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남희 우
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1 대한내과학회지 : 제 70 권부록 2 호 2006 당뇨병성케톤산증에서마그네슘결핍에의해이차적으로발생한저칼슘혈증과일시적인부갑상선기능저하증 1예 성분도병원내과, 김원묵기념봉생병원내과 2 김성훈 김선영 이승헌 이성우 윤경원 이창원 손성표 2 =Abstract= A case of hypocalcemia associated with transient hypoparathyroidism secondary to magnesium deficiency in diabetic ketoacidosis Seong Hoon Kim, M.D., Seon Young Kim, M.D., Seung Heon Lee, M.D., Seong Woo Lee, M.D., Kyeong Won Yun, M.D., Chang Won Lee, M.D. and Seong Pyo Son, M.D. 2 Department of Internal Medicine, St. Benedict Hospital, Busan, Korea; Department of Internal Medicine, Bongseng Memorial Hospital 2, Busan, Korea Hypomagnesemia is the major cause of hypocalcemia and hypokalemia. It is a common clinical manifestation in diabetes. Especially, It is more common in chronic alcohol consumers in diabetes. In the clinics, severe complications of hypomagnesemia such as seizure, convulsion, cardiac arrest or respiratory failure are not common. We report a case of the respiratory failure and cardiac arrest caused by hypomagnesemia due to poor controlled diabetes and chronic alcohol consume.(korean J Med 70:S256-S260, 2006) Key Words : Magnesium Deficiency, Diabetic Ketoacidosis, Heart arrest 서론 마그네슘은인체에서네번째로많은양이온이며세포내에서는두번째로많은양이온이다 1). 마그네슘은주로세포내의양이온이기때문에혈장이나혈정에서의측정은체내의전체양을반영할수없고, 혈청내에서정상으로측정된다할지라도마그네슘의결핍을배제할수없다 2). 다양한원인에서저마그네슘혈증으로인한저칼륨혈증과저칼슘혈증이나타날수있다는것이잘알려져있다. 이러한경우의저칼슘혈증은칼슘의보충이나비타민 D의보충으로는교정되지않고, 마그네슘의보충 접수 : 2005년 1월 27일 통과 : 2005년 8월 9일 교신저자 : 김성훈, 부산시동구초량3동 31-3, 성분도병원내과 ( ) beta02@dreamwiz.com -S 으로만저칼슘혈증이나저칼륨혈증이교정될수있다 3, 4). 저마그네슘혈증은당뇨병환자에서흔하고, 특히만성적으로음주의병력이있는경우는더욱잘나타날수있다. 그러나저마그네슘혈증으로인한경련이나발작, 부정맥으로인한심정지나호흡부전등의증상을나타내는경우는임상에서흔하지않다. 저마그네슘혈증에대한국내의보고로는노등 5) 에의한개심술후저마그네슘혈증에동반된 Torsade de ponites에대한보고와박등 6) 에의한 Gitelman 씨증후군에서동반된저마그네슘혈증을보고가있다. 그러나당뇨병과과도한음주와연관된저마그네슘혈증으로인한경련과

2 - 김성훈외 6 인 : 이차성부갑상선기능저하증 1 예 - Figure 1. EKG finding after cardiopulmonary resuscitation showing peaked T waves without widening of QRS Figure 2. electrolyte changes showing serial recordings of Ca, P, Mg, K. 심정지가국내에서있을것으로추정은되나문헌상으로는그예를찾아볼수없었다. 이에저자들은평소혈당조절을잘하지않고, 만성음주력이있는환자에서저마그네슘혈증으로인한저칼슘혈증으로호흡부전과심정지를경험하여문헌고찰과함께보고하는바이다. 증례환자 : 유 식, 남자, 54세주소 : 상하지의무력감, 어지러움, 두통현병력 :54세남자로평소소주 2~3병 / 일의음주력이있으며, 내원 4일전부터식사를전혀하지않고술만마신뒤, 내원아침부터상하지의무력감과어지러움증, 두통이발생하였으며, 이로인해화장실가다넘어진뒤부터경부통증, 두부종창으로응급실내원하였다. 