지난 20년 동안, 영양지원은 중환자 치료에 있어 필수적인 부분으로 대두되어 왔다. 이러한 영양지원은 단순히 칼로리 공급에 국한되어 지지 않고, 항산화제나 비타민, 미네랄 공급까지 의미한다. 그러나, 화상환자에게 적절한 칼로리 요구량을 측정하는 것은 여전히 논쟁 중에 있다. 일반적으로 화상환자의 대사율은 과거에는 2배 이상이라고 생각되어 졌지만 최근 연구결과에 의하면 화상환자의 경우 휴식대사량(resting energy expenditure)은 Harris-Benedict 공식으로 계산한 값에 1.3-1.5배 정도이며, 화상의 범위나 심한 정도 합병증에 영향을 받지만 수상 후 2-6주째에 최고조를 이르게 된다[9]. 따라서, 휴식대사량의 정확한 측정이 필요하다. 부족한 영양지원은 상처 재생의 지연, 세포의 기능장애, 감염에 대한 저항력 감소, 궁극적으로 사망에 이를 수 있으며, 이에 반해 과다한 영양지원은 이산화탄소 생성증가, 호흡실패, 고혈당, 간기능 장애를 유발한다. 휴식대사량은 나이, 성별, 체중, 화상범위와 깊이, 흡입화상, 화상 후 시간, 가피절제술과 피부이식, 패혈증 등에 영향을 받기 때문에, 휴식대사량을 추정하기 위해 공식들을 적용하는데 어려움이 있다. 이처럼 기존 공식들의 정확성에 의문점이 제기 됨에 따라 간접 휴식대사량 측정기(indirect calorimetry, IC)가 등장하였고, 최근 중환자에 있어 칼로리 요구량을 측정하는데 gold standard로 여겨진다[10]. IC는 센서를 통해 흡기 및 호기시의 산소와 이산화탄소의 농도를 측정하여 산소소비량(VO2)과 이산화탄소 생산량(VCO2)을 바로 계산하여 호흡지수(RQ=VO2/VCO2)를 산출 할 수 있다. 이렇게 측정된 값을 통해 영양공급의 적절성을 환자의 개개인이나 상태에 따라 정보을 얻을 수 있다. RQ 값이 0.7에서 1.0인 경우 정상적인 mixed substrates의 흡수가 일어남을 의미하고, 반면 RQ 값이 0.7 이하인 경우 주 에너지 원을 지방으로 사용함을 의미하기 때문에 감식을 의미한다. RQ 값이 1.0 이상인 경우 과잉공급으로 인한 여분의 탄수화물이 지방으로 합성됨을 의미하기 때문에 과잉공급을 의미한다[11]. 특히 중환자의 경우 과잉공급은 유해한 작용을 하며, 특히 이산화탄소의 합성을 증가하여 인공호흡기를 적용한 환자에서 인공호흡기의 이탈을 힘들게 할 수 있다[12]. 따라서, 최적의 영양공급을 위해 중증 소아 화상환자, 인공호흡기 치료 중인 환자, 과급(overfeeding)이나 감식(underfeeding)의 임상증상이 있는 환자, 척수 손상 및 혼수상태에 있는 환자, 고도 비만인 중증 환자 같은 경우 IC 사용을 권고하고 있다. 하지만 화상환자에 있어 IC를 이용하여 칼로리 요구량을 측정하는 것이 예측된 공식을 이용하는 것보다 유용하지 않다는 보고도 있다[13]. 과잉공급은 근육의 합성을 의미하는 것이 아니라 지방의 축적을 의미하기 때문에 칼로리 요구량을 적정(titrating)하는 것은 매우 중요하다[14]. 흔히 사용되는 공식이 Harris-Benedict 공식이나 화상면적이 40% 이하인 경우는 적절하지 않을 수 있으며, 이러한 경우 Curreri formula (25 kcal/kg per day + 40 kcal/% TBSA per day)를 이용하면 비교적 적절한 값을 구할 수 있으나, 이 또한 의문이 지속적으로 제기 되었다. 따라서, 중증 화상환자에서 IC를 이용하여 휴식대사량을 측정하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 만일 IC 사용이 불가능한 경우라면 보다 세심한 접근을 통한 에너지공급이 고려되어야 한다.

