요독(Uremic Toxins)은 신부전 환자의 혈액에 축적되는 유해 물질로, 분자량(Molecular Weight, MW)에 따라 제거 기전이 달라집니다. 요독 물질은 일반적으로 다음 세 가지 범주로 나뉩니다.
1. 저분자 요독 물질 (Small Molecules, MW < 500 Da)
대표적인 물질: 요소(Urea, 60 Da), 크레아티닌(Creatinine, 113 Da), 인산(Phosphate, 96 Da)
제거 기전: 확산(Diffusion)
확산은 농도 차이를 이용하여 작은 용질을 이동시키는 기전입니다.
저분자 물질은 투석막을 쉽게 통과하며, 혈액과 투석액 간 농도 차이에 의해 제거됩니다.
확산 속도는 농도 차이, 투석막 특성, 혈류 및 투석액 유속에 의해 결정됩니다.
대부분의 저분자 요독 물질은 저유량(Low-Flux) 투석막에서도 효과적으로 제거 가능합니다.
한계점:
혈액 내 단백질과 결합된 물질(예: 단백결합 요독)은 확산만으로 완전히 제거되지 않음.
2. 중분자 요독 물질 (Middle Molecules, MW 500–25,000 Da)
대표적인 물질:
β2-미세글로불린 (β2-Microglobulin, 11.8 kDa) → 아밀로이드증 유발
사이토카인(Cytokines) → 염증 반응 증가
파라토르몬(PTH, 9.4 kDa) → 신성 골병증 유발
제거 기전: 대류(Convection) + 확산(Diffusion)
중분자 물질은 투석막의 기공 크기에 영향을 받음 → 일반적인 저유량 투석막으로는 효과적인 제거가 어려움.
고유량(High-Flux) 투석막을 사용하면 대류(Convective Transport)를 통해 제거 가능.
대류는 초여과(Ultrafiltration)를 이용하여 수분과 함께 중분자 요독을 제거하는 방식임.
일부 중분자 물질은 확산과 대류를 동시에 활용해야 효과적으로 제거됨.
한계점:
중분자 요독 제거를 위해서는 고유량 투석막과 충분한 초여과 압력(TMP)이 필요함.
제거 속도는 혈류 속도, 투석액 유속, 투석막 특성에 따라 달라짐.
3. 고분자 요독 물질 (Large Molecules, MW > 25,000 Da)
대표적인 물질:
알부민 결합 요독 (Albumin-bound Uremic Toxins) → p-Cresyl sulfate (pCS, 188 Da, 단백결합)
단백질(Protein) 및 면역복합체 → 염증 및 조직 손상 유발
제거 기전: 혈장 교환(Plasmapheresis) 또는 흡착(Hemoadsorption)
일반적인 혈액투석으로는 제거 어려움 → 투석막 기공 크기보다 크기 때문에 통과 불가.
혈장 교환(Plasmapheresis):
혈장을 분리하여 요독을 포함한 단백질을 제거한 후, 새로운 혈장 또는 알부민을 투여하는 방식.
단백결합 요독(pCS 등) 제거에 효과적.
흡착(Hemoadsorption):
특정 요독 물질을 선택적으로 흡착하는 흡착 필터(Resin, Activated Carbon) 사용.
사이토카인, 단백결합 요독 제거 가능.
한계점:
고분자 요독은 일반적인 혈액투석(Hemodialysis)으로는 거의 제거되지 않음.
흡착 방식은 특정 요독에만 효과적이므로 한계가 있음.
요약: 요독 물질의 분자량별 제거 기전 비교
| 저분자 (MW < 500 Da) | 요소, 크레아티닌, 인산 | 확산 (Diffusion) | 일반 혈액투석 (Low-Flux HD) |
| 중분자 (MW 500–25,000 Da) | β2-미세글로불린, 사이토카인 | 대류(Convection) + 확산 | 고유량 혈액투석 (High-Flux HD), 혈액여과 (HDF) |
| 고분자 (MW > 25,000 Da) | 단백결합 요독, 면역복합체 | 혈장 교환 (Plasmapheresis), 흡착 (Hemoadsorption) | 혈장 교환술, 흡착 요법 |