환자는내원 4~5일전부터손발의마비증상이있었으나, 치료하지않았으며, 당뇨병과고혈압의과거력도있었으나별다른치료를받지않았다. 과거력 : 당뇨병 (+) 고혈압 (+) 가족력 : 아버지-당뇨병, 고혈압사회력 : 음주력-소주 2-3병 / 일, 흡연력-10갑년이학적소견 : 내원당시급성병색을보이고, 있었으며, 혈압은 80/30 mmhg, 맥박 110회 / 분을보였으며, 건조된혀를보였다. 흉부청진에서폐호흡음은정상적으로들렸고, 심잡음은들리지않았다. 신경학적검사소견으로는의식은혼미한상태였고, 동공은같은크기였으나, 산대되어있었다. 응급실내원 25분후환자는강직- 간대경련 (generalized tonic-clonic seizure) 의양상을보이다가심박동수의감소와호흡부전으로인해심폐소생술을시행하였다. 검사소견 : 입원당시시행한검사실소견은헤모글 로빈 10.1 g/dl, 헤마토크리트 28.7%, 백혈구 7,400/mm 3 ( 호중구 83%, 림프구 12%), 혈소판 8800/mm 3 였으며, Na 114 mm/l, K 5.9 mm/l, Cl 78 mm/l, Ionized Ca 0.81 mg/dl 였다. 혈당은 590 mg/dl, 혈청생화학검사상총단백 6.2 g/dl, 알부민 3.7 g/dl, 총빌리루빈 1.1 mg/dl, AST 805 IU/L, ALT 200 IU/L, ALP 301 IU/L, γ-gtp 215 IU/L, 혈중요소질소 52.3 mg/dl, 크레아티닌 2.6 mg/dl, 아밀라아제 175 IU, 리파아제 80 IU였다. 혈액동맥혈검사에서 ph PCO mmhg, PO mmhg, HCO mmol/l, Base execss mmol/l로측정되었다. 혈액 ketone은 trace로나타났으며, CK 1603 IU, CK-MB 43.4 IU, Myoglobin 500 ng/ml 이상, Troponin-I ng/ml으로검사되었다. 소변검사에서단백 100 mg/dl, 당 250 mg/dl, 적혈구 20-30/HPF, 백혈구 2-5/HPF, 세균 some/lpf로나타났다. 심폐소생술후의심전도에서는 peaked T wave의소견을보였다 ( 그림 1). 두부전산화단층촬영에서는특이소견을보이지않았다. 임상경과및치료 : 환자는당뇨병성케톤산증, 알콜성케톤산증, 경련성질환, 저칼슘혈증의심되어대사성산증에대한치료로생리식염수와인슐린을주입하였고, 10% Calcium gluconate로써 calcium 2 g을정주하여이후일시적으로경련의호전및호흡과심박동수의정상화를보였으나, 약 3시간이후에다시사지의경련을보이며호흡부전과심박동수의감소를보여심폐소생술을시행하였다. 이후시행된검사실소견상 Na 120 mm/l, K 6.2 mm/l, Cl 86 mm/l, Ionized Ca 0.90 mg/dl, Ca 6.3 mg/dl, P 10.0 mg/dl, Mg 1.5 mg/dl 로검사되어심한저칼슘혈증으로인한경련과당뇨병성케톤산증, 알콜성케톤산증의심하에 10% Calcium gluconate로칼슘 270 mg을투여하였으며, 임상양상과병력으로저 -S 257 -

3 - 대한내과학회지 : 제 70 권부록 2 호 Table 1. Causes of hypomagnesemia 마그네슘혈증으로인한저칼슘혈증도의심이되어 10% MgSO4 의형태로마그네슘 100 mg을정주하였다. 이후 Impaired Intestinal Magnesium Absorption Primary infantile hypomagnesemia Malabsorption syndromes Increased Intestinal Magnesium Losses 환자의경련은일어나지않았으며, 활력징후또한안정화되었다. 내원시측정한 PTH는 pg/ml ( 기준치 pg/ml) 였고, 내원 7일째측정한검사상 Ca 7.2 protracted vomiting or diarrhea mg/dl, P 1.0 mg/dl, Mg 0.8 mg/dl, K 3.4 mg/dl, PTH Intestinal drainage Intestinal fistulas 는 7.54 pg/ml 로측정되었다. 이후환자의혈중 Ca와 Mg, Impaired Renal Tubular Magnesium Reabsorption P, K의검사기록은그림 2에나타나있다. 