영양공급의 목적은 장기의 기능을 개선시키고 protein-calorie malnutrition을 막는 데 있다. 또한 영양보충물(supplement)의 구성은 매우 중요하다. 화상 수상 후 인체 내 호르몬의 환경변화는 이화작용을 촉진시켜 지방이나 탄수화물을 공급하는 것은 부분적으로 단백질의 이화작용을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다. 일정부분 체질량 감소는 불가피하며, 따라서 증가된 요구량을 충족하기 위해 단백질의 요구량이 증가된다. 중증 화상환자의 경우 전체 칼로리의 20-25%를 단백질로 공급하도록 권고하고 있으며[15], 1.5-2.0 g/kg/day의 단백질을 공급하여 calorie-to-nitrogen ratio를 100:1의 비율로 조절하도록 권고하고 있다[15].

글루타민(glutamine)은 화상환자에게 조건부 필수 아미노산으로 분류된다. 글루타민은 림프구나 소장세포에 주요한 에너지원이다. 따라서, 증가된 글루타민 공급은 단백질 합성을 증가하여 창상치유를 촉진시켜 입원기간 감소를 유발할 수 있다[16]. 하지만 아직까지 글루타민 공급과 관련하여 low dose (<0.20 g/kg/day) vs. high dose (>0.20 g/kg/day) 공급, 정맥투여 vs. 장내공급에 대한 의견이 분분하다[17]. 현재까지 화상환자에 대해 정확한 용량이나 투여경로 및 그의 결과에 대해 많은 보고가 있지만 아직까지 확립되어 있지는 않다. 따라서 이런 이슈에 관한 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

아르지닌(arginine) 또한 화상 후 대사에 중요한 영향을 주는 아미노산이며, T-lymphocytes를 자극하며, 자연살해세포(natural killer cell)의 기능을 증가시킨다. 또한 산화질소(nitric oxide)의 합성을 촉진시켜 감염에 대해 저항성을 증가시킨다[18]. 경장영양에 아르지닌을 추가하는 것은 면역반응을 개선시키며 창상치유을 촉진하는 것으로 알려져 있다[19]. 하지만 아직까지 화상환자에게 공급해야 할 용량 및 권고에 대한 합의는 없는 실정이다[20].

중증화상환자의 주 에너지원은 탄수화물이다. 글루코스는 창상치유에 우선시 되는 연료이나, 화상환자처럼 스트레스가 많은 환경에서의 탄수화물 공급은 포도당불내성을 유발한다. 따라서, 최적의 치료환경을 만들기 위해서 고혈당을 적극적으로 조절하는 것은 매우 중요하다. 외인 인슐린 공급은 고혈당을 낮추며, 화상손상의 단백질 이화작용을 개선시키는 효과가 있다[21]. 화상환자의 경우 인슐린 자체가 체질량을 증가시켜며, 염증반응을 개선시키는 효과가 있다[22]. 메트포르민과 같은 경구용 혈당강하제는 고혈당을 줄이고, 단백질 이화작용을 예방하는데 도움을 줄 수 있다[23]. 하지만 권고되는 결정치(cut off value)는 아직까지 확립되어 있지는 않지만, 통상 일반적인 중환자에서 권고되는 100-150 mg/dL을 유지하도록 권고하고 있다. 또한 전체 칼로리 요구량 중에 약 60% 정도를 탄수화물로 공급하도록 권고하고 있다[24].

지방은 그람당 9 kcal의 휼륭한 에너지원이다. 필수지방산인 리놀레산(linoleic acid)은 세포막의 주요한 구성성분이며, 프로스타글란딘 합성에 중요한 성분이다[25]. 또 다른 중요한 지방산으로 오메가 3 지방산을 들 수 있다. 오메가 3 지방산은 면역작용과 관련되어 있으며 오메가 3 지방산이 풍부한 fish oil은 항염증작용의 사이토카인 전구체로 사용되어[26], 면역작용을 개선시켜 결과적으로 좋은 예후로 환자를 이끌 수 있다[27]. 또한 고혈당을 감소시키는 효과를 가지고 있다[28]. 하지만, 화상환자의 호르몬 환경이 지방분해를 억제시켜 지방이 에너지를 사용되는 데는 제한이 있다. 이러한 이유로, 대부분의 저자들은 non-protein calories의 30% 정도를 지방으로 공급하도록 권고하고 있으며 정맥으로 지방을 주입 할 경우에도 1 g/kg/day를 넘지 않도록 하고 있다[29]. 또한 화상환자에 대한 연구는 아직까지 미비하여 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

중증화상 환자의 경우 과대사적 반응과 창상치유 요구량 증가, 화상으로 손상된 피부에서의 손실로 소량영양소(micronutrients)의 요구량이 증가하게 된다. 그러나, 소량영양소의 요구량은 아직까지 확립되어 있지 않다. 몇 가지 중요한 소량영양소를 살펴 보면 다음과 같다.

