치료

 

지속성 천식 발작(status asthmaticus) 환자 치료는 저산소혈증과 환기를 개선하고 적절한 약물의 고용량 투여가 필요하다. 이산화탄소 분압 상승과 폐포의 과팽창으로 기흉이나 종격동 기흉이 발생할 수 있으므로 입원 집중 관리가 요구된다. 저산소혈증 개선을 위해 PaO2와 SaO2가 각각 최소한 60mmHg과 90%가 되도록 산소 공급을 하고, 호흡부전이 발생되면 기계적 인공호흡기를 적용한다. 불감성 소실이 증가되므로 수액요법을 실시하고 β2-효능제를 nebulizer를 이용하여 흡입하도록 한다. β2-효능제에 반응하지 않을 경우 theophylline을 투여를 추가하고 당질코티코이드를 매 4-6시간 간격으로 투여하되 6-12시간 이후에 최고 효과가 나타난다는 것에 유의한다. 혈압, 심전도, 산소 포화도 등을 지속적으로 모니터 하고 치료 반응의 결과를 알아보기 위해 1초 강제호기량 또는 최고호기유속을 측정하는 것이 불가능할 수 있으므로 저하된 호흡음 증가와 천명음 감소 상태를 확인한다. 당질 코티코이드 정맥 주사 용량을 줄여나가고 그에 상응하는 경구투여 용량으로 대체한다. 임상적으로 상태가 호전되면 흉부물리요법을 시행하고, 기침을 통해 점액이 분비되면 호흡음이 개선된다. 퇴원 전에 경구용 기관지 확장제와 흡입용 β2-효능제로 바꾼다.