내원 12일까지 Congenital magnesium-wasting syndromes 마그네슘을보충을시행하였으며, 이후에도환자는알콜 Bartter's syndrome Gitelman's syndrome 금단증상과흡인성폐렴등의감염등이있었으나, 회복 Magnesuria with nephrocalcinosis 되어퇴원하였으며, 현재본원외래에서추적관찰중이다. Acquired renal disease Tubulointerstitial diasease Postobstruction, acute tubular necrosis (diuretic phase) 고 찰 Renal transplantation Drug and toxins Ethanol Diuretics (loop, thiazide, osmotic) Cisplatin pentamidine Cyclosporin Aminoglycosides Foscarnet Amphotericin B Endocrine and metabolic abnormalities Extracellular fluid volume expansion Hyperaldosteronism (primary, secondary) Inappropriate antidiuretic hormone secretion 마그네슘은세포내에서칼륨에이어두번째로많은양이온이다. 70 kg의성인에서는 25 gm (1200 mol) 의마그네슘이있고, 이중 55% 는뼈에서 phosphate 또는 carbonate와결합한형태로존재하며, 27% 는근육에존재한다. 나머지는연부조직과체액에존재하지만, 전체마그네슘의총량중 1% 미만이혈중에존재한다. 마그네슘은약 300개의효소에대한보조인자 (cofactor) 로작용하고, adenosine triphosphate와 nucleotide triphosphatase가관여하는 phosphate transfer reactions에참여함으로써에너지대사에필수적이다 7). 마그네슘은또한신경생화학전달 (neurochemical transmission) 과칼 Diabetes mellitus 슘대사의조절에도필요하다. 심근에서의마그네슘의 Hypercalcemia Phosphate depletion 역할은근육의수축과이완, 심근세포의산화, 고에너지 Metabolic acidosis 인산 (high energy phosphate) 의합성과수송과정에관 Hyperthyroidism 여하며재분극 (depolarization) 시세포외칼륨의세포내 Rapid Shifts and Magnesium out of Extracellular Fluid Intracellular redistribution 유입을가능하게하는세포막의 ATPase 의보조인자 Recovery from diabetic ketoacidosis (cofactor) 로서중요한역할을한다 8, 9). Refeeding syndrome 저마그네슘혈증의빈도는무작위연구에서건강인의 Correction of respiratory acidosis Catecholamines 경우 6.9% 10), 내과및외과병동에입원한환자의경우 Accelerated net bone formation Following parathyroidectomy Osteoblastic metastases Treatment of vitamin D deficiency Calcitonin therapy Other losses Pancreatitis Blood transfusions Extensive burns Excessive sweating Pregnancy (third trimester) and lactation 11.0% 11) 로나타났고, 중환자실에입원한환자에서의경우 20% 12), 수술후중환자실에입원해있는환자는 60% 12) 까지증가하는것으로나타나건강인보다는입원환자에서그리고위중한상태의환자일수록상대적으로더흔하다. 220명의어린이인슐린의존성당뇨병환자와 33명의건강한어린이를대상으로한소변으로의마그네슘소실을비교한연구에서는엄격한혈당조절에도불구하고인슐린의존성당뇨병이있는환아에서소변으로의마그네슘소실이더많은것으로나타났다 13). -S 258 -

4 - 김성훈외 6 인 : 이차성부갑상선기능저하증 1 예 - 또한, 당뇨병이있는환자에서경증의저마그네슘혈증의빈도는 25% 로당뇨병이없는경우보다는더높은것으로나타났다 14). 저마그네슘혈증은대개혈중마그네슘이 1.5 meq/l로정의되며, 이런경우는대개증상을동반한다. 저마그네슘혈증의원인으로는섭취의부족이나위장관을통한소실, 신성소실, 약물치료, 마그네슘의분포이상등으로나타나며, 이러한원인에대해서는표 1 로나타내었다 15). 저마그네슘혈증으로인한임상양상은신경근육계증상으로무력감, 진전, 연하곤란, Chvostek's sign 양성, Trousseau's sign 양성등이있고, 중추신경계의증상으로우울, 불안, 정신병, 안구진탕, 경련등이있으며, 순환계증상으로부정맥, 심전도변화, 대사성변화로저칼륨혈증, 저칼슘혈증등이있다. 특히, 진행성저마그네슘혈증의경우특징적인심전도변화를나타내는데, 심한저마그네슘혈증의경우 QRS 기간의연장과 peaked T wave 가처음변화로나타나며, 이후 PR 기간의연장과 ST 분절의하강이나타난다. 그러나심한저마그네슘혈증의경우에서도이런심전도변화는나타나지않을수도있다 16-18). 