비타민 A는 창상치유와 상피세포 성장에 중요한 역할을 한다. 또한 항산화제 역할을 하며 자유라디칼 손상으로부터 예방하는 효과가 있다. 따라서, 5,000 IU of vitamin A per 1,000 cal of enteral nutrition이 권고되고 있다[15]. 하지만 과잉공급으로 인한 독성을 유발할 수 있으므로 조심해야 한다.

비타민 C는 수용성 비타민으로 세포 외 공간에 주로 존재하고 폐에도 풍부하게 있는 것으로 알려져 있으며 산소 자유 라디칼을 제거함으로 항산화작용을 하며, 콜라겐 합성과 교차결합을 촉진하여 창상치유에 도움이 되는 역할을 한다. 따라서, 화상환자에 있어 비타민 C 공급은 supplementation of up to 1,000 mg per day로 권고하고 있다[30]. 또한 중증화상환자에 있어 고용량의 비타민 C를 보조적으로 투여함으로써 과산화지질 증가를 감소시키고, 화상 수상 초기 미세혈관에서의 체액 및 단백질 누출을 감소시켜 급성기 수액치료에서 요구되는 수액량을 감소시킬 수 있다[31].

비타민 D도 화상환자의 치료에 중요한 역할을 한다. 화상 비타민 D대사에 영향을 주는데 그 결과 25-hydroxy vita-min D 레벨이 낮아지며, 뼈 형성에 장애를 줄 수 있다[32]. 다양한 연구에서 화상환자에서 뼈 흡수에 지장을 주어 골감소증(osteopenia)을 유발할 수 있음이 밝혀 졌다[33]. 하지만 아직까지 칼슘 및 비타민 D 요구량에 대해 정확한 요구량은 알려지지 않았다.

다양한 미량원소 중에서 구리(Cu), 셀레늄(Se), 아연(Zn)이 면역반응과 창상치유에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 이 세 가지 미량원소의 다량이 화상으로 손상된 피부를 통해 삼출액으로 소실 되며, 이러한 반응 화상으로 손상된 피부가 닫히기 전까지 지속된다[34]. 거의 300가지의 효소들이 손상된 피부조직의 재생 및 치유와 연관이 있으며 이러한 효소의 활성도를 유지하기 위해 미량원소 중 하나인 아연이 필요하며, 또한 세포 증식 및 분화, DNA와 단백질 합성에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Supplementation of up to 220 mg/day까지 공급하도록 권고하고 있다[30]. 셀레늄은 임파구의 기능에 중요한 역할을 하며, 세포매개면역과 글루타티온과산화효소 활성에 중요하다. 셀레늄 또한 손상된 피부를 통해 손실되어 화상범위가 넓어질수록 손상되는 양이 많기 때문에 조기에 적절한 공급이 중요하며, 조기에 셀레늄을 공급할 경우 지방과산화 감소, 항산화제 면역 증가, 감염률 감소로 창상치유를 증가시키고 중환자실 재원기간을 감소시킨다고 알려져 있다[35,36].

중증화상 환자의 치료에 있어서 가장 중요한 치료는 가피절제술이나 피부이식술 등을 통한 창상치료이겠지만 적절한 영양공급이 창상치료에 이득이 된다는 것엔 이견이 없을 것이며, 또한 정맥투여보다는 경장영양이 환자의 소화기능의 빠른 복귀, 점막수축 완화, 장관 정상세균 및 면역력 유지, 패혈증 감소 등에 도움이 된다는 것도 많은 논문이나 연구들에 의해서 알려져 있다[37,38,39]. 조기 경장영양에 대해서 가능한 빨리 시작하라고 알려져 있지만 아직까지 정확한 시기에 대한 제시나 근거 등은 미흡한 실정이다. Mosier 등[40]은 153명의 중증화상환자를 대상으로 화상 수상 후 24시간을 기준으로 조기와 지연 경장영양을 나누어 조기 경장영양이 장 마비, 스트레스성 궤양, 상처 감염을 줄이는데 도움의 되므로 24시간 이내 시작해야 한다고 가이드라인을 제시하고 있다. 하지만 조기경장 영양을 시작시기에 관해 Minard와 Kudsk [41]는 조기 경장영양으로 인해 장관 세균 및 독소 투과성 감소에 작용하는 장의 림프구에 의한 패혈증 관련 합병증 완화에 대해 효과를 제시하며 24시간 이내가 이상적이지만 48시간 이내에 시작하는 것도 괜찮다고 제안하고 있다. Sohn 등[42]에 의하면 조기 경장영양 지원이 환자의 영양 상태 호전과 중환자실 재원일수 감소 등 좋은 예후에 영향을 준다고 보고하였다. 따라서, 중증화상환자의 경우 혈역학적으로 안정하다면 조기에 경장영양를 시작하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.