본예에서심전도의변화는 QRS 기간의연장은나타나지않았으며 V2,3,4에서 peaked T wave를보였다. 이런심전도의변화는저마그네슘혈증이나저칼슘혈증의심전도소견과는다른데이것은케톤산혈증의영향으로혈중칼륨치가정상으로나타난것과관련성이있을것으로여겨진다. 따라서저칼슘혈증이심하게나타난경우에도케톤산증의심전도소견은이런소견을반영하지않을수도있기때문에진단에어려움이있을수있다. 저마그네슘혈증이있는경우체내전해질의이상으로저칼슘혈증과저칼륨혈증을잘동반하는데, 이것은 Mg 이 Na/K membrane pump의보조인자 (cofactor) 로서작용하기때문이다. 그러나본예에서는저칼슘혈증과정상적인칼륨치를나타내었다. 혈중칼륨치가정상으로나타난것은당뇨성케톤산증이나알콜성케톤산증에의한재분배 (redistribution) 효과때문이라고생각된다. 당뇨성케톤산증의경우저인산혈증이잘동반이되는데본예에서는내원시에고인산혈증으로나타났다. 이또한케톤산증으로인하여인이세포내에서세포외액으로이동하여나타난것으로평가되는데, 수액요법과인슐린치료로케톤산증이사라진후에는저인산혈증이나타난것이이를뒷받침해주는소견이라하겠다. 마그네슘결핍으로인한저칼슘혈증은여러요소들이 작용한다. 마그네슘결핍시에는저칼슘혈증인데도불구하고, 혈중 PTH는정상이거나오히려낮게측정된다. 이것은마그네슘결핍이 PTH의합성과분비장애를일으키고, PTH에대한골격계의저항 (skeletal resistance) 을유발하기때문이다 19). 본예에서내원시의 PTH는 pg/ml ( 기준치 pg/ml) 로정상범위로나타났으나, 내원시의 Ca 6.3 mg/dl, P 10.0 mg/dl, Mg 1.5 mg/dl로나타난것을참조하면, 상대적으로부적절하게낮은것으로평가된다. 내원 7일째의칼슘 7.2 mg/dl, 인 1.0 mg/dl, 마그네슘 0.8 mg/dl, 칼륨 3.4 mg/dl, PTH는 7.54 pg/ml로측정되었는데, 혈중칼슘에비해서부갑상선호르몬농도가낮은것은마그네슘결핍의영향이라고평가된다. 본환자에서나타난전해질의이상의주된원인은마그네슘결핍이그원인이라고여겨지며, 마그네슘결핍은당뇨병과만성적인알콜의섭취로인한것으로보여진다. 당뇨병에서저마그네슘혈증이잘동반되는것은 (1) glycosuria로인한삼투성신성소실 (2) 장에서마그네슘의흡수감소 (3) 인슐린의영향으로마그네슘이혈장에서적혈구로의재분배 (redistribution) 등에의한것이다. 만성적인음주력으로인한저마그네슘혈증도마그네슘의섭취와장에서의흡수감소, 소변을통한배설증가등에의한다. 따라서당뇨병환자가만성적인음주를했을때는마그네슘결핍이더흔히, 더심하게나타날가능성이있을것으로여겨지며, 본환자에서도잘조절하지않은고혈당과만성적인음주로인해저마그네슘의결핍이더심화되었을것으로추측된다. 마그네슘결핍은당뇨병환자에서드물지않지만, 강직, 경련, 부정맥등의임상양상이나타나는경우는흔치않다. 그리고마그네슘결핍이심한경우로인한경련이나부정맥등은생명을위협할수있다. 본예에서도응급실도착과동시에환자는심폐소생술을시행하여야할정도로심각한부작용을유발하였다. 하는등의어려움이있었다. 임상양상과병력상으로저마그네슘혈증을의심할수있었으나, 마그네슘단독으로치료하기에는환자의상태가위급하였고, 칼슘의보충과마그네슘의보충을동시에시행하였다. 저마그네슘혈증은저칼슘혈증과동반되어잘나타나고, 혈청에서의마그네슘치가정상으로나타나는경우로도나타날수있다. 또한, 저마그네슘혈증은당뇨병이있는경우는흔하게나타날수있으며, 만성음주력이있 -S 259 -

5 - 대한내과학회지 : 제 70 권부록 2 호 는경우는더흔히나타날수있다. 따라서본예에서와같이당뇨병과만성음주력이있는환자에서경련을동반한저칼슘혈증이나타난경우에는혈중마그네슘치가정상으로나타난다할지라도초기에마그네슘을보충하는것이환자의예후를좋게할것으로평가된다. 또한케톤산혈증의경우는저마그네슘혈증으로인해나타나는저칼슘혈증시에반드시저칼륨혈증을동반하지않을수도있으며, 인도낮게측정되지않을수있다. 따라서당뇨와만성적인음주력이동반된경우반드시혈중마그네슘을검사하여그결과가정상이라도초기에는마그네슘의보충을고려해야할것이다. 당뇨병의유병율이증가함에따라적절한혈당관리와합병증관리를받지못하는환자의수도늘어날것으로예상된다. 본증례의환자와같이평소혈당조절에주의를기울이지않고만성음주의생활습관이있는환자들에서나타날수있는심각한전해질이상에대해항상관심을가져야할것이며이러한환자들에서마그네슘의예방적인보충이얼마나효과적인지, 심각한마그네슘결핍으로인한경련이나부정맥을예방할수있는지에대해서는더많은연구가필요할것으로사료된다. 요약 마그네슘의결핍은당뇨병환자에서드물지않게나타난다. 그러나임상에서강직, 경련, 부정맥을동반한심한마그네슘결핍은흔하지않다. 저자등은당뇨병과만성음주력이있는환자에서마그네슘결핍으로인한경련, 발작, 심정지와호흡부전의흔치않은임상증상을조기의마그네슘보충으로치료한 1예를경험하였기에문헌고찰과함께보고하는바이다. 중심단어 : 당뇨병성케톤산증, 마그네슘, 저칼슘혈증, 부갑상선기능저하증, 심정지 REFERENCES 1) Abbott LG, Rude RK. Clinical manifestation of magnesium deficiency. Miner Electrolyte Metab 19: , ) Reinhart RA, Marx JJ Jr, Haas RG, Desbiens NA. Intracellular magnesium of mononucler cells from venous blood of clinically healthy subjects. Clin Chim Acta 167: , ) Berkelhammer C, Bear RA. A clinical approach to common electrolyte problems; hypomagnesemia. Can Med Assoc J 132: , ) Fuss M, Cogan E, Gillet C, Kaemali R, Geurts J, Bergans A, Brauman H, Bouillon R, Corrilain J. Magnesium administration reverses the hypocalcemia secondary to hypomagnesemia despite low levels of circulating levels of 25-hydroxyvitamin D and 1,25-dihydroxy vitamin D. Clin Endocrinol 22: , ) 박종훈, 서정기, 이찬희, 박광주, 김형직, 하성규, 이호영, 한대석. Gitelman 씨증후군 1 예. 대한내과학회지 50: , ) 노환규, 장병철, 박영환, 강면식, 홍승록, 김성순. 개심실후저마그네슘혈증에동반된 Torsade de pointes. 대한흉부외과학회지 25: , ) Elin RJ. Assessment of magnesium status. Clin Chem 33: , ) Graber TW, Yee AS, Baker FJ. Magnesium: physiology, clinical disorders, and therapy. Ann Emerg Med 10:49-57, ) Polimeni PI, Page E. Magnesium in heart muscle. Cir Res 33: , ) Whang R, Hampton EM, Whang DD. Magnesium homeostasis and clinical disorders of magnesium deficiency. Ann Pharmacother 28: , ) Wong ET, Rude RK, Singer FR, Shaw ST. A high prevalence of hypomagnesemia and hypermagnesemia in hospitalized patients. Am J Clin Pathol 79: , ) Ryzen E, Elbaum N, Singer FR, Rude RK. Parenteral magnesium tolerance testing in the evaluation of magnesium deficiency. Magnesium 4: , ) Pounder SW, Brouhard BH, Travis LB. Hyperphospaturia and hypermagnesuria in children with IDDM. Diabetes Care 13: , ) Winter RJ, Harris CJ, Phillips LS, Green OC. Diabetic hetoaciosis: induction of hypocalcemia and hypomagnesemia by phosphate therapy. Am J Med 67: , ) Larsen PR, Kronenberg HM, Melmed S, Polonsky KS. Williams textbook of endocrinology. 10th ed. p. 1352, ) Kingston ME, al-sibai MB, Skooge WC. Clincial manifestations of hypomagnesemia. Crit Care Med 14: , ) Seelig MS. Magnesium defciency in the pahtogenesis of disease. New York, Plenum Medical Book Co, ) Iseri LT, Chung P, Tobis J. Mangnesium therapy for intractable ventricular tachyarrhythmias in normomagnesemic patients. West J Med 138: , ) Cronin RE, Knochel JP. Magnesium deficiency. Adv Intern Med 28: , S 260 -

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